Светодиоды для фитолампы


Небольшие габариты, высокий КПД — вот основные достоинства светодиодных источников света, позволяющие собирать высокоэффективные и экономичные светильники.

Однако обычные светодиоды хоть и подходят для подсветки рассады, они расходуют свою энергию не так эффективно, как хотелось бы. Дело в том, что растениям не нужен равномерный спектр во всем диапазоне, им подавай побольше красного и синего. Именно эта часть спектра нужна хлорофиллу для фотосинтеза. Излучения в других диапазона для растений совершенно бесполезны.Какое освещение нужно для растений

Поэтому для подсветки рассады и взрослых растений целесообразнее всего собирать фитолампы для растений своими руками из светодиодов красного и синего свечения. Раньше так и делали:


Подсветка для рассады

В последнее время появились одиночные светодиоды, излучающие как раз в красной и синей частях спектра. Их еще называют светодиодами полного спектра (full spectrum led) или фитосветодиодами.Спектр излучения полноспектральных светодиодов
Именно на таких полноспектральных светодиодах я и решил собрать свой первый светильник для рассады.

Интересно, что я никогда не думал о том, как сделать светодиодную подсветку для рассады своими руками, пока не возникла такая необходимость. Оказалось, что это весьма увлекательное занятие.

Для этих целей были закуплены 3-ваттные полноспектровые фитосветодиоды для растений на кристалле Epistar.
3-ваттные фулл спектр светодиоды

Для питания была собрана небольшая схема драйвера (источника тока) на 500 ма, которую мне удалось разместить внутри корпуса от старого зарядника от мобильного телефона. На время тестов перемотал его изолентой, когда (и если) все заработает как надо — посажу на клей.Старый зарядник от мобильника

Можно вообще не заморачиваться с подходящим драйвером, а сразу купить весь комплект (драйвер + светодиоды) рублей за 400. Например, такой.

Известно, что главной проблемой при конструировании фитоламп своими руками из светодиодов является эффективное отведение тепла. При недостаточном охлаждении внутри кристалла светодиода протекают необратимые изменения, приводящие к снижению яркости и, в конечном итоге, к перегоранию.

Задачу охлаждения светодоидов решают разными способами:


  1. Активное охлаждение — когда светодиод обдувается кулером. Это снижает ресурс всей системы, привносит дополнительную вероятность поломки и увеличивает шум. Зато позволяет серьезно сократить размеры радиаторов.
  2. Пассивное охлаждение — это когда светодиоды устанавливают на радиатор из теплопроводного материала (медь, алюминий) и охлаждение происходит за счет естественного теплообмена с окружающей средой.

Второй способ, конечно, более привлекательный и менее затратный. Надо только взять радиатор побольше.

Площадь радиатора рассчитывается с помощью всяких сложных формул, но уже с древних времен радиолюбители всего мира используют тайное знание — на каждый ватт рассеиваемой мощности нужен радиатор 20 см2.

Для тех, кто собирает светодиодные фитосветильники для растений своими руками в промышленных масштабах, в продаже имеются специальный радиаторный профиль. Но он, на мой взгляд, слишком уж дорогие (200 руб за каждые 10 см профиля). Хотя выглядят, конечно, зачетно.Радиаторный профиль для светодиодов

Поэтому я пойду по пути здравомыслящего человека — возьму алюминиевый профиль. Из него можно замутить лампу для рассады своими руками, которую не стыдно повесить над подоконником и при этом добиться отличного охлаждения.

