Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2023 - zeszyt 7

16-kanałowy moduł LED do systemu wspomagającego rozwój roślin sterowany za pomocą Raspberry PI

16-channel programmable horticulture LED module controlled by Raspberry PI

10.15199/48.2023.07.39

nr katalogowy: 144185
10.15199/48.2023.07.39

Streszczenie

Obecnie dużym zainteresowaniem cieszą się badania wpływu światła na rośliny. Opracowywane są nowe rozkłady widma światła, które wpływają na poprawę zarówno ilości plonów i jakości dokonywanych zbiorów. W celu uproszczenia wprowadzania zmian widma w procesach badawczych oraz w celu przyspieszenia i zrównoleglenia badań w tym zakresie został opracowany niedrogi programowalny moduł LED pozwalający sterować 16 niezależnymi stałoprądowymi kanałami. Niska cena proponowanego rozwiązania oraz jeden sterownik obsługujący do 12 modułów LED może przyczynić się do bardziej efektywnych poszukiwań optymalnego widma dla poszczególnych gatunków roślin.

Abstract

Nowadays, research on the horticulture light is receiving a lot of interest. Scientists are looking for the best light spectra and are developing new spectra to improve the quantity and quality of crops. To simplify the introduction of spectrum changes in research processes and to accelerate research in this area, an inexpensive programmable 16 channels LED module has been developed. The low price of the described solution and one controller supporting up to 12 modules may help in a more effective search for the optimal spectrum for individual plant species.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Race M., Tesco and Aldi limit sales of tomatoes, peppers and cucumbers, BBC News, https://www.bbc.com/news/business64729317 (dostęp 07-03-2023)
[2] Van Gerrewey T., Boon N., Geelen D., Vertical Farming: The Only Way Is Up?, Agronomy, 12 (2022), No. 1, 2
[3] Kozai T., Niu G., Role of the plant factory with artificial lighting (PFAL) in urban areas, In Plant Factory, Academic Press, 2020, 7-34
[4] Xufei Y., Dongliang S., Jingfa L., Changyong Y., Yajun D., Bo Y., Demonstration study on ground source heat pump heating system with solar thermal energy storage for greenhouse heating, J. Energy Storage, 54 (2022), 105298
[5] Kleszcz J., Kmiecik P., Świerzawski J., Vegetable and Gardening Tower of Othmar Ruthner in the Voivodeship Park of Culture and Recreation in Chorzów—The First Example of Vertical Farming in Poland. Sustainability, 12 (2020), No. 13, 5378
[6] Wai T. S., Chaichana C., Maruyama N., Energy cost analysis of growing strawberries in a controlled environment chamber, Energy Rep., 9 (2023), Supplement 1, 677-687
[7] Alrajhi A.A., Abdulaziz S.A., Alhelal I.M., Rihan H.Z., Fuller M.P., Alsadon A.A., Ibrahim A.A., The Effect of LED Light Spectra on the Growth, Yield and Nutritional Value of Red and Green Lettuce (Lactuca sativa), Plants, 12 (2023), No. 3, 463
[8] Rihan H.Z., Aljafer N., Jbara M., McCallum L., Lengger S., Fuller M.P., The Impact of LED Lighting Spectra in a Plant Factory on the Growth, Physiological Traits and Essential Oil Content of Lemon Balm (Melissa officinalis), Plants, 11 (2022), No. 3, 342
[9] Rihan H.Z., Aldarkazali M., Mohamed S.J., McMulkin N.B., Jbara M.H. Fuller, M.P., A Novel New Light Recipe Significantly Increases the Growth and Yield of Sweet Basil (Ocimum basilicum) Grown in Plant Factory System, Agronomy, 10 (2020), No. 7, 934
[10] Pennisi G., Pistillo A., Orsini F., Cellini A., Spinelli F., Nicola S., Fernandez J.A., Crepaldi, A., Gianquinto G., Marcelis L.F.M., Optimal light intensity for sustainable water and energy use in indoor cultivation of lettuce and basil under red and blue LEDs, Sci. Hortic., 272 (2020), 109508
[11] Modarelli G.C., Paradiso R., Arena C., Pascale S.D., Labeke M.C.V., High Light Intensity from Blue-Red LEDs Enhance Photosynthetic Performance, Plant Growth, and Optical Properties of Red Lettuce in Controlled Environment, Horticulturae, 8 (2022), No. 2, 114
[12] Cammarisano L., Donnison I.S., Robson P.R.H., The Effect of Red & Blue Rich LEDs vs Fluorescent Light on Lollo Rosso Lettuce Morphology and Physiology, Front. Plant Sci., 12 (2021), 603411
[13] Shimizu H., Saito Y., Nakashima H., Miyasaka J., Ohdoi K., Light Environment Optimization for Lettuce Growth in Plant Factory, IFAC Proceedings Volumes, 44 (2011), No. 1, 605- 609
[14] Furuyama S., Ishigami Y., Hikosaka S., Goto E, Effects of Blue/Red Ratio and Light Intensity on Photomorphogenesis and Photosynthesis of Red Leaf Lettuce, Acta Hortic., 1037 (2014), 317-322
