Освещение растений белыми светодиодами — проверочная работа / Habr

Эта статья написана под впечатлением от другой статьи на GT, о чем говорит похожее название. Дело в том, что этой темой я интересуюсь лет двенадцать и потому статья iva2000 вызвала довольно живой отклик в моем сознании. Результаты и выводы меня почти убедили, но остались моменты, с которыми я не согласен. Решил всё пересчитать и так как результат получился довольно объемный, я решил написать его в виде отдельной статьи, а не комментария.

Прочитав заголовок и вступление, я был настроен критически. Еще бы! Я сам производил расчеты, куча людей производит и использует специальные фитолампы (не только светодиодные — посмотрите на люминесцентные светильники в любом цветочном магазине!), а тут некто заявляет, мол, всё это туфта, белые светодиоды не хуже. Но ознакомившись до конца, я свое мнение изменил и понял что в этом мнении есть существенная доля истины, но надо разбираться… Всем кто не читал эту статью — убедительная просьба ознакомиться для лучшего понимания, т.к. для сокращения объема и исключения дублирования информации я буду только ссылаться на данные указанной статьи, но не повторять их. Остальные же — давайте продолжим!

Итак, сначала, что же мне показалось спорным.

1. В указанной статье приводится кривая фотосинтетической активности света McCree, которая означает прибавку биомассы растением при освещении его светом узкой полосы, но почему-то отметается её значение вовсе под предлогом, что «в широкой полосе разница будет незначительной). В разделе „Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов“ под пунктом 3 и вовсе приведена формула расчета энергетической ценности света с использованием ДВУХ интересных параметров — это ɳ — световая отдача в лм/Вт и Ra — индекс цветопередачи.

Обе этих величины имеют жесткую привязку к другой кривой, которая называется „фотопической“. Это кривая чувствительности человеческого глаза к свету. Чтобы не быть голословным, посмотрим на картинку:

Они едва ли похожи друг на друга, верно? Поясню, что люмены измеряются датчиком, имеющим чувствительность, строго соответствующую приведенной фотопической кривой. А фотосинтез осуществляется в соответствии с приведенной кривой McCree (она и есть гоафическое отображение интенсивности фотосинтеза в зависимости от длины волны). И, как вы уже заметили, кривых на рисунке две. Одна из них — нормирована к числу фотонов, а вторая к мощности излучателя, что в обсуждаемой статье даже не упомянуто. Уважаемый автор приводит кривую нормированную по числу фотонов, но не указывает этого и в дальнейшем не использует её, а использует кривую чувствительности глаза человека. Но, простите, причем здесь тогда фотосинтез? Либо не использовать никакую кривую и считать все фотоны равнозначными либо использовать ту, которая соответствует изучаемому процессу! Индекс цветопередачи же — это вообще некий виртуальный показатель, который говорит — на сколько точно будут переданы цвета (фотографии, ткани и т.п.) при освещении их данным источником света. Т.е. тоже никакого отношения к фотосинтезу не имеет. Т.е. приведенная формула является слишком грубым приближением чтобы оценить реальное качество источников со сложным спектром излучения!

Дальше-больше! Я проверил расчетные значения ФАР в мкмоль/дж, которые автор приводит в таблице с помощью приведенной им же формулы и получилось вообще черте что:

Цифры вообще не те и отличаются в разы от приведенных. Неужели автор не проверял свои же данные для статьи? Это меня никак не устроило и я сделал расчет как положено — без странных формул с не понятно откуда взятыми коэффициентами и параметрами, относящимися к другой области применения.

Для начала цифруем картинки всевозможных графиков и загоняем их в табличный процессор. Оп!

Затем делаем так. Сначала рассчитаем коэффициент фотосинтетической активности для каждого источника. Для этого для выбранного источника умножаем мощность излучения на каждой длине волны на число из графика McCree, для той же длины волны. Затем подсчитываем интеграл (сумму) мощности для исходного графика и результата перемножения. Делим второе на первое — получаем коэффициент, означающий эффективную долю излучения для данного источника (ту, которая примет участие в фотосинтезе):

Вот, уже можно сделать предварительные выводы!

1. ДНаТ — это супер для освещения растений! Эффективность его спектра достигает 79% и это для лампы, которую первоначально проектировали в общем-то не для этого, а для освещения автомагистралей и промышленных объектов.
2. Фитолампы не смотря на „специальный“ спектр не превосходят обычные белые светодиоды с цветовой температурой 4000К и не сильно лучше „холодно-белых“ 6000К.

3. Светодиоды красного (обычного) и дальнего красного вообще вне конкуренции.
4. Получается, что если хочется выжать всё из каждого ватта освещения, нужно брать обычные красные светодиоды (излучатели дальнего красного — почти в 2 раза дороже), а если хочется сэкономить в цене аппаратуры — нужно брать белые светодиоды.

