在日常生活中，不少人喜歡養(yǎng)植物，甚至想讓植物快速成長、開花。我們都聽過拔苗助長的故事，講述的是一位古代宋人為了使自己田地里的禾苗長得更快，便將禾苗往上拔，結(jié)果禾苗反而快速地枯萎了。放下目前生物化學(xué)中常用的助長方式不說，實(shí)際上，我們可以用另一種方式幫助植物快速生長。筆者制作了一個(gè)可以幫助植物生長的LED 燈，并做了個(gè)小實(shí)驗(yàn)，我們一起看看過程吧。

植物生長燈是種特殊的燈具，依照植物生長規(guī)律必須需要太陽光，而植物生長燈就是利用太陽光的原理，燈光代替太陽光給植物生長發(fā)育環(huán)境的一種燈具。 　　經(jīng)過應(yīng)用測試，植物燈的波長非常適合植物的生長，開花，結(jié)果。一般室內(nèi)植物花卉，會隨著時(shí)間而長勢越來越差，主要原因就是缺少光的照射，通過適合植物所需光譜的LED燈照射，不僅可以促進(jìn)其生長，而且還可以延長花期，提高花的品質(zhì)。而把這種高效光源系統(tǒng)應(yīng)用到大棚、溫室等設(shè)施等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，一方面可以解決日照不足導(dǎo)致番茄、黃瓜等大棚蔬菜口感下降的弊端，另一方面還可以使冬季大棚茄果類蔬菜提前到春節(jié)前后上市，從而達(dá)到反季節(jié)培植的目的。

1，作為補(bǔ)充光照，在一天的任何時(shí)間都可以增強(qiáng)光照，可以延長有效照明時(shí)間。

2，無論在黃昏或是夜晚，可以有效延長和科學(xué)控制植物所需要的光照。

3，在溫室或植物實(shí)驗(yàn)室，可完全替代自然光，促進(jìn)植物生長。

4，徹底解決育苗階段看天吃飯的情況，完全根據(jù)苗株交貨期來合理安排時(shí)間。

自制植物生長燈的步驟：

1. 高效率的把電能轉(zhuǎn)換成輻射能

2. 在光合作用的有效范圍內(nèi)達(dá)到高輻射強(qiáng)度，尤其是低紅外線輻射（熱輻射）

3. 燈泡的放射光譜符合植物的生理要求，尤其是處于光合作用的有效光譜區(qū)。

比較強(qiáng)度處于光合作用有效區(qū)，水平放射的各種人造光源中，鈉燈的能量轉(zhuǎn)化效果是水銀燈的兩倍高。鈉燈是溫室里影響植物光合作用，正確的生長的最有效的光源。管狀鈉燈能達(dá)到150lm/w的高光效輻射，是目前對各種農(nóng)作物的生長最有利的選擇。增加在陶瓷弧光管中的鈉蒸汽壓力能擴(kuò)大藍(lán)光和紅光的光譜，這正是所追求的高范圍波長。

在應(yīng)用與園藝產(chǎn)品的高壓鈉燈中，我們推薦PLANTASTAR（OSRAM）， SON-T AGRO （PHILIPS）， LUCALOX XO（GE）。他們的區(qū)別在于提高更高的0-40%藍(lán)光范圍，激活植物的葉綠素。為了取得最高的放射能，所有的鈉燈在燈罩里側(cè)裝上反射層。

而目前國內(nèi)多數(shù)工廠普遍把作為路燈的鈉燈當(dāng)場植物用鈉燈使用，出口，給廣大用戶造成了不少的損失。 光環(huán)境是植物生長發(fā)育不可缺少的重要物理環(huán)境因素之一，通過光質(zhì)調(diào)節(jié)，控制植株形態(tài)建成是設(shè)施栽培領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)。

