Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 20)

Последнее время слышу много вопросов - как сделать правильно, какие светодиоды выбрать, как произвести расчет необходимого количества?

Аквариумисты начинают созревать на приобретениесамостоятельное изготовление светодиодного светильника, и этому есть основания:
- эффективность современного светодиода доступного массовому пользователю достигает 156ЛмВт (для фирменных СД)
- стоимость оптимизированных фирменных СД сиьно приближается к стоимости устаревших китайских продуктов
- направленность излучаемого света делает расход светового потока более оптимальным в сравненнии с ЛЛ, в которых задействовано только 60-70%

Сразу оговоримся - оставляем светодиодные ленты для подсветки баров и витрин (эти светодиодные продукты не поддаются критике и не применимы в аквариумистике) - в теме речь идет только о мощных светодиодах предназначенных для освещения, а не подсветки.

Три вещи которые надо понимать, чтобы сделать светильник грамотно, надежно и долговечно:

- светодиод это токовый элемент, питать его можно исключительно токовыми драйверами (источниками тока), питание от источников напряжения противопоказано, так как при такой схеме возможно превышение допустиго тока выше максимально допустимого. Источник напряжения также не компенсирует отрицательный дрейф внутреннего сопротивления светодиода - с увеличением температуры ток через светодиод увеличивается и запросто может превысить допустимый. А превышение тока для светодиода - это ускоренная деградация кристалла или сокращение срока эксплуатации.

- светодиод требует теплоотвода - именно поэтому светодиодам необходимы радиаторы - ведь превышение температуры выше допустимой, так же влечет ускоренную деградацию. Чем меньше температура светодиода, тем дольше он прослужит.

- светодиод это точечный источник, и это его свойство одновременно является его достоинством (абсолютное большинство светового потока задействуется в аквариуме) и накладывает определенные ограничения на расположение светильника над аквариумом.

Обеспечив два первых требования, вы заставите работать светодиоды вашего светильника в комфортном для них режиме - а значит они прослужат долго.
Правильно разместив светодиоды, просчитав "геометрию" светильника, вы задействуете абсолютную часть светового потока на освещение аквариума (а не пола и стен вокруг), а значит на создание тербуемого уровня освещенности будет уходить меньшее количество Ватт, и, соответственно денюжек из вашего кармана.


Светодиодный светильник можно сделать как на фирменных светодиодах, так и на китайских. Важно понимать что вы получите в итоге и в чем различия?

- китайские СД производятся по устаревшим технологиям, которые имеют следующие недостатки:
* низкая эффективность не более 90ЛмВт у лучших моделей
* высокое тепловое переходное сопротивление от кристалла к теплоотводящей площадке (ему сложнее отводить тепло, а значит его температура выше, что означает что необходимо иметь больший радиатор, потому что биначе обеспечит температуру максимальную кристалла в 65С невозможно)
* невозможность обеспечить длительноый срок эксплуатации ввиду сложности обеспечить кондиционный режим
* низкое качество, большой разброс параметров
* отсутствие подробных, а иногда и полное отсутствие даташитов на прелагаемые продукты
- положительное качество - низкая цена

- фирменные СД обладают более высокими показателями и качеством:
* высокий выход 156ЛмВт
* высокая эксплуатационная температура - последние серии СД проходят биннинг (читать тестирование и измерение) при температуре 85С - для них это нормально и не влечет деградаци - максимальная - 135С.
* минимальный разброс параметров
* наличие исчерпывающей документации
- высокая цена (с оговоркой на то что имеются стабильные тенденции на снижение)


В итоге собираем светодиодный светильник на дешовых китайских СД с эффективностью в 80Лмвт, ведь они дешевле! И задумываемся, а так ли это на самом деле? Ведь если употребить фирменные СД (140ЛмВт), то их необходимо меньшее количество (потому что их эффектисвность заметно выше)! И в конце концов примитивные арифметические операции приводят нас к тому, что дешевизна китайских светодиодов в конечном продукте мнимая. Фирменных светодиодов обеспечивающий заданный световой поток понадобиться меньшее количество, а значит стоимостьбудет сопоставима стоимости китайских СД.
При это важно не забывать, что при одинаковом количестве излучаемых люменов, фирменные светодиоды будут кушать меньше электроэнергии, и, в последствии съэкономят больше денег на счетах за электричество, и прослужат дольше.


СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СД ПРИМЕНИТЕЛЬНО К АКВАРИУМНОЙ ТЕМАТИКЕ

Спектральные кривые современных светодиодов белого свечения (на основе люминофора) от разных производителей, разных моделей имееют приблизительно одинаковые формы - двухгорбую кривую, в зависимости от температуры света имеют преимущественно синий или красный пик.

При наложении на эту кривую - кривой фоточувствительности хлорофиллов, можно сделать определенный вывод о соответствии спектра светодиодов аквариумным нуждам (в основном хорошему росту растючки). А именно - светодиодный спектр достаточно полно содержит все необходимые составляющие.

То есть, в общем, применимы все температурные вариации (и выбор является лишь делом вкуса)

Если же копать глубже, проектировать светодиодный светильник с максимальным КПД (получать с ватта мощности максимальный прирост биомассы), то очевидно, что необходимо сосредоточить основную мощность в области максимальной чувствительности хлорофиллов, как это сделано у plant grow ориентированных ламп. Со светодиодами это сделать не сложно - необходимо лишь подобрать определенную комбинацию. В данном случае очень хорошо подходят светодиоды холодного свечения (6500-10000К), ярко выраженный синий пик (450нм) которых удачно повторяет синий пик чувствительности хлорофиллов. Красный же пик не настолько удачен даже у светодиодов теплого белого свечения, потому как их максимум приходится на 620нм, а на необходимых 660-680нм наблюдается серьезный спад. Однако эта составляющая очень хорошо возмещается применением монохромных красных светодиодов DeepHyper red диапазона 660-680нм.
В итоге сладкая парочка Cool White + Deep Red дает более подстроеный (более эффективно потребляемый растениями) свет. С ватта энергии потребленного таким светильником прирост биомассы будет выше. Кстати его оттенок напоминает оттенки Plant Grow ориентированных ламп - но в этом и нет ничего необычного, ведь их спектры сильно одинаковы.

Уход в сторону Plant Grow ориентированности естественно немного искажает правильность цветовой картины аквариума. И тут главное найти оптимальный для себя варианткомбинацию света для наблюдателя + света для растений.

СОЧНАЯ ЗЕЛЕНЬ В СТИЛЕ ТАКЕШИ АМАНО
Проанализировав спектры СД, можно понять, что зеленая область спектра имеет наименьший вес. То есть по сравнению, со всеми другими цветами в спектре СД зеленый представлен в меньшей степени. Это не надо понимать как, то, что под светодиодным светом будет все скучно и безжизненно - это надо понимать так, что обычными белыми СД сочную зелень, как у Такеши Амано не получить
Эта проблема решается так же как и у ламп фирмы ADA - добавлением в спектр зеленого - у них зеленый пик равноценен со всеми остальными.
Как показали мои собственные эксперименты, добавление 5-10% монохромных зеленых делает зеленый тарвник ничем не хуже, чем под лампами ADA.
Тут важно понимать, что зеленость это свет для наблюдателя, большое его количество снижает КПД светильника - зеленый растючке не нужен она его отражает.

Подвес или ближе к поверхности?
Светодиод точечный источник - испускаемый им световой пучек имеет вид конуса с углом раскрытия заявленным в его характеристиках. Как правило этот угол составляет 100-130 градусов. Чем дальше светодиодо от поверхности - тем больше площадь светового пятна на этой поверхности. Эта особенность, с учетом максимального задействования излученного светового потока в аквариуме, влечет за собой два варианта эксплуатации светодиодов:

Близко раположенный к поверхности воды светильник:
- расстояние до воды не более 8-10см (более 90% света уходит в аквариум)
- все светодиоды без вторичной оптики
- из-за близкого расположения к влажной среде требуют однозначной изоляции порзрачным материалом (лист стекла силикатногоорганического)
- за счет широкого угла происходит происходит очень хорошее смешивание цветовых каналов (разноцветные СД могут быть разнесены на значительные расстояния, без потери равномерности)
- свет такого светильника в большей степени расеяный и напоминает свет линейных ЛЛ