Но, как я уже сказал, выводы эти предварительные и основаны только на оценке эффективности спекра источников, без учета их кпд и некоторых других моментов. Поэтому разбираемся дальше.

Что же будет, если учесть КПД источников? Данные о КПД взяты частично из статьи iva2000, а по красным светодиодам я точных данных не нашел, но в старых моих записях по данным литературы были числа меньше чем для синих светодиодов, т.к. в последнее время всё развитие технологии было направлено именно на светодиоды синего свечения, а другие оставались в хвосте прогресса.

По большому счету их цифры взяты наобум, но они в данном случае не играют основную роль, поэтому хватит об этом. И если кто-то сообщит более достоверные данные, я буду только благодарен.

Вот тут-то расстановка сил уже меняется!

Оказывается, светодиоды с CCT 4000К лучше даже ДНаТ! Причем, если для 1000 Ваттной лампы преимущество это не существенное, то для натриевых ламп малой мощности (100Вт) преимущество уже достигает 2,4 крат! А фитолампа — бесполезная трата денег — она уступает обычным белым светодиодам на 25%! Вот тебе и фитолампа!

И чтобы уже всё сделать предельно точно, считаем на фотоны по формуле:

Где h- постоянная Планка, c — скорость света.

Но число фотонов нам не нужно, поэтому чтобы перевести все в моли, делим всё на число Авогадро и умножаем на миллион для представления в микромолях.

Вот теперь можно сделать окончательные выводы:

1. ДНаТ имеет сравнимую эффективность только при использовании ламп большой мощности (600-1000Вт). Если Вы хозяин крупного тепличного хозяйства, то по совокупности эксплуатационных характеристик лампы на киловатт — Ваш выбор! Затраты на установку освещения и замену ламп будут существенно ниже, а затраты на электроэнергию приблизительно одинаковы со светодиодами. Малое количество синих лучей в спектре ламп компенсируется наоборот высоким их количеством в естественном свете, особенно зимой (цветовая температура неба достигает 15000К!) — это как раз ситуация с теплицами, когда досветка включается утром и вечером, а днем используется естественное освещение.

2. Наиболее эффективны светодиоды с цветовой температурой 4000К. 100 Ваттная светодиодная лампа дает на 43% больше фитоактивного излучения чем лампа ДНаТ той же мощности! Цена, как ни странно, тоже на стороне светодиодов — цена лампы ДНаЗ на момент написания статьи — чуть больше 1000р., в то время как светодиоды с той же мощностью на алиэкспрессе идут за 360р. (в исполнении COB — много чипов на одной подложке)! Это еще не считая балласта в обоих случаях. Если вы растите зелень на подоконнике или в гроубоксе, то белые светодиоды — вне всякой конкуренции. Достаточно один раз купить хорошие светодиоды и их обвязку и вы обеспечены отличным экономичным освещением на годы.

3. Фитолампы. Я изначально был другого мнения, но основываясь на данных о практическом использовании белых светодиодов из статьи iva2000, подтвержденных теперь собственным исследованием приходится констатировать, что они не дают никакого преимущества по энергоэффективности или по качеству выращенных растений, а всё с точностью до наоборот! Скрипач не нужен!

* Небольшое пояснение по фигурировавшим в таблицах комбинациям белых светодиодов с красными. Я для интереса рассмотрел вариант освещения, когда в дополнение к белым светодиодам дополнительно устанавливаются обычные красные или специальные с дальним красным спектром свечения (в пропорции 3:1 по мощности). Это бывает необходимо для стимуляции цветения. Если вы разводите цветочки или землянику или другие растения, у которых цветение или плодообразование является основной целью, это может быть оправдано. Если вы растите салат и петрушку, то вряд ли стоит заморачиваться — красные светодиоды дороже белых раза в 2,5, а специальные „фито“ с дальним красным — в 4 раза! Если цель — нарастить зеленой массы за минимальные деньги, лучше взять еще один или даже два белых светодиода — будет лучше и дешевле! Только не стоит загонять бедные диоды в гроб — зная любовь китайских товарищей к завышению параметров, нужно следить, чтобы при работе основание светодиодов грелось как можно меньше — позаботиться об эффективном теплоотводе и ограничивать рабочий ток. Лучше купить на 20% больше диодов и пустить на них на 20% меньший ток и таким образом в разы увеличить их время жизни, чем навалить на полную катушку и через год получить 50% первоначального светового потока и половину нерабочих корпусов!

В целом нельзя не отметить, что революция в малом растениеводстве свершилась и это не может не радовать! Ко мне сейчас едут несколько мощных светодиодов и если со свободным временем всё сложится, то в продолжении будет практический результат в дополнении к этой сугубо теоретической части.

PS: Друзья! Большое спасибо за положительную оценку моей небольшой, но я очень надеюсь полезной для всех работы! Мне интересно пообщаться на эту тему и ответить на все вопросы, по ней, в рамках объема моих знаний. Так что не стесняйтесь — заходите в обсуждение. Особенно приветствуются дополнения и ссылки на другую информацию, которые могли бы восполнить возможные пробелы в этом материале!

Использованные материалы

9 советов, как выбрать правильную светодиодную фитолампу для рассады

В большинстве случаев письма приходят в течение одной минуты, но иногда для этого требуется до 10 минут. Возможно письмо еще не успело прийти. Проверьте пожалуйста внимательно папку Входящие (Inbox). В некоторых случаях письмо может попасть в папку Спам (Spam).

  Логин или e-mail: Или войдите с помощью этих сервисов:

«Освещение растений — LED (светодиодные лампы) VS ДНАТ

Вообще то если говорить об источниках света для растений, нельзя однозначно ответить какой из них лучше. Каждый производитель хвалит свой товар.
Важнее знать как действует спектр на растение и какая интенсивность оного нужна для полного цикла роста. Известно что растения употребляют более широкий диапазон световых волн чем видит человеческий глаз. Он начинается от УФ-С( 370- 410 нм) и заканчивается ближним ИК-А (700-780 нм). Так вот,зная воздействие каждого участка спектра можно решать различные задачи выращивания.
УФ-С(370-410 нм) нужен для развития зеленой массы и корневой системы,выработки гармонов.
Синий (410-480 нм),при нём происходит синтез хлорофила и естественно сам фотосинтез,из-за того что УФ и синий цвета несут большую энергию фотонов(2.56-3.26 эВ) растение набирает зеленую массу и развивает корневую систему,вырабатывается устойчивость к заморозкам и каротинойды. Большое количество синего цвета в источнике освещения растений подойдет для выращивания рассады и растений дающих зеленую массу;
Голубой и зеленый(480-565 нм) ,эта как раз та часть при которой мы видим. Не особо компетентные продавцы говорят что он не нужен растениям, что он отражается от листа и потому мы видим растения зелеными,но это заблуждение. Зеленый цвет нужен для нижних ярусов листьев и стебля. Когда основные цвета ,красный и синий ,туда не доходят,зеленый приходит на помощь. Если он вовсе отсутствует в источнике освещения ,то мы сможем наблюдать бледность нижних ярусов листьев из-за отсутствия хлорофила в них. Допустим в ДНаТах и люменисцентных лампах он немного но есть…;
Желтый и оранжевый (565-625 нм) с этой части спектра начинается возрастание процесса фотосинтеза,фотоморфогинеза,ну и продолжается синтез хлорофила,и опять же имея энергию фотонов 2.19-1.98 эВ ,эти цвета помогают расти нижним ярусам листьев,вырабатывается бетта-каротин;
Красный и ИК-А (625-780 нм) пожалуй в этой части спектра как и в синей происходят самые важные процессы ,пик которых приходится на 660 нм. Много красного и ИК излучений в источнике освещения способствует перегреву растения,вытягиванию его(говорят: У меня рассада вытянулась от недостатка света! И это правильно, в источнике присутствует много ИК света и нет зеленого ,синего и УФ),красный нужен для созревания плодов. Большое количество красного иногда вредит соцветиям из-за чего они могут опасть. Много красного заставляет испарят растение много воды с поверхности листьев(это тот же перегрев), и растение начинает употреблять больше воды чем питательных элементов. ИК излучение определяет циркадный ритм растения( различие дня и ночи).
Зная свойство спектра для растений можно сделать вывод об источнике освещения. ДНаТ больше подходит для теплолюбивых растений,для созревания плодов,в нем больше красного свечения,люминесцентные лампы( различают лампы с температурой свечения от 3000К до 4000К в них больше красного свечения,но есть и зеленый и совсем чуть-чуть синего,и есть лампы от 4000К до 20000К- в них спектр сдвигается в синюю и УФ область,есть зелёный и совсем мало красного) подбирая люминесцентные лампы можно добиться желаемого результата в выращивании. Светодиодные источники хороши тем ,что в них можно составлять какой угодно спектр,управлять контроллером выбирая различные режимы,но они дороговаты и не так уж надежны(пока) как их оппоненты. Светильники на светодиодах можно запитывать от альтернативных источников энергии 12-100 В постоянного напряжения » на прямую». Так что зная спектр вас не смогут облапошить ушлые продавцы.
Что бы выращивать кофе,нужно знать что это за растение и в каких условиях оно растет в дикой природе.Все знают что кофе это дерево тропическое ,а в тропиках влажно,жарко и очень ярко светит солнце(от того и жарко в принципе),длина светового дня 15-16 часов…

Извиняюсь за грамматические ошибки и за пропуски букв,писал с телефона

полный спектр светодиодных ламп для комнатных цветов, подсветка для фотосинтеза, световой поток, освещение

Комнатные растения нуждаются в достаточном количестве света, без которого они не могут правильно развиваться. Чтобы организовать их правильное освещение, необходимо использовать специальные светодиодные светильники.  Но к сожалению, не все знаю как работает светодиод.

Лампа с диодами является самым эффективным способом обеспечения необходимого цветового спектра светокультурных растений. Чаще всего оно используется для освещения теплиц, в оранжереях, аквариумах, закрытых садах и для комнатных цветов.

LED-светильники стали самой лучшей альтернативой естественного освещения, так как отличаются экономичностью и длительным сроком эксплуатации.

Как подобрать искусственное освещение

Недостаточное освещение способствует замедлению естественного развития растения.

Ствол цветка утончается, между листочками увеличивается шаг, а появившееся листья не достигают нормальных размеров (пеларгония). Листья, которые располагаются у земли становятся вялыми, желтеют и опадают (фикусы и плющ).

По цвету растения видно, что ему не хватает света: оно блекнет, разноцветные листья становятся более зеленными для фотосинтеза. Комнатные цветы, которые выкинули бутоны, не способны развить полноценный цветок. Они мелкие и быстро увядают.

При излишнем освещении растения также испытывают стресс, даже если их хорошо поливают. Чаще всего, комнатный цветок выглядит вялым, а его листья по краям начинает покрываться желтизной. Если не уменьшить поток света направленного на него, то со временем оно засохнет.

Оптимальным решением такого вопроса является светодиодное освещение (часто используют светодиодные фонари на аккумуляторах). Оно способно учесть различные факторы, от которых зависит выращивание светокультурных растений, а также:

1. Обеспечивает процесс фотосинтеза.
2. Предоставляет оптимальное световое облучение.

На рынке сегодня представлен широкий ассортимент светодиодных ламп для растений

Для подсветки небольшой домашней оранжереи используют подобные светильники

Диодные лампы способны предоставлять 400-700 нм света, что вполне достаточно для правильного развития и роста комнатного цветка. Чтобы они хорошо цвели, а корневая система нормально развивалась необходим синий цвет с волной 420-435 нм. Красный цвет с волной 650-657 нм способствует хорошему росту растения и его листьев. Листья, которые находятся на нижнем уровне, нуждаются в зеленом цвете – 450-600 нм. Спектр других цветов не нужен для роста растения.

Фотосинтез – основной процесс, который происходит в каждом растении. Для такого процесса необходимо достаточное освещение. Световой поток поглощается листьями, что способствует дальнейшему росту всего цветка.

Основные принципы процесса фотосинтеза в листьях растения

Стоит отметить, что фотосинтез также во многом зависит от:

• внешней температуры;
• количества полива;
• долготы дня и ночи;
• светового спектрального состава;
• интенсивности светового потока;
• наличия двуокиси углерода.

Аквариумные растения требуют к себе особого отношения. О том как правильно подобрать LED светильники для аквариума читайте в статье.

Оптимальное световое насыщение растение получает при наличии солнечного света, который представляет собой белый свет. Он включает в себя все спектральные цвета, которые можно увидеть. Светодиодные лампы способны создавать белый свет, который так необходим для правильного цветения светокультур.

Спектр светодиодной подсветки для комнатных растений

Пристальное внимание стоит уделить светолюбивым цветам. Для них необходимо:

1. Интенсивность освещения – 140-220 Вт/м2.
2. Спектральное насыщение: зеленого цвета – 490-600 нм; красного цвета – 600-700 нм; синего цвета – 380-490 нм.

Кроме основных биологических потребностей, должны удовлетворяться условия светового насыщения различных светокультур. Основными требованиями для растения являются:

• тепловой режим;
• продолжительность светового дня;
• наличие искусственного светового освещения;
• световой спектр.

Полноспектральная светодиодная фитолампа

Характеристики LED ламп для цветов

Важную роль в том, какое количество света будет получать растение, играет высота подвесного освещения. При правильном расположении светодиодной лампы можно создать естественные условия для роста и цветения светокультур дома.

Для полноценного процесса фотосинтеза необходимо, чтобы длина волны лед лампы были от 400-700 нм – PAR-диапазона.

Особое значение в освещении играет диапазон спектрального цвета, который нужен для фотосинтеза. Отталкиваясь от этого показателя, определяется количество ламп, их высота над цветами. При использовании люминесцентных светильников для растений добиться полноспектрального свечения практически не возможно

Cтоит учесть, что существуют волны, которые не участвуют в фотосинтезе. Они могут провоцировать быстрое старение, появление излишних побегов и разрастанием. К таким волнам относят инфракрасный свет и ультрафиолет. Поэтому не рекомендуется использовать бактерицидные ультрафиолетовые лампы для дома для выращивания растений.

Наиболее важными волнами, которые помогают комнатным цветам правильно расти, являются синие и красные лед подветки.

Диодный светильник не накаливается и обладает свойством равномерно распространять синий и красный цвет. Он может излучать фиолетово-синий и красно-оранжевый цвет. Это позволяет интенсивно развиваться растению с фитобиологической стороны.

Мощность светодиодного освещения рассчитывается в ваттах на м2. Для определения количества ламп учитывают:

• площадь освещения;
• высоту лампы;
• вид светокультуры.

Подача света может быть: периодической, по циклам, постоянной.

Оригинальный диодный модуль для подсветки молодых растений

Современный LED светильник позволяет размещать комнатные растения в любом уголке квартиры

Таблица – Соотношение параметров световых волн для растений

Ультрафиолет	400 нм	Помогает образовывать смолы
Инфракрасный цвет	730 нм	Помогает образовывать хлорофилл
Синий цвет	430 нм	Помогает образованию хлорофилла (Б)
Красный цвет	660 нм	Помогает образованию хлорофилла (А)

Как выбрать оптимальный вариант светильника

Для комнатных цветов следует использовать следующие режимы освещения:

• 1000 -3000 лк – для растущих в затемненном помещении, далеко от окна;
• 3000 – 4000 лк – для нуждающихся в рассеянном потоке света;
• 4000 – 6000 лк – для нуждающихся в прямом освещении;
• 6000 – 12 000 лк – для экзотических видов, плодоносящих.

Красивые цветы – залог уюта в вашем доме

Найти подробную информацию о свойствах и правилах выбора фитоламп для рассады можно здесь.

Красные светодиоды необходимы растениям, когда они плодоносят или цветут. Существует две волны красного светодиода: слабопоглащаемая и дальняя. Способствует образованию хлорофилла группы А. В диодных светильниках используют больше ламп красного цвета, чем белого или синего.

Производители полноспектральных светодиодов

Проверенными и надежными российскими производителями являются:

• Оптоган;
• Оптрон;
• Артледс.

Мировыми производителями:

1. Agilent Technologies – компания, которая не первый год выпускает светодиодные лампы высокого качества. Производитель дает гарантию на лампы не менее 10 лет и выпускает светильники с различной комбинацией ламп.
2. Optek Technology – производитель высокого уровня. На мировом рынке прочно занял свое место в изготовлении светодиодного освещения. Выпускает различные лампы отличного качества.
3. Edison – известный производитель, который ничем не уступает своим конкурентам. Изготавливает специализированные светодиодные лампы широкого круга использования: в медицине, косметологии, а также для выращивания палисадников.
4. Philips Lumileds – за многие годы, эта компания завоевала доверие у многих покупателей. Выпускает лучшие лампы для светодиодного освещения. Предоставляет длительную гарантию на всю продукцию.
5. Toshiba – компания, которая успешно изготавливает различной конфигурации и видов светодиодные лампы. Качество товара на высшем европейском уровне.

Опыт применения

1. Ярослав, 26 лет. Санкт-Петербург. «Я установил светильник с двумя рядами светодиодов: красными и синими лампами. Был доволен результатом: растения стали более сильными и плодоносными. Рекомендую такие лампы для светокультур».
2. Светлана, 42 года. Нижний-Новгород «Занимаюсь разведением светокультурных растений. Специально установила светильник с синими и красными лампами производителя Артледс. Уже через несколько дней заметила, что цветы приобрели более сочный цвет, стебли стали более крепкими и листья перестали желтеть по краям».
3. Ирина, 22 года. Москва «Специально занимаюсь выращиванием цветов на продажу. Для большей эффективности установила светодиодные лампы, которые помогают цветам всегда быть в отличном состоянии. Советую всем цветочникам не экономить на правильном освещении».
4. Андрей, 34 года, Тюмень «Используя светодиодные лампы уже не первый год. Сначала относился скептически, но на собственном опыте убедился в результативности такого освещения. Главное правильно расположить светильник и своевременно поливать цветы».

Искусственное освещение – это хороший способ благотворно влиять на рост и цветение комнатных цветов в зимний период, а также в помещениях, где свет плохо проникает.

Большое значение в освещении играет: спектр, высота подвеса и режим подсветки растений.

Если хотите, чтобы комнатные цветы были здоровыми и красивыми, необходимо учесть световые параметры и потребность определенных видов растений в искусственном светодиодном освещении.

Видео

Данное видео расскажет Вам про преимущества и недостатки светодиодного освещения для растений.

LED фито-лампы. Они действительно полезны для растений?

Одному знакомому нужно вырастить в домашних условиях некое растение (гусары, молчать!).

Для этого он попросил меня заказать фито-лампу. Мои рассказы, что вряд ли она поможет в нелегком деле выращивания капризного ростка, его не убедили. Я заказал пару LED ламп, которые приехали чуть больше чем за две недели.
Из всего многообразия в магазине я выбрал изделия на 80 светодиодов, цоколь 27, 220 В.
Лампы приехали каждая в своей коробке.

Матрица собрана на 2835 SMD светодиодах, которые расположены по кругу и ничем не закрыты (наверняка, чтобы не поглощался часть спектра).

Диаметр подложки 50 мм.
Длина лампы вместе с цоколем — 55 мм.

30 светодиодов синего спектра и остальные (50) — красного.

На сколько такие лампы полезны для растений написано на странице товара.

При входном напряжении 200 В лампа потребляет около 0,023 А. Т.е. мощность порядка 4 Вт. Замерять яркость мне не чем. Но в закромах нашлась «кукуруза» на те же 4 Вт с обычными белыми светодиодами. Оценивая освещенность с помощью люксметра в мобильном, могу сказать, что света они дают примерно одинаковое количество.
Как видно на фото, возле светодиодов есть два контакта со знаками «+» и «-» (я пытался выпаять матрицу, видны неаккуратные следы пайки.). Напряжение на них оказалось 93 В, при тех же входящих 200. Это, конечно, странно, выводить незащищенные контакты наружу. Но ток там на столько слабый, что когда я дотронулся сухими пальцами, ничего не почувствовал.

Во время работы светодиоды разогреваются до 60 градусов.
Конечно, очень интересно какой драйвер стоит внутри. Но, к сожалению, разобрать лампу без разрушения корпуса мне не удалось. Похоже, что матрица приклеена к корпусу. А поскольку, лампа была приобретена для знакомого, ломать ее я не стал.
Однако, судя по всему, никакого стабилизатора в драйвере не применяется. При изменении входного напряжения от 170 до 220 В на контактах напряжение тоже плавало от 92 до 94,5В.

Собственно, здесь было немало описаний аналогичных ламп. Но я пошел дальше и провел эксперимент по выращиванию, чтобы понять на сколько это эффективно.
Для такой проверки я решил сделать следующее: посеять какую-нибудь траву в три отдельных горшка. Один из них подсвечивать фито-лампой, второй лампой с обычными светодиодами и третий должен был освещаться естественным светом из окна.
Не знаю что пошло не так, но смесь ячменя и пшеницы взошла только в одном горшке! Это при том, что во все была насыпана одна и та же земля и примерно одинаковое количество семян.
Ну, что ж. Пришлось проводить эксперимент только с одним горшком.
Из картона я сделал трубу, чтобы на растения не попадал свет из окна. Сбоку два отверстия для вентиляции. Сверху поставил обозреваемую лампу. И стал ждать ).

Свет включался ежедневно примерно на 10 часов. Результат эксперимента через две недели на фото ниже.
Вот такой пучок травы получился в итоге.

Кот был в восторге от свежей зелени.

До этого он тоже с удовольствием обгладывал листки циперуса и зеленого лука.

Все что осталось после его набега.

Я не ботаник, и возможно, мои выводы будут не очень правильными, но мне кажется лампа вполне выполняет свои функции. По крайней мере, ростки, выращенные без доступа солнечного и какого-либо другого света отлично себя чувствовали.

Фитосветильник для растений на светодиодных матрицах

Всем привет!
Захотелось мне однажды сделать что-то с использованием светодиодных матриц. Интересно было подключить их без специального драйвера, продумать систему охлаждения и схему аварийного отключения при перегреве. Решил сделать фитосветильник для растений мощностью около 50 Ватт. В итоге получилось вот такое устройство:



