Разработка облучательной установки для повышения продуктивности процесса фотосинтеза

Цель

Определение оптимального спектрального состава и освещённости, обеспечивающих дружную всхожесть и начальный рост образцовых культур, создание прототипа малобюджетной облучательной установки для широкого использования.

Задачи

1. Изучение особенностей процесса фотосинтеза.
2. Рассмотрение спектров различных типов ламп и светодиодов.
3. Разработка и создание прототипа облучательной установки.

Описание

В ходе теоретического исследования было проанализировано влияние спектрального состава и типа спектра излучения на полноценное развитие растений и подобрано оптимальное соотношение интенсивностей различных спектральных интервалов. Аналогичным образом была выбрана оптимальная интенсивность, подходящая для выращивания большинства зелёных растений. Были рассмотрены спектры наиболее часто используемых в быту ламп и подобраны светодиодные источники излучения, которые благодаря узкому спектральному диапазону и возможности лёгкого изменения интенсивности идеально подходят под заявленные требования.

Для диагностики разрабатываемого осветительного модуля были выбраны монохроматор-спектрограф и люксметр.

В ходе работы были разработаны два модуля. Первый был признан неподходящим из-за неравномерности засветки и малой мощности. Было решено использовать светодиод RGB, который позволил добиться равномерности в освещённости и существенно повысил её мощность. После чего, благодаря плате Arduino, модуль был дополнен системой включения/выключения и автоматической досветки.

Результат

1. Проанализированы механизмы фотосинтеза и влияющие на него процессы.
2. Изучены спектры различных типов ламп и современных светодиодов с выявлением их особенностей.
3. В соответствии с полученными результатами подобрана комбинация светодиодов для облучения растений.
4. Создан прототип светодиодного модуля с автоматической системой включения/выключения и досвечиванием растений в зависимости от падающего света.

Оснащение и оборудование

1. Платформа Arduino
2. Светодиоды
3. Люксметр «ТКА-ПКМ»

Перспективы использования результатов работы

Планируется набрать статистику по выращиванию с помощью модуля некоторых видов растений, а также добавить систему диагностики, позволяющую следить за параметрами, которые не менее важны для полноценного выращивания растений, – поливом, температурой и влажностью.

Сотрудничество с вузом при создании работы

РУДН