專利名稱：用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色led組合燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種蛋雞養殖的人工光源，具體是一種用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈。
背景技術：
光照是雞賴以生存的環境中最重要的因素之一，對雞的影響極大，特別是蛋雞，對光源性質和光照強度都有著特殊的敏感性和反應性。適宜的光照有利于促進蛋雞的生長發育、攝食和繁殖等。現代化養雞場的光照普遍是由人工光源來提供。利用人工光源控制雞舍的光環境，用以提高蛋雞的福利，從而更好地發揮蛋雞的生產性能。目前養雞場使用的人工光源主要是白熾燈和熒光燈等，其缺點一能耗高、效率低、產熱多；其缺點二 波譜寬，包含多種波長的光，有些波長的光是無用的甚至是有害的；其缺點三盡管含有多種波長的光，但無法針對蛋雞的生理需求進行光質調控。上述不足制約了蛋雞生產性能的提高。上述缺點可用LED光源來解決。LED光源具有諸多優點，如高亮度、低能耗、壽命長、可間歇照射、良好的點光源性、冷光性、波長純正等。目前，各種波長如紅光、綠光、藍光、黃光、遠紅光、紫外光等的LED都已商品化。但LED光源波長單一，必須組合才能滿足蛋雞的光需求。CN201967181公告了 “智能化綜合養雞的LED光源控制系統”專利技術，對這一方面作了有益的嘗試。但該技術重點在于對光照強度和光照時間的智能化控制，在育雛期不同階段、育成期和產蛋期，提供不同強度的光照，光照時間也予以不同控制。但是該專利技術在蛋雞的育雛期和育成期僅使用綠光LED作照明光源，在蛋雞的產蛋期僅使用紅光LED作照明光源。在育雛期和育成期提供相同波長的光照明，沒有考慮蛋雞不同生長階段對光的生理需求。其次，在同一階段僅提供一種波長的光照明，波長仍然單一，無法滿足蛋雞對光的多樣性需求，無法有效促進蛋雞的育成和提高產蛋量。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈。解決上述技術問題采用的技術方案是本用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括降壓穩壓電路、復位電路、計時控制電路、程序下載電路、LED控制與顯示電路、LED驅動電路和LED陣列電路；硬件部分由上至下包括開關電源、電源連接線、LED光源控制器、導線、殼體、散熱片、長條式電路板、燈頭端蓋和LED，散熱片安裝在電路板背面，LED電路板和散熱片卡裝在殼體內，共同構成條式燈管，燈管一端安裝有端蓋，另一端通過導線連接至LED光源控制器。LED分綠光LED、藍光LED、紅光LED和紫外光LED，均安裝在長條式電路板下側，呈四行等間距均勻排列，綠光LED和紅光LED —一間隔等間距排列成第一行，藍光LED和紫外光LED —一間隔等間距排列成第二行，紅光LED和綠光LED —一間隔等間距排列成第三行，紫外光LED和藍光LED —一間隔等間距排列成第四行，每行中LED的顆數相等且相鄰LED之間的中心距相同，一行中LED的具體顆數可根據養雞槽的長度確定。所說的綠光LED為視角18°、直徑5mm、波長520nm、標準工作電流20mA、標準發光強度20坎德拉，呈圓形狀；藍光LED為視角18°、直徑5mm、波長470nm、標準工作電流20mA、標準發光強度9坎德拉，呈圓形狀；紅光LED為視角18°、直徑5mm、波長630nm、標準工作電流10mA、標準發光強度15坎德拉，呈圓形狀；紫外光LED為視角18°、直徑5mm、波長320nm、標準工作電流20mA、標準發光強度O.1坎德拉，呈圓形狀。水平方向上相鄰LED之間的中心距可在1-1. 5cm范圍內取值。所說的開光電源為隔離式直流開關電源，輸入電壓為220V交流,輸出電壓為24V直流，輸出電流為O 3A。所說的LED光源控制器包括以STC89C52單片機芯片為核心的LED控制電路、IXD