Видео по теме

Выбор компонентов
Для начала думал над тем, какие матрицы выбрать. Очень много вопросов вызывает эффективность светодиодных матриц для растений. Информация в интернете крайне противоречивая. В одних источниках пишут, что спектр особого значения не имеет, растения растут под любым светодиодных освещением и даже под лампами накаливания. В других пишут наоборот, что очень важен спектр испускаемого света и нужно брать только качественные проверенные лампы. Т.к. я делаю светильник ни сколько ради растений (они и так в принципе неплохо растут, особенно после автоматизации полива), сколько ради того чтобы сделать что –то с использованием матриц, я решил рискнуть и взять матрицы у Китайцев на АлиЭкспресс. Смотрел отзывы в магазинах, после фразы «клубника в восторге», решил, что шанс на успех есть.
По информации из интернета пришел к выводу, что под одну и туже общую мощность лучше брать несколько небольших матриц, вместо использования одной большой. В больших матрицах плотность кристаллов на единицу площади очень высокая, что плохо сказывается на охлаждении и как следствие — долговечности. Выбор пал в сторону 10 Ваттных матриц с АлиЭкспресс. Каждая матрица содержит 9 кристаллов (или групп кристаллов, я не уверен до конца) между которыми достаточно много свободного места.

Каждая матрица размером примерно с 2х рублевую монету.

Потребляемое напряжение 9-11В (кроме одной матрицы, которая требует 6-7В), ток до 900 мА.

Напряжение питания удобное (более мощные матрицы требуют напряжение 24 и 36 В), у меня как раз был блок питания на 12В и 5А и слегка понизить напряжение не составит проблем. Решил использовать в светильнике матрицы разного спектра. Итого выбрал 5 матриц: полный спектр, красный, синий, теплый белый и просто белый. Надеюсь, что что-то из этого сработает.

Теперь когда матрицы выбраны нужно подумать над тем, как их подключить. Напрямую к блоку питания подключать нельзя. Нужно ограничить ток до 900 мА. Я решил всё особо не усложнять и ограничить ток классически – с помощью резисторов. Напряжение на блоке питания стабилизированное, поэтому проблем быть не должно.

Расчет резисторов
Чтобы продлить жизнь светодиодных матриц, решил их не грузить по максимуму, а эксплуатировать при напряжении 9,5В и ограничить ток 800 мА.
Падение напряжения у нас будет: 12-9,5 = 2,5В
Считаем сопротивление резистора:
2,5/0,8 = 3,2 Ом.

Считаем мощность резистора:
0,8*0,8*3,2 = 2 Ватта.

Я использовал резисторы на 3,2 Ом на 5 Ватт
Т.к. резисторов на 3,2 Ома у меня не было, я соединил последовательно резисторы 2,2 Ом и 1 Ом.

Для другого типа матриц (где напряжение 6-7В), напряжение решил ограничить в районе 6,5В, ток — 800 мА
Падение напряжения: 12-6,5 = 5,5 В

Считаем сопротивление резистора:
5,5/0,8 = 6,8 Ом

Считаем мощность резистора:
0,8*0,8*6,8 = 4,3 Ватта
Взял резистор с запасом — на 10 Ватт

Охлаждение
Теперь предстояло определиться с вопросом охлаждения. В радиаторе я просверлил отверстия, нарезал резьбу М2 и закрепил матрицы при помощи винтов, предварительно нанеся термопасту.

Несмотря на то, что я использовал массивный радиатор, за пол часа температура постепенно поднималась до 80 градусов. Добавил 70 мм вентилятор. Напряжение вентилятора снизил при помощи резистора R8 (общая схема ниже), чтобы уменьшить скорость и снизить шум. В текущем варианте (с вентилятором) температура не поднималась выше 35 градусов.

Резисторы для матриц нагреваются до 100 градусов. Решил для них тоже наладить охлаждение. Резисторы обмазал термопастой и зажал их между длинной алюминиевой полоской и небольшим радиатором.

Алюминиевую полоску согнул в дугу и закрепил вокруг радиатора с матрицами. Крепится дуга к основному радиатору при помощи 4х винтов М4 (предварительно просверлил отверстия и нарезал резьбу).

Я решил сделать систему аварийного отключения при перегреве, на случай если вентилятор выйдет из строя. Питание матриц автоматически отключится при повышении температуры радиатора до 40 — 45 градусов. Для этого я собрал простую схему на термисторе, полевом транзисторе и реле.

Принцип действия следующий: при повышении температуры сопротивление термистора NTC снижается (он «открывается») , на затворе полевого транзистора T1 увеличивается напряжение и он открывается. Реле по умолчанию находится в замкнутом состоянии. Полевой транзистор T1 переключает реле и цепь размыкается. После снижения температуры всё происходит в обратном порядке: полевой транзистор T1 закрывается и реле переключается в исходное замкнутое состояние. Термистор NTC и резистор R6 образуют делитель напряжения. Изменяя сопротивление резистора R6 можно настроить порог срабатывания. Для защиты полевого транзистора от индуктивных выбросов реле добавлен диод D1. Т.к. катушка моего реле рассчитана на 5 В, а питание у меня 12 В, я добавил резистор R7, чтобы снизить напряжение.

