如何自制植物生长灯_自制植物生长灯步骤

在日常生活中，不少人喜欢养植物，甚至想让植物快速成长、开花。我们都听过拔苗助长的故事，讲述的是一位古代宋人为了使自己田地里的禾苗长得更快，便将禾苗往上拔，结果禾苗反而快速地枯萎了。放下目前生物化学中常用的助长方式不说，实际上，我们可以用另一种方式帮助植物快速生长。笔者制作了一个可以帮助植物生长的LED 灯，并做了个小实验，我们一起看看过程吧。

植物生长灯是种特殊的灯具，依照植物生长规律必须需要太阳光，而植物生长灯就是利用太阳光的原理，灯光代替太阳光给植物生长发育环境的一种灯具。 　　经过应用测试，植物灯的波长非常适合植物的生长，开花，结果。一般室内植物花卉，会随着时间而长势越来越差，主要原因就是缺少光的照射，通过适合植物所需光谱的LED灯照射，不仅可以促进其生长，而且还可以延长花期，提高花的品质。而把这种高效光源系统应用到大棚、温室等设施等农业生产上，一方面可以解决日照不足导致番茄、黄瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面还可以使冬季大棚茄果类蔬菜提前到春节前后上市，从而达到反季节培植的目的。

1，作为补充光照，在一天的任何时间都可以增强光照，可以延长有效照明时间。

2，无论在黄昏或是夜晚，可以有效延长和科学控制植物所需要的光照。

3，在温室或植物实验室，可完全替代自然光，促进植物生长。

4，彻底解决育苗阶段看天吃饭的情况，完全根据苗株交货期来合理安排时间。

自制植物生长灯的步骤：

1. 高效率的把电能转换成辐射能

2. 在光合作用的有效范围内达到高辐射强度，尤其是低红外线辐射（热辐射）

3. 灯泡的放射光谱符合植物的生理要求，尤其是处于光合作用的有效光谱区。

比较强度处于光合作用有效区，水平放射的各种人造光源中，钠灯的能量转化效果是水银灯的两倍高。钠灯是温室里影响植物光合作用，正确的生长的最有效的光源。管状钠灯能达到150lm/w的高光效辐射，是目前对各种农作物的生长最有利的选择。增加在陶瓷弧光管中的钠蒸汽压力能扩大蓝光和红光的光谱，这正是所追求的高范围波长。

在应用与园艺产品的高压钠灯中，我们推荐PLANTASTAR（OSRAM）， SON-T AGRO （PHILIPS）， LUCALOX XO（GE）。他们的区别在于提高更高的0-40%蓝光范围，激活植物的叶绿素。为了取得最高的放射能，所有的钠灯在灯罩里侧装上反射层。

而目前国内多数工厂普遍把作为路灯的钠灯当场植物用钠灯使用，出口，给广大用户造成了不少的损失。 光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一，通过光质调节，控制植株形态建成是设施栽培领域的一项重要技术。

“拔”苗助长：自制植物生长灯

我们知道，植物的生长离不开阳光、空气、温度、水分，尤其是阳光条件。它中细分起来，又有很多要求，比如光照强度、光周期、光质其中光周期指的是一天中光照和黑暗的交替规律。光周期除了能诱导植物开花外，还影响植物花茎的伸长、块根和块茎的形成、芽的休眠和叶片的脱落等。光质指的是不同波长的光对植物生长有不同的影响。比如，短波的蓝紫光有抑制植物生长的作用，紫外光的抑制作用更显著，它可以使植物矮化。所以，在育苗时我们常采用浅蓝色的塑料薄膜覆盖，它能透过紫外光，抑制植物徒长，与无色薄膜相比，浅蓝色的薄膜可以让幼苗生长得更健壮。