Подвес:
- расстояние до воды более 20см
- все светодиоды со вторичной оптикой (дополнительными линзами) - линзы съедают 3-8% от светопотока
- для недопущения загрязнения линз, в идеале, так же лучше прикрывать прозрачным листом (грязнаяпоцарапаная линза скушает светопотока еще больше)
- угол фокусировки вторичной оптики выбирается в зависимости от высоты расположения светильника над поверхностью воды
- для получения равномерной картины смешивания различных цветов, количество "цветных" СД приходится увеличивать - то есть как бы размазывать по площади светильника ту же мощность, но большим количеством с меньшей мощностью
- результирующий свет такого светильника в большей степени направлен, появляются глубокие тени, тени рыб на дне, чувствуется объемность аквариума

Рекомендации из собственного опыта:
- если аквариум ориентирован на выращивание качественной длинностебельки, большого количества разношерстныхразноуровневых растений в одном аквариуме, для которого важно отсутствие глубоких теневых зон в объеме аквариума - первый вариант предпочтительнее. Рассеяный свет проникнет во все зоны и даст приемлемый свет всем даже самым нижним листьям и растениям.
- если у вас природный аквариум (Nature aquarium) с ориентацией на скейп, и ежедневное созерцание чудо картины, ваш выбор подвес - с пропорцией сдвинутой в сторону направленного света, дающего "глубину" в картине аквариума, делающего ваш фрагмент кусочка природы, ограниченного несколькими стекляными плоскостями, максимально соответствующим реальности.


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ
- как реагирует растючка на светодиодный свет?
- сколько светодиодов надо на аквариум?
- хватит ли света для почвопокровных растений?

Пусть фото аквариумов (более полугода под СД) со светодиодным солнцем, говорят сами за себя:

Нано-куб 19л - 720Лм



140л - 6300Лм


Для требовательной растючки 40Лмл достаточно.


РАССЧЕТ СВЕТИЛЬНИКА
1) Определиться с необходимой интенсивностью освещения:
- 20..30Лмлитр достаточно для нормального роста валлиснерии, анубиасов, эхинодорусов и прочей нетребовательной растючки
- 40Лмлитр хорошо растет большинство требовательной растений (cuba стелется по дну, отлично растет бликса, людвигия бревипес, дидиплис, эустералис стеллата, лимнофила ароматика)
- 60Лмлитр выше перечисленные растения интенсивно набирают красный окрас (при достаточном уровне микроэлементов)
- >60Лмлитр - для выращивания плотных ковриков из лилеопсиса, парвулы в глубоких аквариумах - в таком случае световой день должен быть разделен на несколько фаз, в которых светильник работает на 100% пару часов и на пониженой мощности остальное время

2) Имея суммарное количество люменов выбираем и таблицу ниже (количество люменов получаемых с одного светодиода) путем деления получаем необходимое количество светодиодов.
XP-E - 0.7A - 208Lm
XP-G - 1A - 348Lm
XT-E - 1..1.5A - 320..420Lm
XM-L - 1.5 .. 2A - 590...742Lm
Здесь следует обратить внимание на некоторые детали:
- серия светодиодов XP-E самая старая из списка, соответственно чуть более худшие чем все остальные параметры. Ее стоит покупать если цена на нее будет достаточно низкой (читай выгодной)
- светодиоды серии XM-L самые мощные (мощные в том смысле что рассчитаны на большу эксплуатационную мощность нежели остальные) поэтому на небольшой травник их количество будет маленьким в результате чего равномерность освещения будет неудовлетворительной. То есть XM-L лучше всего использовать в травниках большого объема и большой глубины
- наиболее продвинутой является серия XT-E (обладает лучшей эффективностью и имеет более комфортно чувствует себя на высоких температурах) на нее и рекомендую ориентироваться. Однако серия XP-G на данный момент в некоторых магазинах имеет наилучшее соотношение Лм$

3) Зная общее количество светодиодов можно выбрать необходимое количество светодиодных драйверов. В технических характеристиках драйвера указано максимальное количество светодиодов, которое можно подключать к нему. Операция деления с округлением до целого в большую сторону даст искомое количество драйверов.