Общая схема:

Осталось всё окончательно собрать и закрепить над растениями. Припаял провода для каждой отдельной матрицы. Закрепил термистор на радиаторе рядом с матрицами.

Систему аварийного отключения я приклеил на корпус с обратной стороны с помощью суперклея.

Светильник я подвесил над подоконником при помощи проволоки и веревок из полиэтилена.
Светит вполне ярко, мне нравится.

Проект имеет потенциал для доработки. Например можно добавить Ардуино, модуль реального времени, полевой транзистор и сделать включение и выключение по времени. Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

«Освещение растений — LED (светодиодные лампы) VS ДНАТ

Вообще то если говорить об источниках света для растений, нельзя однозначно ответить какой из них лучше. Каждый производитель хвалит свой товар.
Важнее знать как действует спектр на растение и какая интенсивность оного нужна для полного цикла роста. Известно что растения употребляют более широкий диапазон световых волн чем видит человеческий глаз. Он начинается от УФ-С( 370- 410 нм) и заканчивается ближним ИК-А (700-780 нм). Так вот,зная воздействие каждого участка спектра можно решать различные задачи выращивания.
УФ-С(370-410 нм) нужен для развития зеленой массы и корневой системы,выработки гармонов.
Синий (410-480 нм),при нём происходит синтез хлорофила и естественно сам фотосинтез,из-за того что УФ и синий цвета несут большую энергию фотонов(2.56-3.26 эВ) растение набирает зеленую массу и развивает корневую систему,вырабатывается устойчивость к заморозкам и каротинойды. Большое количество синего цвета в источнике освещения растений подойдет для выращивания рассады и растений дающих зеленую массу;
Голубой и зеленый(480-565 нм) ,эта как раз та часть при которой мы видим. Не особо компетентные продавцы говорят что он не нужен растениям, что он отражается от листа и потому мы видим растения зелеными,но это заблуждение. Зеленый цвет нужен для нижних ярусов листьев и стебля. Когда основные цвета ,красный и синий ,туда не доходят,зеленый приходит на помощь. Если он вовсе отсутствует в источнике освещения ,то мы сможем наблюдать бледность нижних ярусов листьев из-за отсутствия хлорофила в них. Допустим в ДНаТах и люменисцентных лампах он немного но есть…;
Желтый и оранжевый (565-625 нм) с этой части спектра начинается возрастание процесса фотосинтеза,фотоморфогинеза,ну и продолжается синтез хлорофила,и опять же имея энергию фотонов 2.19-1.98 эВ ,эти цвета помогают расти нижним ярусам листьев,вырабатывается бетта-каротин;
Красный и ИК-А (625-780 нм) пожалуй в этой части спектра как и в синей происходят самые важные процессы ,пик которых приходится на 660 нм. Много красного и ИК излучений в источнике освещения способствует перегреву растения,вытягиванию его(говорят: У меня рассада вытянулась от недостатка света! И это правильно, в источнике присутствует много ИК света и нет зеленого ,синего и УФ),красный нужен для созревания плодов. Большое количество красного иногда вредит соцветиям из-за чего они могут опасть. Много красного заставляет испарят растение много воды с поверхности листьев(это тот же перегрев), и растение начинает употреблять больше воды чем питательных элементов. ИК излучение определяет циркадный ритм растения( различие дня и ночи).
Зная свойство спектра для растений можно сделать вывод об источнике освещения. ДНаТ больше подходит для теплолюбивых растений,для созревания плодов,в нем больше красного свечения,люминесцентные лампы( различают лампы с температурой свечения от 3000К до 4000К в них больше красного свечения,но есть и зеленый и совсем чуть-чуть синего,и есть лампы от 4000К до 20000К- в них спектр сдвигается в синюю и УФ область,есть зелёный и совсем мало красного) подбирая люминесцентные лампы можно добиться желаемого результата в выращивании. Светодиодные источники хороши тем ,что в них можно составлять какой угодно спектр,управлять контроллером выбирая различные режимы,но они дороговаты и не так уж надежны(пока) как их оппоненты. Светильники на светодиодах можно запитывать от альтернативных источников энергии 12-100 В постоянного напряжения » на прямую». Так что зная спектр вас не смогут облапошить ушлые продавцы.
Что бы выращивать кофе,нужно знать что это за растение и в каких условиях оно растет в дикой природе.Все знают что кофе это дерево тропическое ,а в тропиках влажно,жарко и очень ярко светит солнце(от того и жарко в принципе),длина светового дня 15-16 часов…

Извиняюсь за грамматические ошибки и за пропуски букв,писал с телефона