一种智能激光植物补光器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115397070A(43)申请公布日2022.11.25(21)申请号202211135882.3H03K7/08(2006.01)(22)申请日2022.09.19(71)申请人中北大学地址030051山西省太原市学院路3号(72)发明人兰艳亭谷乐鲜浩方炜王瑞峰陈晓栋王浩楠刘宇雄(74)专利代理机构山西五维专利事务所(有限公司)14105专利代理师雷立康(51)Int.Cl.H05B47/10(2020.01)H05B47/17(2020.01)H05B47/16(2020.01)F21V19/00(2006.01)A01G7/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图11页(54)发明名称一种智能激光植物补光器(57)摘要本发明公开了一种智能激光植物补光器，包括主机和支架，主机包括补光系统和补光调控系统，补光系统包括Laser光源模块和光源驱动电路。本发明智能激光植物补光器通过触摸屏可以查看实时的补光信息，还可以对补光参数进行修改。补光信息和补光参数包括：补光方式、补光强度、当前时间和自动补光时间。该系统整体智能化程度高，控制精度高，补光效率高，补光范围广，适合应用于农业大范围植物补光，具有市场推广前景。CN115397070ACN115397070A权利要求书1/1页1.一种智能激光植物补光器，其特征在于：包括：主机(1)和支架(2)，主机下表面右侧有电源适配器接口(3)，主机与支架通过锁扣连接，电源接口与与之相匹配的电源适配器连接，用于给智能激光植物补光器供电；其中，主机包括补光系统和补光调控系统，其中，补光系统包括Laser光源模块和光源驱动电路(6)，Laser光源模块由阵列分布的多个激光灯(4)、散热套筒(5)和外壳(9)组成，Laser光源模块与光源驱动电路通过导线连接；补光调控系统包括主控模块(7)和上位机(8)，主控模块又包括主控芯片(10)、补光强度控制电路(11)、上位机接口(12)、电源接口(13)、仿真接口(14)、晶振电路(15)、电路主板(16)；主控芯片、补光强度控制电路、上位机接口、电源接口、仿真接口以及晶振电路位于电路主板上；主控芯片共有64个引脚，补光强度控制电路与主控芯片的DAC_OUT1和DAC_OUT2引脚连接，上位机接口与主控芯片的USART2_TX和USART2_RX引脚连接，电源接口与主控芯片的VSS和VDD引脚连接，仿真接口与主控芯片的SWCLK和SWDIO引脚连接，晶振电路与主控芯片的OSC_IN、OSC_OUT、OSC32_IN和OSC32_OUT引脚连接；Laser光源模块包括红光光源模块和蓝光光源模块两种，红光光源模块采用红色激光灯和红光光源驱动电路，蓝光光源模块采用蓝色激光灯和蓝光光源驱动电路，红色激光灯和蓝色激光灯的额定电流不同，红光光源驱动电路和蓝光光源驱动电路的采样电阻R6的阻值不同；每一路串联3个激光灯，使用TPS54202DDCR芯片作为降压芯片，光源驱动电路的VIN引脚为输入电压电源引脚，接24V输入电源，以去除高频信号的干扰，VIN引脚上并联一个去耦电容；GND引脚接地；EN引脚为使能引脚，其电压范围是‑0.3‑7V，引脚电压大于1.21V时，光源驱动电路使能开始降压，该引脚通过单片机进行控制；BOOT引脚是芯片内部驱动电路的电源输入；SW引脚是电源输出引脚；FB引脚为反馈引脚，当FB引脚的电压不等于光源驱动电路内部的基准电压时，光源驱动电路就会自动调整输出电压，最终使FB引脚的电压等于基准电压；SW引脚与BOOT引脚之间连接一个0.1uF的陶瓷电容，L1、C3、C4、C5为输出滤波元件，以使输出电压保持稳定；R6为采样电阻，采样电阻的电压与FB引脚的电压有关，当电路稳定后，采样电阻的电压保持恒定，从而使激光灯的电流保持恒定；U2A和U2B是低功耗运算放大器，U2A与外围电路组成一个同相加法器，使FB的输入电压等于V_BIAS_RED/V_BIAS_BLUE加上采样电阻的电压，U2B与外围电路组成一个电压跟随器，使同相输入电压恒等于输出电压；C1、C6是陶瓷电容，电容值为0.1uF/50V；C2是去耦电容，电容值为22uF/50V；C3、C4是陶瓷电容，电容值为22uF/50V；C5是陶瓷电容，电容值为220pF/25V；L1是电感，电感值为22uH；R1、R2、R3、R4、R5是贴片电阻，电阻值为24.9kΩ；R6是贴片电阻；蓝光源驱动电路的电阻值为200mΩ，红光源驱动电路的阻值为500mΩ；用户通过上位机的“系统状态”界面查看系统当前的状态信息，“系统状态”界面包括：“帮助”按钮、“设置”按钮、当前时间、补光强度、补光方式和自动补光时间；“参数设置”界面包括：“返回”按钮