液晶顯示面板和按鍵陣列。本發明的有益效果是在蛋雞育雛期提供綠光，在蛋雞育成期提供藍光，在蛋雞產蛋期提供紅光，無論育雛期、育成期還是產蛋期每天均提供適量的紫外光，滿足蛋雞不同時期對光的生理需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產性能。本組合燈的光照強度和光照時間既可以手工控制，也可以通過電腦上編制的光照管理程序加以控制，從而滿足不同養雞場的多種需求。綠藍紅紫外四色LED組合在一起僅為一個燈具，相比綠光LED、藍光LED、紅光LED與紫外光LED分離單獨組成燈具，節省了成本。此外，本組合燈在橫向上可根據養雞槽的寬度加以擴展。
圖1為本發明結構示意圖。圖2為本發明長條式電路板下側LED分布示意圖。圖3為本發明電路原理圖。圖4為本發明電路原理圖。
具體實施例方式本發明下面結合實施例并參照附圖作進一步詳述參見圖1，開關電源(I)的輸入端使用導線與外部220V交流電源連接，開關電源(I)的輸出端通過電源連接線(2)與LED光源控制器(3)連接，LED光源控制器(3)的輸出端通過導線(4)連接到燈頭內的LED陣列，LED陣列全部固定在長條式電路板(7)下側，長條式電路板(7)固定于殼體(5)中，電路板(7)上方配置散熱片出)。如圖2所示，在長條式電路板(7)下側分布著4行LED。綠光LED(9)和紅光LED(Il) —一間隔等間距排列成第一行，藍光LED(10)和紫外光LED(12)一一間隔等間距排列成第二行，紅光LED(Il)和綠光LED(9) —一間隔等間距排列成第三行，紫外光LED(12)和藍光LED(IO) —一間隔等間距排列成第四行。選用的綠光LED(9)為視角18°、直徑5mm、波長520nm、標準工作電流20mA、在標準工作電流下發光強度為20坎德拉的圓形LED，選用的藍光LED(IO)為視角18°、直徑5mm、波長470nm、標準工作電流20mA、在標準工作電流下發光強度為9坎德拉的圓形LED，選用的紅光LED(Il)為視角18°、直徑5mm、波長630nm、標準工作電流10mA、在標準工作電流下發光強度為15坎德拉的圓形LED，選用的紫外光LED (12)為視角18°、直徑5mm、波長320nm、標準工作電流20mA、標準工作電流下發光強度為O.1坎德拉的圓形LED。每行中LED的顆數相等且相鄰LED之間的中心距相同，中心距可在1-1. 5cm范圍內取值。光照強度和光波長等光信息通過雞眼球內的受光體、視網膜的神經節細胞傳遞至視覺中樞或者下丘腦內的相關光受體而被感知。這些光信息被轉化為生物信息，進而影響與刺激下丘腦釋放激素來調節雞的生長發育、生殖功能和行為活動。研究表明，綠光和藍光比其它單色光能更有效地刺激蛋雞分泌睪酮，進而促進蛋雞的生長發育，綠光在生長早期能顯著促進蛋雞的生長，藍光在生長后期能顯著促進蛋雞的生長。綠光能降低蛋雞的啄癖，藍光能使蛋雞變得興奮。綠、藍光下飼養的蛋雞在更多的時間內不停地采食，從而導致綠、藍光下飼養的蛋雞在體重、胸肌重、大腿重和小腿重等方面均顯著高于其它單色光下飼養的蛋雞。蛋雞在紅光下趨于安靜，啄癖極少。紅光波長長，光線穿透力強，進入蛋雞下丘腦內的光子數多，對光受體的刺激增強，因而能提升蛋 雞的生殖機能，使產蛋數增加。波長為280-340nm的紫外線對蛋雞的生產性能有促進作用，此波段紫外線稱為保健光。紫外線照射雞體的皮膚時，可使皮膚和羽毛中的7-羥脫氫膽固醇轉變為維生素D3,維生素D3促進機體的鈣磷代謝，提高蛋雞對飼料中鈣和磷的吸收，從而保證機體健康和骨骼發育。在紫外線照射下，由于鈣、磷等的吸收提高了，蛋雞的產蛋率可提高3% _5%，蛋的合格率也略有提高。