基于MSP430的智能自適應(yīng)間斷光控系統(tǒng)
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由于光線(xiàn)光譜的不同會(huì)直接影響到植物光合作用的效率，所以最終選擇LED比例紅：藍(lán)為5：1。
而為了針對(duì)外界不同的光照環(huán)境進(jìn)行選擇性補(bǔ)光，在項(xiàng)目中，選用了三組LED燈燈組。根據(jù)采光模塊采集到的外界的光照強(qiáng)度，選擇出三組LED燈燈組的亮暗情況。具體電路圖如圖4所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/170520.htm
1．3 液晶顯示模塊
液晶型號(hào)為12864，由單片機(jī)控制，顯示當(dāng)前外界光強(qiáng)值和點(diǎn)亮LED燈盞數(shù)。
2 項(xiàng)目系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件部分的編程工作。軟件部分主要包括主函數(shù)，定時(shí)器中斷程序，各部分子程序。
定時(shí)器A和定時(shí)器B分別控制采光模塊的中斷和LED補(bǔ)光模塊的中斷。具體框圖如圖5所示。
3 裝置實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
對(duì)番茄幼苗采用控制變量法，在向陽(yáng)室內(nèi)的生長(zhǎng)對(duì)比如圖6所示。
圖6中左邊植物持續(xù)補(bǔ)光，右邊植物以50％占空比間斷補(bǔ)光，補(bǔ)光點(diǎn)設(shè)為番茄光飽和點(diǎn)。
編號(hào)1～6依次為發(fā)芽15天后每隔3天拍攝一組照片。不補(bǔ)光對(duì)照組未拍攝圖片。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：
(1)選用50％占空比補(bǔ)光和持續(xù)補(bǔ)光的植物生長(zhǎng)狀況相比，前者更佳。
(2)補(bǔ)光同不補(bǔ)光植物相比生長(zhǎng)狀況明顯更佳。
由此得出間斷補(bǔ)光可以代替持續(xù)補(bǔ)光。
圖7為對(duì)甜瓜幼苗采用控制變量法做同樣實(shí)驗(yàn)的對(duì)比結(jié)果。編號(hào)1～6依次為發(fā)芽5天后每隔2天拍攝一組照片。不補(bǔ)光對(duì)照組未拍攝圖片。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象同上。
由此得出間斷補(bǔ)光可以代替持續(xù)補(bǔ)光。
成本核算：以滿(mǎn)足1 mx1 mx1 m空間補(bǔ)光，電費(fèi)以0．6元／度，一個(gè)月以30天計(jì)算。每組LED功率為1．5 W，持續(xù)照射1個(gè)月耗電1．08度，需要6組燈，合計(jì)電費(fèi)為3．888元。MSP430單片機(jī)+ADC+液晶顯示器共100元，采用LED排組48顆／組×6組共120元，機(jī)箱、開(kāi)關(guān)、電線(xiàn)、PCB板、支架共50元，總計(jì)約274元。批量生產(chǎn)后每套設(shè)備成本可降至200元以下，因此整套裝置成本即低于傳統(tǒng)非LED補(bǔ)光燈，與普通LED補(bǔ)光燈相比亦節(jié)約一半電費(fèi)，使用更長(zhǎng)時(shí)間將節(jié)省更多開(kāi)支。
4 結(jié)語(yǔ)
本裝置以50％占空比間斷補(bǔ)光節(jié)省一半電能，提高光合作用效率；補(bǔ)光至光飽和點(diǎn)，節(jié)省過(guò)渡補(bǔ)光時(shí)那部分電能；以紅藍(lán)光譜補(bǔ)光，避免多余光譜浪費(fèi)能量；成本低廉，操作方便。有良好的可操作性和應(yīng)用前景。
評(píng)論