那么，用光质适合植物生长的光来增加光周期，就会促进植物的生长。图1所示的这种LED灯珠的波长为400~840nm.是一种能满足植物光合作用所需光照条件的人造光源。笔者查资料发现： 其中420~ 500nm的光波，叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用的影响也最大，620~ 750nm光波，叶绿素的吸收率“高”对光合作用与光周期效应有显著影响。笔者想用这种LED增加植物的光周期，来促进植物的生长。

硬件设计

笔者设计的电路如图2所示，电路分为4 个部分。

第一部分是电源部分。电源模块1C3如图3所示，输入电压为100-240V，输出电压为5V，输出电流为500mA，220V的电源通过IC3转换为5V 的直流电压给555 电路和单片机电路供电。

第二部分是单片机电路。笔者采用的是单时钟/机器周期（1T） 的单片机STC15F104.它仅有4个引脚，可省掉外部晶体振荡器电路和复位电路，有两个定时器，可以完成植物生长灯的控制任务。他它通过P3.4引脚读取环境状态P3.3口通过三极管VT1驱动继电器K1来控制植物生长灯的亮灭

第三部分是光检测电路。由于STC15F104未带ADC采集功能，所以利用光敏电阻R2 采集的信号，通过NE555芯片构成的双稳态电路处理后，再输入单片机进行处理。电路中，NE555接成双稳态电路，光敏电阻R2和电位器R6组成一个简单的分压器，NE555的2脚、6脚接在分压点上。

白天，光线较亮，光敏电阻R2 呈低阻状态，为此分压点为高电位。当6 脚电压在2/3电源电压以上时。双稳态电路复位，NF555的输出端3脚为低电位，VD6不亮。

当夜幕降临时，光敏电阻R2因无光照射而呈现高电阻，此时分压点为低电位。当NE555的2脚电位在1/3电源电压以下时，双稳态电路被置位，NE555的3脚输出高电位，VD6发光，三极管VT2 导通，向单片机输出低电平。

第四部分是LED及驱动电路，笔者采用的是3颗1W的大功率LED，其工作电压为3.2~3.4V，工作电流为350mA.通过恒流电源模块（见图4） 给3颗串联的LED 供电，其输入电压为85~265V，最大输出电流在300mA左右，输出电压10V左右，适合驱动LED灯珠。

当环境光线暗到设定值时，NE555电路输出高电平，通过三极管给单片机，当单片机检测到低电平输入时，开启植物生长灯，并开始计时，1小时后将植物生长灯关闭。当光线变亮时，单片机计时复位，等光线变暗时再次开启植物生长灯并重新计时。

制作要点

由于大功率LED 长时间工作发热严重，所以首先将3颗LED焊接到铝基板上，如图5所示。将其串联连接后，固定到散热片上，如图6所示。然后将带有散热片的LED灯固定到ABS支架上面如图7所示，笔者是用尼龙扎带固定的。将NE555电路和单片机电路进行焊接，如图8所示，然后将多个电路模块连接后进行了调试。先将程序下载进单片机里，然后将电位器调到合适的阻值，将电路放置到ABS塑料的电器盒内，并将光敏电阻放置在塑料壳外进行感光将电器盒固定到ABS支架上面后就可以使用了，如图9所示。

实验对比

笔者用两株差不多的地瓜秧做实验。首先将地瓜秧种到两个一样大小，有一样土质土壤的花盆里，如图10所示。把它们放在温度、光照周期、光照强度、光质一致的窗台上，在其中一个花盆上安装上自制的这款植物生长灯，如图11所示。

将两个花盆隔开，防止植物生长灯影响到另一花盆里植物的生长。对植物尧灌相同容量、相同水质的水每天傍晚黑天后，植物生长灯自动开启，对其中一株地瓜秧增加光照，照明一个小时后自动关闭。经过一周后，地瓜秧的生长发生了明显的变化。如图12所示，带有植物生长灯的地瓜秧的生长速度的确比没有增加植物生长灯的地瓜秧更快。是不是植物生长灯起到了“拔”苗助长的作用了呢？