В ближайшем строймаге были приобретены два П-образных профиля, один — поменьше (20х25х20х2, 133 руб), другой — побольше (30х30х30х1.5, 148 руб).
Два профиля для светодиодного светильника
Отрезал желаемый кусок (у меня получилось 56 см), из остатков сделал заглушки по торцам, в которых проковырял отверстия под кабель и выключатель.Чем закрыть профиль с концаКак я заглушил торец П-образного профиля

Для подвешивания светильника над цветами приделал две петли. Для этих целей хорошо подошли зажимы для тросов по 17 рублей за пару:
Крепление для фитолампы
Изначально все светодиоды полного спектра для растений имеют планарное расположение выводов, поэтому их надо немного нарастить и загнуть вниз под 90 градусов. Вот так:Согнутые выводы светодиодов

В мелком профиле насверлил дырок (туда будут вставляться светодиоды):Отверстия в профиле под выводы светодиодов
Для приклеивания светодиодов нужно брать спец клей, коих развелось просто пруд пруди.


Термоклей для светодиодов


Название клея Теплопроводность, Вт/(м·К) Впечатления
Thermally Conductive Adhesive GD9980 0.671 Хорошая консистенция, достаточно жидкая, легко расплющивается. Цвет белый. Схватывает минут за 15, полностью твердеет часа через 3, держит крепко. Можно найти за 460руб/30г.
Thermal Glue Halnziye HY910 0.975 Внешне и по консистенции напоминает Stars-922, только запах приятнее. Схватывает часа через 2, полностью застывает где-то через сутки. Легко наносится, хорошо выдавливается изо всех щелей, так что слой получается довольно тонкий. Остались хорошие впечатления. Цена: 150руб/10г.
Heatsink Plaster Stars-922 1.1 Довольно жидкий, размазывать удобно. Сохнет сутки, держит слабо. Тюбик после открывания надо использовать довольно быстро, за 2-3 недели, потом совсем засыхает. Не понравился, не смотря на то, что дешевый (80руб/10г).
Fujik Heatsilk Compound 1.2 Клей белого цвета, чем-то напоминает КПТ-8, но более жидкий. Клеить приятно: нанес капельку, притер к поверхности и прям чувствуешь как его присасывает. Подождал полчаса и можно паять, а через час уже фик оторвешь. После вскрытия упаковки клей можно годами хранить в холодильнике. Цена: 460руб/50мл. Короче, понравился.
Термоклей АлСил-5 1.46 Не понравился из-за того, что сохнет прямо в шприце. Купил, один раз воспользовался, закинул в ящик стола, а когда через пару месяцев он снова понадобился — он уже полностью затвердел. А один раз я прямо из магазина принес засохший. Фигня какая-то. Стоит 150 руб/3г.
Теплопроводный клей Kafuter K-5204K 1.6 Отличная прочность после высыхания (светодиод руками не оторвать), схватывается минут за 10, полностью закоксовывается через сутки и более. Объемное сопротивление 1×1015 Ω•cm. Продают за 450 руб. (в тюбике 80 грамм).
Thermopox 85CT 2.2 Двухкомпонентный теплопроводящий клей, то есть перед применением необходимо смешивать как эпоксидную смолу. Не удобно. Приклеивает прочно, не хуже чем Kafuter. Теплопроводность на уровне хорошей термопасты, но дорогой (480 руб. за 5 грамм) и фик где найдешь.

Естественно, чем выше теплопроводность, тем круче. Но, если поверхности ровные и плотно прижаты друг к другу (на расстоянии в десятки микрон, тоньше листа бумаги А4), то теплопроводность термоклея перестает иметь определяющее значение. Хоть детским вазелином мажь, нормальный отвод тепла обеспечен. Тут уже на первое место выходит прочность соединения.

Термоклей, конечно, штука хорошая, но для небольших мощностей достаточно обычного красного герметика из автомагазина, которым мажут всякие прокладки при сборке двигателей. Я взял вот такой:Красный герметик из автомагазина

Держит очень даже неплохо.Светодиод на герметике

Через сутки, когда герметик полностью схватился, подключил все светодиоды последовательно:
Соединили светодиоды последовательно

Осталось только соединить половинки корпуса и можно включать.