[15] Razzak Md. A., Asaduzzaman Md., Tanaka H., Asao T., Effects of supplementing green light to red and blue light on the growth and yield of lettuce in plant factories, Sci. Hortic., 305 (2022), 111429
[16] Feldzensztajn M., Mazikowski A., Cegielski T. Analiza efektywności systemów oświetlania roślin na przykładzie uprawy bazylii, Przegląd Elektrotechniczny, 10 (2019), nr. 7, 225-229
[17] Son K.-H., Oh M.-M., Leaf Shape, Growth, and Antioxidant Phenolic Compounds of Two Lettuce Cultivars Grown under Various Combinations of Blue and Red Light-emitting Diodes, HortScience, 48 (2013), 988-995
[18] Pennisi G., Orsini F., Blasioli S.,Resource use efficiency of indoor lettuce (Lactuca sativa L.) cultivation as affected by red:blue ratio provided by LED lighting, Sci. Rep., 9 (2019), 14127
[19] Feldzensztajn M., Mazikowski A., Comparison of modelling and measurement results of spectra emitted by a programmable lamp, Photonics Lett. Poland, 10 (2018), No. 2, 42-44
[20] Mazikowski A., Feldzensztajn M., Design and development of lamp of adjustable spectrum, Photonics Lett. Poland, 14 (2022), No. 1, 13-15
[21] Chih H.C., Huang W.T., Yao K.C., Fluorescent Lamp Effect Correction on Capacitive Touch Panel by Timely Update Predicted Covariance Matrix, IEEE Trans. Ind. Electron., 66 (2019), No. 7, 5508-5515
[22] Cegielski T., Dotykowy panel sterowniczy TFT do systemu oświetleniowego wspomagającego rozwój roślin, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska, 3 (2014), 50-53
[23] Ghamari M.S., Mollaee H., Khavari F., Robust self-tuning regressive adaptive controller design for a DC-DC BUCK converter, Measurement, 174 (2021), 109071
[24] Chen Z., Tian L., Li M., Zhang J., Wang Y., LED toning system based on NRF24L01 wireless control, In 2012 24th Chinese Control and Decision Conference (CCDC), Taiyuan, China, 2012, 656-659
[25] He X., Wang H., Cao J., Lei D., Design of High-power LED Automatic Dimming System for Light Source of On-line Detection System, In 2020 IEEE 5th Information Technology and Mechatronics Engineering Conference (ITOEC), Chongqing, China, 2020, 1487-1491
[26] Sabat M., Baczyński D., Szafranek K. „Analiza szeregów czasowych produkcji energii ze źródeł odnawialnych pod kątem niezależności energetycznej wybranego obszaru” Przegląd Elektrotechniczny, 93 (2017), nr. 9, 11-15
[27] Connop S., Vandergert P., Eisenberg B., Collier M. J., Nash C., Clough J., Newport D., Renaturing cities using a regionallyfocused biodiversity-led multifunctional benefits approach to urban green infrastructure, Environ. Sci. Policy, 62 (2016), 99- 111
[28] Kaltsidi M.P., Fernández-Cañero R., Pérez-Urrestarazu L., Assessment of different LED lighting systems for indoor living walls, Sci. Hortic., 272 (2020), 109522
[29] Lee, H., Park, S.W., Pham, M.D. Effect of the light spectrum of white LEDs on the productivity of strawberry transplants in a plant factory with artificial lighting. Hortic. Environ. Biotechnol., 61 (2020), 971-979
[30] Takshak S., Agrawal S., Defense potential of secondary metabolites in medicinal plants under UV-B stress, J. Photochem. Photobiol. B, 193 (2019), 51-88
[31] Han S., Liu Y., Bao A., Zeng H., Huang G., Zhang M.G.C., Zhang Q., Lu J., Wu M., Guo L., OsCSN1 regulates the growth of rice seedlings through the GA signaling pathway in blue light, J. Plant Physiol., 280 (2023), 153904
[32] Legendre R., Iersel M.W., Supplemental Far-Red Light Stimulates Lettuce Growth: Disentangling Morphological and Physiological Effects, Plants, 10 (2021), No. 1, 166
[33] Budzuński Ł., Zajkowski M. Modyfikacja parametrów kolorymetrycznych w oprawach oświetleniowych ze źródłami LED, Przegląd Elektrotechniczny, 91 (2015), nr 7, 67-71
[34] Oleksy M., Kraśniewski J., Janke W., Wpływ temperatury na charakterystyki optyczne i elektryczne diod LED mocy, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 9, 83-85
[35] Czech E., Fryc I., Sterowanie zasilaniem barwnych LED-ów oprawy oświetleniowej, umożliwiające emisję stałego, niezależnego od warunków pracy, strumienia świetlnego, Przegląd Elektrotechniczny, 90 (2014), nr 1, 270-272
[36] Tabaka P., Jakubowski P., Fryc I., Analiza wpływu czułości widmowej spektroradiometru na niedokładność pomiarów kolorymetrycznych, Przegląd Elektrotechniczny, 93 (2014), nr 1, 93-96

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2023-7 , nr katalogowy 144185 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2023-7 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	70.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2023-7

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma