自動化控制的植物栽培架的制作方法

自動化控制的植物栽培架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動化控制的植物栽培架，主要包括：一具有多層床架的立架、一組以上的雙槽式栽培盒、一組以上的光照裝置及一控制器，并可附設一清水供應槽、一栽培液供應槽、一催芽室及一育苗栽培槽，為分別選定設于立架的各層床架，用以組成一多層的植物栽培架，并于雙槽式栽培盒設置檢知器，用以檢測栽培液的濃度、溫度及水位等信息，再由控制器控制雙槽栽培盒產生交錯的抽水供應，而制造潮汐水位、溶氧換氣及栽培液均勻混合，且適時調節供應栽培液濃度與植物的光照需求，可根據水位檢知信息和收成預估日期，自動逐漸降低潮汐水位及栽培液供應量，于收成時，恰可控制栽培盒內的栽培液剛好被植物吸干而幾無余留，因此達到不排液、不回收的最佳環保成效，及栽培液用量優化的節約目的。
【專利說明】自動化控制的植物栽培架

【技術領域】
[0001]本實用新型提供一種水耕植物栽培架，尤指一種自動化控制的植物栽培架，可依植物的生長信息，自動控制栽培液于植物生長完成時剛好被吸干而幾乎無余留，以達到不排液、不回收的最佳環保成效，能避免水耕植物發生傳染疾病，亦可精確掌控栽培液的最佳用量。

【背景技術】
[0002]水耕植物為近年廣泛使用的農作物之一，主要是利用栽培液供給植物生長所需物質，其非常適合室內栽培，完全擺脫土壤種植的諸多限制，相對容易控制植物的生長環境，且水耕方式能產生更多負離子、芬多精與氧氣，亦較能防范發生病蟲害，及避免菌類污染；常見的水耕灌溉方式，大多無法提供潮汐般的灌溉效果，多數是將水耕植物根部持續浸潤在栽培液中，故難以獲得充足的氧氣供應量，容易造成植物根毛發育不良，不但影響栽種質量，亦可能導致植物根部的腐爛壞死。
[0003]目前，雖有利用潮汐方式來供應栽培液的公知水耕植物栽培技術，其關于栽培液的供應，是于各栽培床(或栽培架)都必須共享一個或兩個大型栽培液槽，并使各層栽培槽相通，而采取定時循環定時供給，用以產生潮汐方式來供應栽培液，例如中國臺灣第M453348號新型專利，即提供一種“水耕植物之潮汐灌溉裝置”，該潮汐灌溉裝置包括:一儲液槽、至少一植栽區、一組輸液管路、一泵、一組回液管路、一水位閥、一組泄液管路、一電磁閥，以及一控制模塊；但其中的儲液槽就是專供儲存潮汐灌溉裝置運作所需的栽培液，而該儲液槽的容積空間相對大于裝置所需栽培液的儲液量，因此，現有已知的水耕植物栽培，均必須提供可觀的動力能源，將栽培液揚水到最高層(或各層)的栽培槽，再全部收集流回大型儲液槽內，各栽培槽并沒有專為植物需求的栽培液濃度供應系統，且栽培液全部必須通過循環、回收、排液等流程，因此顯得相當耗電浪費而不夠節約，也容易在循環與回收的過程中導致所有的水耕植物同時傳染疾病，故不易管控，又耗費成本，實有改進必要。
實用新型內容
[0004]有鑒于此，本實用新型的主要目的，在于提供一種成本低、環保，且促進植物生長的自動化控制的植物栽培架。
[0005]為達到上述目的，本實用新型提供一種自動化控制的植物栽培架，其包括:一具有多層床架的立架、一組以上的雙槽式栽培盒、一組以上的光照裝置及一控制器，其中:
[0006]立架，具有多層的床架，分別將雙槽式栽培盒、光照裝置及控制器設于立架的各層床架；
[0007]本實用新型的一組以上的雙槽式栽培盒，為間隔設于立架的各層床架，其包括:兩個栽培槽、一蓋板及兩組小功率的沉水馬達，所述兩個栽培槽呈并排相鄰，于各栽培槽內注入定量的栽培液，蓋板蓋合于兩栽培槽，蓋板并設有多數個供容納栽植容器的開孔，兩組沉水馬達分別設于兩栽培槽，且每一層床架的雙槽式栽培盒，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應。
[0008]一組以上的光照裝置，為間隔設于立架的各層床架，并相對設于雙槽式栽培盒的上方床架，適時提供照明光源，用以制造植物成長所需的光合作用；
[0009]一控制器，掌控植物的動態成長信息，控制雙槽栽培盒適時啟動兩組沉水馬達產生交錯抽水供應，且自動調節控制栽培液的供應濃度，并控制光照裝置適時啟動以提供植物所需照明光源。
[0010]所述雙槽式栽培盒選定其中一栽培槽設置一檢知器，該檢知器將測量的栽培液濃度、液溫、水位植物的動態成長信息回饋控制器。
[0011]該雙槽式栽培盒呈并排相鄰的兩個栽培槽相鄰等高且為相等容積，故只需短短數公分長相互循環用的配管，即能相互交錯抽引兩個栽培槽的栽培液，故循環所需電力非常的節省。
[0012]該檢知器包含:一本體裝置、一上限水位檢知探棒、一中間水位檢知探棒、一下限水位檢知探棒、一溫度檢知探棒、一栽培液濃度檢知探棒、一防水接線口及一防水蓋，而其中:
[0013]本體裝置，為全天候的放入所欲監測的栽培槽內；
[0014]該上限水位檢知探棒，置于最上面，以供檢知上限水位；
[0015]該中間水位檢知探棒，置于中間處，以供檢知栽培液的中間水位；
[0016]該下限水位檢知探棒，置于下端處，以供檢知栽培液的最低水位；
[0017]該溫度檢知探棒，置于栽培液內，以供檢知栽培液的溫度；
[0018]該栽培液濃度檢知探棒，置于栽培液內，以供檢知栽培液的濃度；
[0019]該防水接線口，便于配合控制器通過而連結各個上述各探棒；
[0020]該防水蓋，蓋合于該防水接線口。
[0021]本實用新型的所述多層床架的立架，可于選定的床架上分別附設一清水供應槽與一栽培液供應槽，以供各自儲存清水與栽培液，并通過控制器而適時調節供應清水與栽培液的供應。
[0022]該清水供應槽與栽培液供應槽設于立架的中間高度。
[0023]該清水供應槽與栽培液供應槽，分別設有一組以上的沉水馬達和一具三合一檢知器。
[0024]本實用新型的所述多層床架的立架，其可于選定的床架上分別附設一催芽室及一育苗栽培槽，將植物從種子到收成全部過程所需的設施，均涵括于該植物栽培架內。
[0025]本實用新型所述的光照裝置，其選用三波長LED燈板作為照明光源，用以制造植物成長所需的光合作用。
[0026]該雙槽式栽培盒與光照裝置之間裝設一空氣循環風扇。
[0027]本實用新型于雙槽式栽培盒均設置檢知器，用以檢測栽培液的濃度、溫度及水位等信息，再由控制器控制雙槽栽培盒產生交錯的抽水供應，制造潮汐水位、溶氧換氣及栽培液均勻混合，且適時調節供應栽培液濃度與植物的光照需求，而可根據水位檢知信息和收成預估日期，自動逐漸降低潮汐水位及供應量，于收成時，恰可控制栽培盒內的栽培液剛好被植物吸干而幾乎無余留，因此可達到不排液、不回收的最佳環保成效，及栽培液用量優化的節約目的，該植物栽培架可針對不同需要而分別適用于大型或小型的各種植物工場立體栽培，具有極佳節能、節水與節省空間等多項優點，且各層床架的雙槽式栽培盒，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應環境，各層栽培液并不會相通，因此，不但可同時栽種不同的作物，更能有效避免水耕植物彼此之間發生傳染疾病或病蟲害串連。
[0028]本實用新型的所述設于雙槽式栽培盒的檢知器，是可同時測量栽培液濃度(EC值)、液溫、水位，為三合一功能的檢知器，經由其檢測回饋信息，使控制器可掌控其動態成長信息，并適時自動修正控制清水及栽培液內的沉水馬達抽水補充，達到設定的栽培液濃度、溫度及潮汐水位，而可自動配合作物的生長時程，精確掌控植物栽培的生長。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]以下配合附圖詳細說明本實用新型的特征及優點:
[0030]圖1為本實用新型的組合立體圖；
[0031]圖2為本實用新型中雙槽式栽培盒的分解立體圖；
[0032]圖3為本實用新型中具有三合一功能檢知器的正視圖；
[0033]圖4為本實用新型中具有三合一功能檢知器的側視圖；
[0034]圖5為本實用新型的功能方塊示意圖；
[0035]圖6為本實用新型于雙槽式栽培盒產生潮汐水位變化的狀態示意圖(一)；
[0036]圖7為本實用新型于雙槽式栽培盒產生潮汐水位變化的狀態示意圖(二)；
[0037]圖8為本實用新型將清水供應槽、栽培液供應槽及控制器集中合并于同一床架的組合示意圖；
[0038]圖9為本實用新型中控制器面板功能按鍵的配置示意圖；
[0039]圖10為本實用新型的三合一檢知測量電路圖；
[0040]圖lla~c為本實用新型栽培供應系統中微處理控制電路、微型植物工廠顯示電路及沉水馬達控制電路的相關控制電路圖；
[0041]圖12為本實用新型中雙槽式栽培盒、光照裝置、控制器、清水供應槽與栽培液供應槽的配置示意圖；
[0042]圖13為本實用新型顯示植物于栽培完成的狀態示意圖。
[0043]附圖標記說明
[0044]I 立架
[0045]2雙槽式栽培盒
[0046]3光照裝置
[0047]4控制器
[0048]21、21’ 栽培槽
[0049]22 蓋板
[0050]23、23’沉水馬達
[0051]A栽植容器
[0052]221 開孔
[0053]5檢知器
[0054]51本體裝置
[0055]52上限水位檢知探棒
[0056]53中間水位檢知探棒
[0057]54下限水位檢知探棒
[0058]55溫度檢知探棒
[0059]56栽培液濃度檢知探棒
[0060]57防水接線口
[0061]58防水蓋
[0062]6清水供應槽
[0063]7栽培液供應槽
[0064]8催芽室
[0065]9育苗栽培槽
[0066]方塊I MCU微處理器及三合一檢知器及馬達控制
[0067]方塊2栽培盒內的三合一檢知器
[0068]方塊3清水槽內的對應馬達供應一定量的清水
[0069]方塊4栽培槽內的對應供應馬達供應定量的栽培液
[0070]方塊5控制器操作面板所設定期望的濃度信息[0071 ]方塊6 AC及DC電源供應
[0072]B 植物
[0073]BI 根系
[0074]C栽培液
[0075]61、71沉水馬達
[0076]62、72 檢知器
[0077]41栽培槽選擇鍵
[0078]42栽培液濃度鍵
[0079]43設定值控制旋鈕
[0080]44儲存變更/啟用鍵
[0081]45當下濃度信息的指示鍵
[0082]46水位下限警示燈號
[0083]47顯示植物已種天數/預計總天數的按鍵
[0084]481、482、483、484、485、486 調光功能按鍵
[0085]491催芽室顯示按鍵
[0086]492催牙區溫度顯不按鍵
[0087]493栽種范例選項按鍵
[0088]494運轉狀態顯示按鍵
[0089]495現在時間顯示按鍵
[0090]496生長速率控制按鍵
[0091]497自我診斷按鍵
[0092]498主開關按鍵
[0093]10空氣循環風扇。

【具體實施方式】
[0094]如圖1所示，本實用新型的自動化控制的植物栽培架，其包括:一具有多層床架的立架1、一組以上的雙槽式栽培盒2、一組以上的光照裝置3及一控制器4，其中:
[0095]立架1，其具有多層的床架，分別可將雙槽式栽培盒2、光照裝置3及控制器4設于該立架I的各層床架。
[0096]一組以上的雙槽式栽培盒2，為間隔設于立架I的各層床架，如圖2所示，各雙槽式栽培盒2系包含:兩個栽培槽21、21’、一蓋板22及兩組沉水馬達23、23’，所述兩個栽培槽21、21’，呈并排相鄰且相等容積，為可供注入定量的栽培液；蓋板22供蓋合于兩個栽培槽21、21’，并設有多數個可供容納栽植容器A的開孔221 ;另，所述兩組沉水馬達23、23’，分別設于兩個栽培槽21、21’，兩組沉水馬達23、23’采用交錯引水方式，并控制時間將栽培液循環交錯抽引至彼此相對的栽培槽21或21’，使栽培液可相互交換而產生潮汐水位變化，以誘發植物根系生長，達到溶氧換氣及栽培液均勻混合等目的。
[0097]一組以上的光照裝置3，為間隔設于立架I的各層床架，并相對設于雙槽式栽培盒2的上方床架，適時提供照明光源，用以制造植物成長所需的光合作用。
[0098]一控制器4，其掌控植物的動態成長信息，控制雙槽栽培盒2可適時啟動兩組沉水馬達23、23’而產生交錯抽水供應，且自動調節控制栽培液的供應濃度，并控制光照裝置3適時啟動以提供植物所需照明光源。
[0099]上述的雙槽式栽培盒2，選定其中一栽培槽21設置一檢知器5，用以檢測栽培液的濃度、溫度及水位等信息，再由控制器4控制雙槽栽培盒2產生交錯的抽水供應，制造潮汐水位、溶氧換氣及栽培液均勻混合，且適時調節供應栽培液濃度與植物的光照需求，而可根據水位檢知信息和收成預估日期，自動逐漸降低潮汐水位及供應量，于收成時，恰可控制栽培盒2內的栽培液剛好被植物吸干而幾乎無余留，因此可達到不排液、不回收的最佳環保成效，及栽培液用量優化的節約目的。
[0100]依上述具有多層床架的植物栽培架組成，其系可針對各種不同需要而分別實施適用于大型或小型的各種植物工場立體栽培，不論家庭小規模栽種或大型工場的大規模栽種，均可推廣適用，并具有極佳節能、節水與節省空間等多項優點，且各層床架的雙槽式栽培盒2，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應環境，各層栽培液并不會相通，因此，不但可同時栽種不同的作物，亦能有效避免水耕植物彼此之間發生傳染疾病或病蟲害串連。
[0101]上述的雙槽式栽培盒2，因兩個并排的栽培槽21、21’可為相鄰等高，故只需短短數公分長相互循環用的配管，即能相互交錯抽引兩個栽培槽的栽培液，因此循環所需電力非常的節省。
[0102]如圖3、圖4所示，上述設于雙槽式栽培盒2其中一栽培槽21的檢知器5，其可同時測量栽培液濃度(EC值)、液溫、水位，具有三合一檢知功能，該檢知器5包含:一本體裝置51、一上限水位檢知探棒52、一中間水位檢知探棒53、一下限水位檢知探棒54、一溫度檢知探棒55、一栽培液濃度檢知探棒56、一防水接線口 57及一防水蓋58，其中:
[0103]本體裝置51，為圓柱狀的外形，全天候的放入所欲監測的栽培槽I內；
[0104]上限水位檢知探棒52，置于最上面，即栽培液允許的最高水位，以供檢知上限水位；
[0105]中間水位檢知探棒53，置于中間處，以供檢知栽培液的中間水位；
[0106]下限水位檢知探棒54，置于下端處，以供檢知栽培液的最低水位；
[0107]一溫度檢知探棒55，置于栽培液內，以供檢知栽培液的溫度；
[0108]栽培液濃度檢知探棒56，置于栽培液內，以供檢知栽培液的濃度；
[0109]防水接線口 57，便于配合一控制器可通過該防水接線口 57而連結各個探棒52-56 ；
[0110]防水蓋58，供蓋合于防水接線口 57，提供防水作用；
[0111]依上述檢知器5的構成，其通過各個探棒52-56，可測量相互之間的阻抗值，再經由程序的計算和處理，便可得知當下的水位，以及濃度和液溫等各項信息，并將所測量的栽培液濃度(EC值)、液溫、水位等信息回饋控制器4，使控制器4可掌控植物的動態成長信息，適時自動修正控制清水及栽培液內的補充，達到設定的栽培液濃度、溫度及潮汐水位，而可自動配合作物的生長時程，精確掌控植物栽培的生長，因此可讓植物在收成時，剛好可以把栽培液吸收完畢，或在最后收成之前，自動換成清水供應狀態，達到精確掌控植物栽培生長的目的。
[0112]上述的立架1，可于選定的床架上分別附設一清水供應槽6與一栽培液供應槽7，各自儲存清水與栽培液，并通過控制器4的適時調節控制，將適量的清水與栽培液分別供應給雙槽式栽培盒2。
[0113]上述的立架1，亦可于選定的床架上分別附設一催芽室8及一育苗栽培槽9，使植物從種子到收成全部過程所需的設施，均同時包括設于該植物栽培架內。而該育苗栽培槽9亦可比照如雙槽式栽培盒2的實施結構。
[0114]上述的光照裝置3，其可選用三波長LED燈板作為照明光源，用以制造植物成長所需的光合作用。
[0115]如圖5所示，其為本實用新型的功能方塊示意圖，其中，方塊I包括MCU微處理器及三合一檢知器及馬達控制，為本實用新型的測量和操控中心，可讀取方塊2栽培盒內的三合一檢知器，有關當下的栽培液濃度、溫度及水位等信息，然后再讀取方塊5控制器操作面板所設定期望的濃度信息，兩者數據比較之后，若當下，栽培液濃度太濃，則啟動方塊3清水槽內的對應馬達供應一定量的清水；若濃度太淡，則啟動方塊4栽培槽內的對應供應馬達，以供應定量的栽培液，使栽培液的濃度逐漸趨向默認的濃度目標。另外，方塊3清水槽和方塊4栽培槽亦各有一具三合一檢知器，能檢知提示當下濃度值及缺水狀況，方塊6則提供本實用新型所需的AC及DC電源供應。另外方塊2栽培盒其由容積相同的兩個栽培槽并排組成，而兩個栽培槽均各放置一具循環馬達(即沉水馬達)，這兩具馬達都是通過方塊I進行控制，經由分時分階段互相的抽水循環，即可于兩個栽培槽制造高低水位，而可利用潮汐現象來提供栽培液，并同時達到噴灑溶氧、根部換氣，濃度均勻攪拌等多重目的。
[0116]上述具有三合一功能的檢知器5，其可隨時檢測栽培液C的濃度(EC)、及溫度和水位，并將數據回饋控制器4，使整個流程可由控制器4內的微控器進行精密掌控，其流程步驟如下:
[0117](I)啟動其中一沉水馬達23，將栽培槽21的栽培液C全抽到另一栽培槽21’，此時已通過引水管所設噴灑頭的噴灑作用，而可增加水中的溶氧量，這時栽培槽21的水位降至最低，可吸入新鮮空氣到該栽培槽21的植物根部，在這同時，也讓引水的栽培槽21’水位上升到最高水位，逼出根部空氣。
[0118](2)啟動檢知器5，可偵測當下的栽培液C濃度和水位，這時控制器便根據測量數據的數據和默認數值作比較，以供控制清水或栽培液C的適當供應量。
[0119](3)間隔一段時間后，啟動高水位栽培槽21’的沉水馬達23’運作，將栽培槽21’的栽培液C抽取注入低水位栽培槽21，一樣產生噴灑溶氧，并使兩槽停在適當的水位，然后再間隔一段時間，又重新啟動一次栽培槽21’的沉水馬達23’，即分時、分次將該栽培槽21’栽培液C逐次階梯狀下降，而另一栽培槽21的栽培液C則逐次階梯狀上升，進而產生潮汐現象，以誘發植物根系生長，同時一并達到噴灑溶氧，根部換氣，以及濃度均勻攪拌等目的。
[0120](4)由檢知器5得知栽培槽21’已達最低水位時，此時就是另一栽培槽21呈最高水位，此時再啟動高水位栽培槽21’的沉水馬達23’，逐次將高水位栽培槽21’的水位分時分次抽引到另一栽培槽21，再次制造階梯狀的潮汐現象，及相同于前述第3項所述各項目的。
[0121](5)最后又回到上述第I項動作，當栽培槽21又升到最高水位時，即再次啟動檢知器5測量當下栽培液C的濃度、水位等，并適量補充所需水分或栽培液C，以維持吾人所期望的設定值，如此周而復始，即能全自動控制并提供植物立體栽培所需的栽培液C的質和量，以及制造水耕栽培促進根部生長所需的環境需求。
[0122]即如圖6所示，其中一沉水馬達23是將栽培液C抽引至相對另一栽培槽21’，使該栽培槽21’的栽培液C到達預定液量時即停止抽水，當預定的時間過后，則啟動另一沉水馬達23’將栽培液C再抽引回到相對另一栽培槽21 (如圖7 )，因此可通過預定時間的控制，令兩栽培槽21、21’可形成相互交錯引水，使兩個栽培槽21、21’之間的栽培液C可相互循環交換，產生潮汐水位變化，故可誘發植物B根系BI的生長，達到溶氧換氣及栽培液均勻混合等目的。
[0123]如圖8所示，本實用新型于實施時，可將清水供應槽6、栽培液供應槽7或連同控制器4采相鄰合并而設于立架I的同一層床架，該床架位置是以位于整個栽培架的中間高度為較佳，清水供應槽6與栽培液供應槽7主要是負責補充供應各層雙槽式栽培盒2所需的清水和栽培液，因其位置高度居中，故方便于進行清水及栽培液的注入補充，其輸配到各層的配管距離會是最短，沉水馬達所需的電力也會是最小。
[0124]上述清水供應槽6與栽培液供應槽7，依輸配的需求而分別設有一組以上的沉水馬達61、71和一具三合一檢知器62、72，如實施例圖所示，因輸配需求包括于二層床架所設的雙槽式栽培盒2及一層育苗栽培槽9，故沉水馬達61、71各設有3組，而每一具沉水馬達61,71都是獨立供應每一層栽培槽2及育苗栽培槽9，都是單向供應，并不會回流循環，因此，各栽培槽2、9均有獨立的清水和栽培液供應系統，單向提供其所需的量和比例，因此能栽種分別不同的作物，栽培液互不相通，除了減少疾病傳染，更可在作物在收成時，將槽內預定的栽培液吸收完畢，達到不排液、不回收的最節約環保目的。另外，上述的三合一檢知器62、72，則是在缺水或缺栽培液時，可實時提供缺補的警示功能，同時還能顯示清水和栽培液的當下濃度信息。
[0125]如圖9所示，為本實用新型控制器4的外觀面板示意圖，如上所述，本實用新型可將控制器4設于栽培架的居中高度位置，除了便于使用者操作外，同時匹配控制各層馬達、檢知器所需的配線距離也是最短，最能節省材料。
[0126]控制器4的外觀面板設有數個控制按鍵，包括:栽培槽選擇鍵41，于本實用新型實施例中設有獨立的二個雙槽式栽培盒2及一育苗栽培槽9，故分別設有一育苗區及二個育成區的栽培槽選擇鍵41，若搭配一栽培液濃度鍵42，便可查看各栽培盒2或9當下的濃度(即清水和栽培液的調節比例)，若必須改變設定的話，則可旋轉設定值控制旋鈕43及按下儲存變更/啟用鍵44，便加載重新設定的濃度設定值。若設定值被改變后，控制器4便會在下一次補充清水或栽培液時，逐步調節到新設定的濃度要求，另面板上并具有一可顯示清水槽及栽培槽的當下濃度信息的指示鍵45，該指示鍵45則并無調節功能。
[0127]此外，控制器4的外觀面板并設有一可顯示清水槽和栽培槽的水位下限警示燈號46，以便主動告知用戶缺水信息，需再進行人工補充。另，面板設有一可顯示植物已種天數/預計總天數的按鍵47，因本實用新型于每一個栽培盒2或9均已獨立裝設一具三合一檢知器5、62、72，各檢知器具有三段水位檢知功能，隨著栽培盒2或9作物已種天數的增加，而逐漸降低栽培槽的水位，其做法是“已種天數”如少于“預計總天數”的1/3時，栽培槽的水位被控制在高水位處，當“已種天數”達“預計總天數”的1/3以上、2/3以下時，則栽培槽的水位被控制在中水位處，當“已種天數”超過“預計總天數” 2/3以上時，則栽培槽的水位被控制在低水位處，最后接近收成時，即“已種天數”和“預計總天數”只相差4天以下時，則停止供給栽培液，并加強照明，若此時濃度(EC)開始大幅度變小時，代表栽培液即將被吸收完了，故此時只需提供清水，讓栽培液持續變淡，變成清水，而達到本實用新型所謂提供植物所需要剛好的量，故在采收時，栽培液幾乎已回歸至清水狀態。
[0128]若欲提前或延后采收，可按下可顯示植物已種天數/預計總天數的按鍵47，然后旋轉設定值控制旋鈕43及按下儲存變更/啟用鍵44，便可調整提前或延后采收的時間，同樣可以達到上述剛好吸收完栽培液的目的。
[0129]上述控制器4的面板并依需求可分別設置復數個調光功能按鍵481、482、483、484、485、486等，及催芽室顯示按鍵491、催芽區溫度顯示按鍵492、栽種范例選項按鍵493、運轉狀態顯示按鍵494、現在時間顯示按鍵495、生長速率控制按鍵496、自我診斷按鍵497及一主開關按鍵498等。
[0130]圖10為本實用新型的三合一檢知量測電路圖，圖中U5為一個比較器型的RC振蕩電路，其中影響頻率的R和C分別:R為待測的各檢知器的其中二個探頭之間的阻抗，C則為圖中Cl的電容值，在圖中R5及R6為相同的電阻值，故U5的正端輸入(PIN-3)為當下輸出電壓(PIN-6)的1/2，因U5接+5V及-5V的電源，且為比較器電路，其輸出(PIN-6)就只有+5V及-5V兩種電壓輸出，換言之，其正端輸入(PIN-3)也只有+2.5V及-2.5V電壓輸入，先假設當輸出PIN-6由-5V剛轉態為+5V開始，這時PIN-3也由-2.5V瞬間變成+2.5V，這時PIN-6的電壓會經由當下所欲量測的某一檢知器的其中二個探頭之間的電阻，向電容Cl充電，讓電容Cl上的電壓上升，若電阻大，則Cl電壓上升慢，反之，若電阻小，便快速上升，當Cl的電壓，即U5的負端輸入電壓(PIN-2)大于PIN-3的2.5V后，便使U5的PIN-6由+5V迅速變成-5V，這時PIN-3也降到-2.5V，這時Cl由+2.5V，便再經由待測的二個探頭之間的阻抗反向放電，當Cl逐漸降到-2.5V以下時，即U5的負端輸入電壓(PIN-2)小于PIN-3的-2.5V后，便再次使PIN-6由-5V迅速變成+5V，回到我們前面所假設的起始狀態，如此便形成振蕩，其頻率決定在當下，某個檢知器的二個探頭當下的阻抗，因此我們只要測量當下的頻率，經由程序換算，便能計算出當下待測探頭間的阻抗，在圖中U4A，經由R3及01，將U5的PIN-6的輸出+5V及-5V的方波轉變成OV及5V的方波，由U4A的PIN-3提供給微處理器來測量和計算。另外，微處理器通過串行輸出1C，即圖中U11、U12、U13、U14等，共可選擇SW1~SW32之間任何兩個SW信號，來控制線性開關1C，即圖中Ul、U2、U3、U6、U7、U8、U9、UlO等的內部切換開關中的其中兩個開關為0N，其于為OFF，換言之，本實用新型三合一檢知電路只有一個，但經由線性開關的選擇，可多任務測量5組三合一檢知器(圖中J1-J5)的內部探頭所提供的測量阻抗，包括濃度(EC)、及高、中、低水位測量及液溫測量(即使用熱敏電阻置于三合一檢知器探棒內，一樣量電阻值，再換算成溫度)。而水位則測量水中的阻抗，當低水位探棒為高阻抗，則代表水未及低水位探棒處，若低水位探頭為低阻抗，則代表水已及低水位高度，中水位探頭及高水位探頭，都與低水位探頭一樣，若所代表的探頭為低阻抗，代表水位已達其所代表的水位；反之，若為高阻抗，則水未及所代表的水位。
[0131]如圖lla~c所示，為本實用新型的栽培供應系統相關控制電路圖，其中包括:
[0132]圖1 Ia為微處理控制電路；
[0133]圖1 Ib為微型植物工廠顯示電路；
[0134]圖1lc為沉水馬達控制電路。
[0135]如圖1la所示，本實用新型采用一只具有很多控制腳的微處理器U26當作控制中心，可提供充足的控制輸出及信號輸入接腳，另為求系統穩定度，外加一 U27外部看門狗1C，隨時監督程序執行和電源供應狀況，若有異常便重啟動U26微處理器，確保本實用新型運轉的信賴性。
[0136]如圖1lb所示，為本實用新型的微型植物工廠顯示電路，其包括操作面板所有的指示燈號之外，尚還具有面板操作擊鍵處理，圖中U1、U4、U7及U10，提供LD1、LD2、LD3、LD4，4位數顯示器所需的控制信號，另外D1~D33為指示LED燈，由U2、U5、U8及Ull所控制點亮，而輸入部分即操作面板的按鍵信號SW1~SW21，則經由U3、U5及U9讀取，傳輸到微處理器 U29。
[0137]如圖1lc所示，為本實用新型的沉水馬達控制電路，在本實用新型中共提供三個栽培槽的供應系統，每個栽培槽又分兩個相同容積的A、B槽，每槽內各置一具沉水馬達，共6具，另外，清水槽和栽培槽內又各放3具沉水馬達，合共6具，補充水分或養分給三個栽培槽，以上共12具沉水馬達，分別由圖中LS1~LS12等12個繼電器所控制，微處理器經由U6和U7以及U4和U5的推動LS1~LS12繼電器電路來完成控制。
[0138]如圖12所示，為本實用新型中關于雙槽式栽培盒2、光照裝置3、控制器4、清水供應槽6與栽培液供應槽7的配置示意圖；而圖13所示，則顯示本實用新型于栽培完成的狀態示意圖，其中，本實用新型并可于雙槽式栽培盒2與光照裝置3之間裝設一氣流循環風扇10，用以配合光合作用換氣需求而提供空氣循環功能。
[0139]以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種自動化控制的植物栽培架，其特征在于，其包括:一具有多層床架的立架、一組以上的雙槽式栽培盒、一組以上的光照裝置及一控制器，其中: 立架，具有多層的床架，分別將雙槽式栽培盒、光照裝置及控制器設于立架的各層床架； 一組以上的雙槽式栽培盒，為間隔設于立架的各層床架，各雙槽式栽培盒包含:兩個栽培槽、一蓋板及兩組沉水馬達，所述兩個栽培槽呈并排相鄰，并注入定量的栽培液；該蓋板蓋合于兩個栽培槽，該蓋板并設有多數個供容納栽植容器的開孔；所述兩組沉水馬達分別設于兩個栽培槽，且每一層床架的雙槽式栽培盒，每一層床架都是獨立封閉的栽培栽培液供應； 一組以上的光照裝置，為間隔設于立架的各層床架，并相對設于雙槽式栽培盒的上方床架，適時提供照明光源，用以制造植物成長所需的光合作用； 一控制器，掌控植物的動態成長信息，控制雙槽栽培盒適時啟動兩組沉水馬達產生交錯抽水供應，且自動調節控制栽培液的供應濃度，并控制光照裝置適時啟動以提供植物所需照明光源。
2.如權利要求1所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，所述雙槽式栽培盒選定其中一栽培槽設置一檢知器，該檢知器將測量的栽培液濃度、液溫、水位植物的動態成長信息回饋控制器。
3.如權利要求1所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該雙槽式栽培盒呈并排相鄰的兩個栽培槽相鄰等高且為相等容積。
4.如權利要求2所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該檢知器包含:一本體裝置、一上限水位檢知探棒、一中間水位檢知探棒、一下限水位檢知探棒、一溫度檢知探棒、一栽培液濃度檢知探棒、一防水接線口及一防水蓋，而其中: 本體裝置，為全天候的放入所欲監測的栽培槽內； 該上限水位檢知探棒，置于最上面，以供檢知上限水位； 該中間水位檢知探棒，置于中間處，以供檢知栽培液的中間水位； 該下限水位檢知探棒，置于下端處，以供檢知栽培液的最低水位； 該溫度檢知探棒，置于栽培液內，以供檢知栽培液的溫度； 該栽培液濃度檢知探棒，置于栽培液內，以供檢知栽培液的濃度； 該防水接線口，便于配合控制器通過而連結各個上述各探棒； 該防水蓋，蓋合于該防水接線口。
5.如權利要求1所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該立架于選定的床架上分別附設一清水供應槽與一栽培液供應槽，以供各自儲存清水與栽培液，并通過控制器的調節控制將適量的清水與栽培液分別供應雙槽式栽培盒。
6.如權利要求5所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該清水供應槽與栽培液供應槽設于立架的中間高度。
7.如權利要求5所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該清水供應槽與栽培液供應槽，分別設有一組以上的沉水馬達和一具三合一檢知器。
8.如權利要求1所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該立架于選定的床架上分別附設一催芽室及一育苗栽培槽。
9.如權利要求1所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該光照裝置選用三波長120燈板作為照明光源。
10.如權利要求1所述的自動化控制的植物栽培架，其特征在于，該雙槽式栽培盒與光照裝置之間裝設一空氣循環風扇。
【文檔編號】A01G31/02GK204232041SQ201420666657
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月7日 優先權日:2014年11月7日
【發明者】李政良, 郭立宏, 陳健志, 曾仁譽, 項炫杰, 李佩璇 申請人:齊碩科技股份有限公司