Свет от этих светодиодов очень непривычный, напоминает разведенную в воде марганцовку.Фитосветодиоды в работе

Измерения показали, что фитолампа потребляет 500 ма, общее напряжение 32 вольта.

К сожалению, уже через полчаса работы корпус лампы сильно разогрелся (60-65°C). Сам блок питания — тоже горячий. Работать-то оно при такой температуре будет, но все-таки радиаторы лучше брать побольше. Думаю, 30 см2 на каждый Ватт мощности светодиода, будет самое то.

Несколько отверстий в корпусе зарядника помогли решить проблему перегрева драйвера:Отверстия для охлаждения драйвера светодиодов


Кстати, недорогой радиатор для одиночного светодиода куда-нибудь на дачу или в теплицу можно сделать из полос алюминия:

В завершении хочу показать еще как сделать фитолампу для растений своими руками (видео не мое, но очень познавательное):

Если вы такой же новичек в области светодиодного фитосвета, надеюсь, моя история помогла разобраться как сделать подсветку для рассады на подоконнике. Только не повторяйте моих ошибок — берите радиаторы бОльшей площади или ставьте вентиляторы.

Осталось только придумать, как повесить фитолампу на пластиковое окно и можно звать хозяйку принимать работу.

Знаю, что проще всего закрепить лампу на окне на супер-присосках, вот таких:Присоска для подвешивания фито-лампы над окномКак закрепить лампу над подоконником

Я же пошел по наиболее дешевому пути: вырезал хомут из тонкого пластика (из крышки от ведра из-под краски) и загнул ему ножки с помощью фена. Вроде нормально получилось. А главное, можно, не снимая лампы, открывать окно в режиме микропроветривания.Как закрепить лампу для рассады на подоконнике

И вот, моя первая светодиодная лампа для растений своими руками уже висит над рассадой:Лампа для растений своими руками

А я желаю всем удачи и творческих успехов!

Светодиоды для фитолампы

Источник: electro-shema.ru

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!

Светодиоды для фитолампы

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):

Светодиоды для фитолампы

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.

Светодиоды для фитолампы

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.

Светодиоды для фитолампы

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.

Светодиоды для фитолампы

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!

Источник: habr.com

Бюджетный светильник: количество и соотношение светодиодов

Светодиоды – самая небюджетная составляющая этого бюджетного проекта, важно купить их   столько, сколько нужно. Пользователь FORUMHOUSE Лифтанутый на основе своего опыта вывел такую формулу:

Так, чтобы организовать полноценную подсветку рассады на подоконнике длиной в полтора метра и шириной 30 см, потребуется 25 светодиодов (лучше округлить до 24).

Это минимальные требования.

Некоторые пользователи  FORUMHOUSE рекомендуют светодиодную мощность 100 Вт/кв.м.

Соотношение красных и синих светодиодов зависит от срока высадки рассады. Если все прогнозы и приметы указывают на то, что рассаду удастся высадить в срок, оптимально соотношение красного и синего 2:1. Если уверенности в сроках нет, то лучше использовать больше синего, вплоть до 1:1. Под таким светильником рассада сможет дождаться высадки, не вытягиваясь и не болея.

Соотношения красного и синего

Сроки высадки рассады

Красный:синий

вовремя

2:1

неясно

1:1

Составляющие конструкции

Для изготовления бюджетного светодиодного светильника для рассады потребуются:

  • Светодиоды мощностью 1-3 ватт, синие (440нм) и красные (660нм);
  • Любой алюминиевый профиль;
  • Изолированный монтажный сечения 0,2 -0,5кв.мм;
  • Термопаста или термоклей;
  • Сетевой провод с вилкой;
  • Источник питания.

Конструкция каркаса светильника

Расположение светодиодов зависит от ширины поверхности, на которой будет стоять рассада. Если это подоконник шириной менее 25 см, их можно смонтировать на одну линейку, если больше – на две или даже три.