另外，紫外線有強烈的殺菌作用，增強機體免疫力和抗病力，有利于蛋雞的健康，降低蛋雞死亡率。利用紫外線照射蛋雞，對蛋雞的體重、體尺及骨骼生長有顯著的促進影響，可提高產蛋率和蛋的品質。因此，選用綠藍紅紫外四色LED組合燈作為蛋雞養殖用的人工光源是有科學依據的。參見圖3和4，220V交流電壓經開關電源(I)后輸出24V直流電壓，一路接至LED驅動電路(13)，另一路接至降壓穩壓電路(17)。LED驅動電路(13)由4個芯片PT4115將24V直流電壓提供給綠藍紅紫外四色LED正常工作，為保證芯片PT4115正常工作，引腳SW接二極管SSllO負極并與50 μ H電感相連，引腳VIN接二極管SSllO正極、O. 5 Ω電阻或I Ω電阻、24V電壓相連，引腳GND接地，4個ΡΤ4115芯片的引腳DM分別與芯片STC89C52的引腳PlO 13相連，以控制LED的工作時間。LED陣列電路(14)包括綠光LED陣列、藍光LED陣列、紅光LED陣列和紫外光LED陣列，為保證LED正常工作，每色LED先串聯再并聯，兩端分別接于芯片ΡΤ4115引腳CSN和50 μ H電感。降壓穩壓電路(17)中24V直流電壓經U9恒流降壓芯片ΙΜ2596穩壓輸出5V直流電壓為復位電路(16)、計時控制電路(18)、程序下載電路(19)、LED控制及顯示電路(15)提供穩定的工作電壓；同時，24V直流電壓經U8恒流降壓芯片ΙΜ2596穩壓輸出3. 3V直流電壓為計時控制電路(18)提供穩定的工作電壓。LED控制與顯示電路(15)由單片機芯片STC89C52實現對LED的工作狀態控制，并通過IXD液晶顯示屏顯示LED工作狀態，包括工作時間和LED光強信息，以及在工作狀態調節時的被調節信息，為保證液晶顯示屏正常顯示，需要與芯片STC89C52的引腳POO Ρ07相連。通過按鍵S2可以選擇調節對象，包括LED工作時間、LED燈顏色；通過按鍵S3可以增大光照時間或增大LED光強；通過按鍵S4可以減小光照時間或減弱LED光強；最終可實現綠光LED、藍光LED和紅光LED依照先后次序工作，紫外光LED根據需要而工作，四色LED的工作時間和光強根據需要進行調節。為保證芯片STC89C52正常工作，需要將引腳VCC接5V電壓，在引腳Xl和X2之間接12MHz晶體振蕩器Y1，晶體振蕩器Yl兩端分別接濾波電容正極，電容負極接地。復位電路(16)中，按下按鍵SI，則STC89C52芯片引腳RESET接收到5V電壓信號，使整個控制與顯示電路復位進入初始工作狀態。計時控制電路(18)由芯片DS1302對LED工作時間進行計時，計時單位包括天數、小時數。為保證DS1302正常工作，需要在引腳VCC2接5V電壓，在引腳VCCl接3. 3V電壓，在引腳Xl與X2之間接32. 768MHz晶體振蕩器Y2。程序下載電路(19)，采用PL2303芯片將STC89C52芯片與計算機USB接口相連，將LED控制程序由計算機下載至STC89C52芯片，JPl為USB接口。為保證PL2303正常工作，需要在引腳VDD、RESET、VDD_232和DSR_N接5V電壓，在引腳OSCl和0SC2之間接12MHz晶體振蕩器Y3，引腳TXD接STC89C52引腳RXD，引腳RSD接STC89C52引腳TXD。本組合燈的光照強度和光照時間可以手工控制，在計算機上完成控制程序編寫，通過USB連接線連接計算機USB接口和圖4中(19)的JPl接口，將控制程序下載至控制電路中，接入220V交流電之后，按下圖4中(16)的按鍵SI使電路復位，整個LED電路開始工作，按下圖3中(15)的按鍵S2可以選擇被調節對象，包括控制時間、LED顏色，選定調節對象之后，按下圖3中(15)的按鍵S3可以增大光照時間或者增強LED光強，按下圖3中(15)的按鍵S4可以減小光照時間或者減弱LED光強。本組合燈的光照強度和光照時間也可以通過電腦上編制的光照管理程序加以控制，通過USB連接線連接計算機USB接口和圖4中(19)的JPl接口，然后在計算機中通過光照管理程序調控LED電路的工作狀態。兩種方式均可實現本組合燈在蛋雞育雛期提供綠光，在蛋雞育成期提供藍光，在蛋雞產蛋期提供紅光，無論育雛期、育成期還是產蛋期每天均提供適量的紫外光，滿足蛋雞不同時期對光的生理需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產性能。
權利要求
1.一種用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括降壓穩壓電路(17)、復位電路(16)、計時控制電路(18)、程序下載電路(19)、LED 控制與顯示電路(15)、LED驅動電路(13)和LED陣列電路(14);硬件部分由上至下包括開關電源(I)、電源連接線(2)、LED光源控制器(3)、導線(4)、殼體(5)、散熱片(6)、長條式電路板(7)、燈頭端蓋(8)和LED，LED均安裝在長條式電路板下側，呈四行等間距均勻排列， 散熱片安裝在電路板背面，LED電路板和散熱片卡裝在殼體內，共同構成條式燈管，燈管一端安裝有端蓋，另一端通過導線連接至LED光源控制器。
2.如權利要求1所述的用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈，其特征是所說的綠光LED (9)為視角18°、直徑5mm、波長520nm、標準工作電流20mA、標準發光強度20坎德拉的圓形LED ;藍光LED(IO)為視角18°、直徑5mm、波長470nm、標準工作電流20mA、標準發光強度9坎德拉的圓形LED ;紅光LED(Il)為視角18°、直徑5mm、波長630nm、標準工作電流10mA、標準發光強度15坎德拉的圓形LED ;紫外光LED(12)為視角18°、直徑5mm、波長320nm、標準工作電流20mA、標準發光強度O.1坎德拉的圓形LED。
3.如權利要求1所述的用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈，其特征是所說的一塊長條式電路板下側有4行LED，綠光LED和紅光LED —一間隔等間距排列成第一行，藍光LED和紫外光LED —一間隔等間距排列成第二行，紅光LED和綠光LED —一間隔等間距排列成第三行，紫外光LED和藍光LED—一間隔等間距排列成第四行，各行中LED的顆數相等，各行中相鄰LED之間的中心距相等，中心距在1-1. 5cm范圍之內。
4.如權利要求1所述的開光電源為隔離式直流開關電源，輸入電壓為220V交流，輸出電壓為24V直流，輸出電流為O 3A。
5.如權利要求1所述的LED光源控制器包括以STC89C52單片機芯片為核心的LED控制電路、IXD液晶顯示面板和按鍵陣列。
全文摘要
一種用于蛋雞養殖的綠藍紅紫外四色LED組合燈，由電路和硬件兩部分組成，電路部分包括降壓穩壓電路、復位電路、計時控制電路、程序下載電路、LED控制與顯示電路、LED驅動電路和LED陣列電路；硬件部分包括開關電源、電源連接線、LED光源控制器、導線、殼體、散熱片、長條式電路板、燈頭端蓋和LED，LED分綠、藍、紅和紫外四色，安裝在長條式電路板下側，呈四行等間距均勻排列，散熱片安裝在電路板背面，LED電路板和散熱片卡裝在殼體內。本組合燈在蛋雞育雛期提供綠光，在育成期提供藍光，在產蛋期提供紅光，同時在各個時期每天均提供適量的紫外光，滿足蛋雞不同時期對光的生理需求，從而最大程度上提高蛋雞的生產性能，并具有成本節省、擴展方便的優點。
文檔編號A01K45/00GK103016993SQ20121056994
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者周國泉, 周益民 申請人:浙江農林大學