“拔”苗助長：自制植物生長燈

我們知道，植物的生長離不開陽光、空氣、溫度、水分，尤其是陽光條件。它中細(xì)分起來，又有很多要求，比如光照強(qiáng)度、光周期、光質(zhì)其中光周期指的是一天中光照和黑暗的交替規(guī)律。光周期除了能誘導(dǎo)植物開花外，還影響植物花莖的伸長、塊根和塊莖的形成、芽的休眠和葉片的脫落等。光質(zhì)指的是不同波長的光對植物生長有不同的影響。比如，短波的藍(lán)紫光有抑制植物生長的作用，紫外光的抑制作用更顯著，它可以使植物矮化。所以，在育苗時(shí)我們常采用淺藍(lán)色的塑料薄膜覆蓋，它能透過紫外光，抑制植物徒長，與無色薄膜相比，淺藍(lán)色的薄膜可以讓幼苗生長得更健壯。

那么，用光質(zhì)適合植物生長的光來增加光周期，就會促進(jìn)植物的生長。圖1所示的這種LED燈珠的波長為400~840nm.是一種能滿足植物光合作用所需光照條件的人造光源。筆者查資料發(fā)現(xiàn)： 其中420~ 500nm的光波，葉綠素與類胡蘿卜素吸收比例最大，對光合作用的影響也最大，620~ 750nm光波，葉綠素的吸收率“高”對光合作用與光周期效應(yīng)有顯著影響。筆者想用這種LED增加植物的光周期，來促進(jìn)植物的生長。

硬件設(shè)計(jì)

筆者設(shè)計(jì)的電路如圖2所示，電路分為4 個(gè)部分。

第一部分是電源部分。電源模塊1C3如圖3所示，輸入電壓為100-240V，輸出電壓為5V，輸出電流為500mA，220V的電源通過IC3轉(zhuǎn)換為5V 的直流電壓給555 電路和單片機(jī)電路供電。

第二部分是單片機(jī)電路。筆者采用的是單時(shí)鐘/機(jī)器周期（1T） 的單片機(jī)STC15F104.它僅有4個(gè)引腳，可省掉外部晶體振蕩器電路和復(fù)位電路，有兩個(gè)定時(shí)器，可以完成植物生長燈的控制任務(wù)。他它通過P3.4引腳讀取環(huán)境狀態(tài)P3.3口通過三極管VT1驅(qū)動繼電器K1來控制植物生長燈的亮滅

第三部分是光檢測電路。由于STC15F104未帶ADC采集功能，所以利用光敏電阻R2 采集的信號，通過NE555芯片構(gòu)成的雙穩(wěn)態(tài)電路處理后，再輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。電路中，NE555接成雙穩(wěn)態(tài)電路，光敏電阻R2和電位器R6組成一個(gè)簡單的分壓器，NE555的2腳、6腳接在分壓點(diǎn)上。

白天，光線較亮，光敏電阻R2 呈低阻狀態(tài)，為此分壓點(diǎn)為高電位。當(dāng)6 腳電壓在2/3電源電壓以上時(shí)。雙穩(wěn)態(tài)電路復(fù)位，NF555的輸出端3腳為低電位，VD6不亮。

當(dāng)夜幕降臨時(shí)，光敏電阻R2因無光照射而呈現(xiàn)高電阻，此時(shí)分壓點(diǎn)為低電位。當(dāng)NE555的2腳電位在1/3電源電壓以下時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)電路被置位，NE555的3腳輸出高電位，VD6發(fā)光，三極管VT2 導(dǎo)通，向單片機(jī)輸出低電平。

第四部分是LED及驅(qū)動電路，筆者采用的是3顆1W的大功率LED，其工作電壓為3.2~3.4V，工作電流為350mA.通過恒流電源模塊（見圖4） 給3顆串聯(lián)的LED 供電，其輸入電壓為85~265V，最大輸出電流在300mA左右，輸出電壓10V左右，適合驅(qū)動LED燈珠。

當(dāng)環(huán)境光線暗到設(shè)定值時(shí)，NE555電路輸出高電平，通過三極管給單片機(jī)，當(dāng)單片機(jī)檢測到低電平輸入時(shí)，開啟植物生長燈，并開始計(jì)時(shí)，1小時(shí)后將植物生長燈關(guān)閉。當(dāng)光線變亮?xí)r，單片機(jī)計(jì)時(shí)復(fù)位，等光線變暗時(shí)再次開啟植物生長燈并重新計(jì)時(shí)。