Важно расположить светодиоды равномерно, а учитывая, что каждый излучает световой конус с углом 70-120 градусов, то так, чтобы проекции этих конусов слегка перекрывали друг друга, как на этой схеме авторства нашего пользователя с ником Лифтанутый.

Ширину профиля рассчитывают исходя из того, что для качественного съема тепла с одного одноваттного светодиода нужно 25 кв см поверхности.

Лучше всего для светодиодных линеек подходит симметричный П-образный симметричный профиль. По его краям нужно сделать упоры высотой от 1 мм.

В каркасе линейки нужно закрепить винтами или вытяжными заклепками.

Монтаж светодиодов

Синие и красные светодиоды на линейке располагаются равномерно, с учетом соотношения цветов (красный, красный, синий и т.п.). Перед креплением на линейке следует указать, где будет закреплен светодиод определенного цвета.

Крепить светодиоды можно разными способами:

  • винтами;
  • саморезами;
  • заклепками;
  • теплопроводным клеем.

Для светодиодов «на звездочках» в линейке по разметке следует просверлить по два крепежных отверстия.Для теплового контакта светодиоды должны быть плотно прижаты к профилю, а для этого нужно сделать термокомпенсирующую прокладку.

«Плюс» одного «светодиода» соединяется с минусом другого любымрадиомонтажным проводом от 0,2кв.мм. В работе используется паяльник не более 40вТ.

На светодиоидах есть маркировка полярности, но встречаются несоответствия, которые выявляются мультиметром в режиме «прозвонка». 

Источник питания

Выбирая драйверы, создатель светильника настоятельно рекомендует быть внимательными: если в схеме вместо трансформатора стоит дроссель с двумя обмотками, то использовать такой драйвер для изготовления самодельных светильников опасно для жизни.

Опыт использования

Участник FORUMHOUSE YurecV собрал такой бюджетный светильник из китайских светодиодов и драйверов, а  также алюминиевого двутавра из строительного магазина.

В светильнике две линейки, в каждой по 21 светодиоду (10 синих и 32 красных), расстояние между ними 4,5 см. Светодиоды прикреплены к двутавру автогерметиком.

Светильник обошелся в тысячу рублей (цены 2016 года, но и тогда это было в 4-6 раз дешевле, чем покупка готового) и день работы: полдня на сборку рамы, разметку и крепление светодиодов, и еще полдня на то, чтобы нарезать, зачистить, залудить и припаять провода. Между этими процессами пришлось ждать сутки, пока герметик полностью высохнет.

Светодиоды на каждой линейке включены последовательно, для каждой линейки свой драйвер. Вся конструкция потребляет 32 ватта.

Светильник нагревается, но слабо: до 41 градуса.  Его можно опускать поближе к растениям без риска их обжечь.

В работе светильник показал себя наилучшим образом, даже светолюбивый укроп под ним вырастает пушистым и раскидистым.

Источник: www.forumhouse.ru

Расчёт необходимого света

Для того чтобы фитосветильник действительно ускорил рост растений, необходимо произвести корректный расчёт его параметров. Главной оптической характеристикой любого источника света является световой поток, который указывает на то, сколько световой мощности (люмен) выдаёт лампа. Его значение указывается на упаковке. В свою очередь, для растений основным показателем является освещённость, указывающая количество люмен в 1 м2.

Расчёт светового потока, необходимого для эффективной подсветки, производят по формуле Ф= E×S/Kи, где:

Ф – световой поток, лм;
E – требуемая освещённость, величина которой задаётся индивидуально для каждого вида растений, лк;
S – площадь, которую следует освещать, м2;
Ки – коэффициент, учитывающий потери света на рассеивание.

В ламповых светильниках с плохим отражателем за счёт отсутствия строго направленного свечения значение Ки может снижать КПД светильника более чем наполовину. Светодиод имеет направленное свечение, угол распространения которого определяется линзой. В связи с этим в светодиодных светильниках отражатель не столь сильно влияет на эффективность осветительной системы в целом, а Ки достигает 0,8–0,9 единиц.

