Széles spektrumú, hangolható LED világítótest tervezése és megvalósítása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Sütő Zoltán
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Napjainkban egyre inkább előtérbe kerül a LED (fényemittáló dióda) technológiák használata. Nem csak az emberi környezet megvilágítására, hanem növények termesztésére is alkalmazhatóak LED fényforrások. Ez a technológia nem csupán a világítás gazdaságosabb üzemeltetését teszi lehetővé, hanem további előnyök sorát kínálja. A fényforrások közelebb kerülhetnek a növényekhez, mivel kevesebb hőt sugároznak, mint a hagyományos gázkisüléses lámpák. Hangolható spektrumú lámpák is megvalósíthatóak színes LED-ek alkalmazásával, ami lehetővé teszi, hogy a kertész a növény fajtájához és életciklusához igazítsa a megvilágítás intenzitását és spektrumát. Ebben a dolgozatban kidolgozásra kerül egy ilyen, széles spektrumú, tetszés szerint beállítható beltéri növénytermesztő rendszer világítópanelje. A követelmények meghatározásához szükséges alapszintű betekintést nyerni a biológiába, fel kell mérni, hogy milyen hullámhosszú és milyen mennyiségű fény felel meg a növények igényeinek. Bemutatásra kerül a fényáram és fotonáram közötti átváltást lehetővé tevő optikai számítási módszer és elkészítésre kerül egy spektrumvizualizáló segédeszköz, melynek segítségével meghatározásra kerül a felhasználni kívánt LED-ek típusa és mennyisége. A készülék 176 darab, 10 különböző színű, 3 [W]-os LED-et használ. A dolgozat központi részét az áramszabályozó elektronika tervezése képezi, amely magában foglalja a működési elv, a vezérlő IC és a passzív komponensek megválasztását. A tervezett áramkör 200 [kHz] névleges frekvenciájú, állandó kikapcsolási idejű, csúcsáramra szabályozott buck konverterekből áll, összesen közel 400 [W] bemenő teljesítménnyel. A kapcsolás szimulációval való ellenőrzése után nyomtatott áramkör (NYÁK) tervezésére kerül sor, amelyhez szorosan kapcsolódik a rendszerben fejlődő hő elvezetésének optimalizálása. A készülék a gyakorlatban le lett gyártva, teszteken és méréseken ment keresztül, melyeken megfelelőnek bizonyult. A berendezés közel egy hónapig üzemelt napi 8-10 órában. Ez idő alatt meghibásodás nem lépett fel és a panel hőmérséklete nem lépte át a megengedett határt. Ez alapján a prototípus fejlesztése sikeresnek bizonyult, de a lehetséges fejlesztési irányok is körvonalazódtak.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.