И всё же подсветка рассады светодиодными лампами в домашних условиях зачастую нуждается в отражателе. Особенно это касается фитосветильников, сконструированных на основе светодиодных лент, где отражатель помогает сконцентрировать максимальное количество света на полезной площади.

Не стоит забывать о мощности светодиодного светильника и угле половинной яркости, часто именуемом как угол рассеивания. Иногда, даже правильно собранный фитосветильник оказывается неэффективным. Излишняя удалённость приводит к потерям световой мощности (закон обратных квадратов), а маленький угол рассеивания – к недосветам по краям. расстояние светильника до растенийСветодиоды испускают тепло в противоположную сторону относительно излучаемого светового потока. Поэтому их можно максимально приблизить к растениям, оставляя в запасе всего несколько сантиметров.

Как сделать фитолампу и что для этого понадобится?

Для изготовления фитолампы своими руками понадобятся:

  • светодиоды со специальным спектром излучения;
  • источник питания;
  • система охлаждения;
  • корпус;
  • вспомогательный материал и инструмент.

Чипы синих, красных и пурпурных фитосветодиодов встречаются в разных модификациях: в виде дискретных SMD-элементов или COB-матриц. Все они пригодны для изготовления светильника своими руками. Проще всего делать подсветку из готовой светодиодной ленты для растений, разрезав её на несколько отрезков. Сложнее – из отдельных SMD чипов или COB-матриц, для которых потребуется правильный расчёт радиатора.

Источник питания для светодиодов и матриц представляет собой драйвер со стабилизированным постоянным током на выходе, а для светодиодных лент – это источник напряжения +12В соответствующей мощности.

Пассивная система охлаждения является обязательным элементом светильника для растений. Она отвечает за соответствие оптических характеристик излучающих диодов в течение всего срока службы. О форме, размерах и материалах для изготовления радиатора рассказано в отдельной статье. В большинстве самодельных светильников радиатор одновременно является корпусом.

Кроме перечисленных светодиодов, в качестве источников света можно использовать фитодиоды, изготовленные по технологии УСКИ (универсальное сине-красное излучение). Они имеют уникальный спектр излучения, полученный за счёт особого состава люминофора. В данном случае люминофор выполняет функцию избирательного фильтра, пропуская волны преимущественно в синем, красном диапазоне, а также незначительную часть жёлтого и зелёного света. При этом синяя область имеет ширину 380–480 нм с небольшим переходом в ультрафиолет и пиком на длине волны 445 нм. Красная область намного шире, захватывает оранжевый и инфракрасный спектр, доля которых достигает 50%. Общая ширина красного излучения примерно составляет 570–770 нм с максимумом на 640–660 нм.

Благодаря расширенной спектральной характеристике, светодиоды УСКИ идеальны в конструировании ламп для растений своими руками. Светильник на их основе обеспечит растение полным циклом роста: от вегетативного развития до созревания плодов и может применяться для подсветки растений с крайне низкой долей солнечного воздействия.

Применение фитоленты

Чтобы сконструировать простой светодиодный светильник для растений, понадобится фитолента с блоком питания и недорогие детали для корпуса, в качестве которых можно использовать подручный материал. Светильник может иметь любую форму и размер, благодаря гибкости и возможности резать ленту на отрезки, кратные 5 см, а клейкое основание позволяет монтировать её на любую гладкую поверхность.

Оптимальным материалом для корпуса станет тонкая алюминиевая (в крайнем случае, жестяная) пластина, которая послужит прекрасным отводом тепла для светоизлучающих чипов ленты. В углах пластины нужно сделать крепёжные отверстия. Вся конструкция подвешивается на двух декоративных цепочках, которые цепляются за крюки-саморезы, вкрученные в стену. Переставляя звенья цепи можно регулировать высоту.

Мощная фитолампа с цоколем Е27 своими руками

Сделать эффективную и экономичную подсветку для рассады своими руками можно из нескольких светодиодных ламп, которые собирают из отдельных компонентов. DIY набор лампыДля этого на нужно купить DIY-набор (например на Aliexpress), включающий все необходимые детали для сборки лампы, а именно:

  • пластиковый корпус и разборный металлический цоколь Е27;
  • алюминиевый радиатор с саморезами;
  • плата под smd-светодиоды;
  • линзы с углом рассеивания 90° и держатель для них.

Отдельно приобретают синие и красные smd led, драйвер подходящей мощности, легкоплавкий припой и термопасту. Сборку начинают с монтажа светодиодов на плату при помощи фена и паяльника, разогретого до температуры 280°C. После этого к плате припаивают провода от драйвера и кратковременным включением проверяют схему на работоспособность. Убедившись в свечении всех чипов, переходят к сборке корпуса.

В местах контакта платы с радиатором наносят тонкий слой термопасты и прижимают их саморезами. Над всеми светодиодами устанавливают линзы, которые фиксируют держателем с винтами. Внутри пластикового корпуса размещают драйвер, выходные провода которого припаивают к плате, а входные прижимают к центральной и боковой части цоколя.

Одна такая фитолампа способна обеспечить полноценный досвет в вечернее время нескольким комнатным цветкам или рассаде, высаженной на площади до 0,25 м2.

Топ 4 ошибки при самостоятельной сборке фитосветильника

Сделать светодиодную лампу для растений своими руками несложно. Но всегда есть нюансы, о которых следует помнить, начиная со стадии проектирования. Перечислим основные ошибки, которые свойственны начинающим растениеводам:

Покупка дешёвых светодиодов. Каким бы хорошим ни был светильник, если в нём установлены светодиоды низкого качества, то результирующая эффективность будет крайне низкой. У фитосветодиода есть два основных параметра – это световой поток и спектр излучения, измерить которые без специальных приборов невозможно. Этим активно пользуются китайские производители, выдавая обычные синие и красные led за высококачественный продукт. Попасться на подделку очень легко, так как продавцы привлекают потенциальных покупателей всяческими заманчивыми предложениями, скидками и акциями.

Неправильный расчёт системы охлаждения. Эта распространённая ошибка для многих радиолюбителей, в том числе собирающих своими руками светодиодные светильники. Неважно, какой тип охлаждения выбран: пассивный или активный – радиатор должен быть всегда. Тем не менее, в китайских фитолампах мощностью более 20 Вт нередко можно встретить вентилятор, установленный непосредственно на тыльную сторону платы со светодиодами. Такое решение не обеспечивает отвод тепла должным образом. Любая система охлаждения должна состоять из:

  • радиатора, способного равномерно рассеивать тепло от чипов;
  • термопасты, улучшающей контакт радиатора с подложкой;
  • блока защиты для отключения фитолампы при аварийном останове вентилятора.

Низкое качество сборки и комплектующих. С целью удешевления конструкции многие китайские фирмы используют некачественные детали при сборке светодиодных фитоламп. Не стоит ориентироваться на их изделия и пытаться что-либо скопировать. Все комплектующие должны быть надёжно скреплены между собой и иметь определённый запас прочности. Кроме этого корпус светильника не должен препятствовать естественной конвекции воздуха.

Нестабильность выходных параметров источника питания. Подать на светодиод номинальный и, главное, стабильный ток – значит гарантировать продолжительную работу всего светильника. Поэтому экономить на драйвере нельзя. Изготовить драйвер для небольшой светодиодной фитолампы для растений своими руками можно на основе LM317. При этом выходная модность драйвера должна быть в 1,2-1,5 раза больше мощности потребления светодиода.

Источник: ledjournal.info


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.