Изменено 25.1.13 автор Moderator

собирать самому к сожалению не готов.
Может кто подскажет, что можно из хороших светильников на 270 литров взять под разогнаный травник?
На одном сейчас стоят два MH x 150 ADA - по мощности ок. Но в первом глубина почти 60, в новом будет около 40-45 см.
Понимаю дорого, но хороший светильник в травнике это 80% успеха.

Про AquaLord 300F кто то что нибудь знает. Там китайский вроде BRIDGELUX LED стоит.

wyou

Использую такой, только 75 ваттный в течении года в травнике 200 литров чистой воды включен на 75% яркости. Результатом более, чем доволен!

semser
Использую такой, только 75 ваттный в течении года в травнике 200 литров чистой воды включен на 75% яркости. Результатом более, чем доволен!

А можно фотки в студию?

wyou

Пожалуйста!

Изменено 3.12.13 автор semser

semser

Погостемон хелфери? Если да, то хороший показатель. Но вот цвет.. правда сильно желтит?

wyou

Да это погостемон хелфери. Вода нисколько не желтит, просто фотографировал на автомате, да и фотограф я не ахти!

сообщение wyou
Но вот цвет.. правда сильно желтит?

Это не вода желтит. Это дешевые китайские матрицы имеют кривой спектр. Если хочется сэкономить, то такие прожекторы - прекрасное решение. Если хочется чтобы было хорошо - лучше в эту сторону не думать. Собственно, все логично - сколько платите - столько получаете.

DNK
Это дешевые китайские матрицы имеют кривой спектр.

Я бы сказа, что с люминофором переборщили или он плохого качества(состав не доработан).

сообщение AquaCross
Я бы сказа, что с люминофором переборщили или он плохого качества(состав не доработан).

Разумеется, у дешевого китайского светодиода будет дешевый китайский люминофор Освещать автостраду или дорожку к гаражу - прекрасное решение. Освещать аквариум... ээээ... очень бюджетное решение, скажем так

Для общего образования о Светодиодах:
Смотреть с 17m47s

http://try.osled.ru/... Впечатляющий выход 160люм/ватт. И можно попробовать один светильник на халяву собрать или за пол цены.

сообщение KoRvin
http://try.osled.ru/... Впечатляющий выход 160люм/ватт. И можно попробовать один светильник на халяву собрать или за пол цены.

ДО - не значит что столько и будет. Вон - Кри как раскричалась со своим MK-R что у него до 200лм/Вт. Ну и фигли? На максимальном токе там в районе 110. А хваленых 200лм/Вт нет вообще ни на каком токе. По крайней мере, описанном в даташите.

Вообще все эти "фокусы на калькуляторах" жутко противны тем что "ДО" это так обтекаемо - и предъявить-то нечего! Где-то когда может быть иногда этот диод и даст 160лм/Вт, но реально - смотрим даташит - на токе 1500мА имеем 1.8 от того что на токе 700мА, то есть в лучшем случае 646лм при 4,9Вт потребления, то есть 131лм/Вт. Кстати, попробуйте купить бин яркости NR, только не у местного дилера, а у производителя - не получится, это я вам гарантирую Даже NQ получить не так просто. То есть реально выйдем на ту же "Дерибасовскую" - 110-120лм/Вт. Так что диод неплохой, но ничего выдающегося.

Также в даташите на странице 12 видим уникальное для светодиода ограничение - НЕ использовать на токе менее 200мА! Так что забываем про рассветы автоматом...

DNK

Меня просто заинтересовало предложение собрать 1-2 светильника на этих диодах на халяву (для пробы).

Lux in tenebris

у меня стоит такой прожектор на 10 ватт всего.освещает 160 литров.банка восьмиугольник.высота 70 см.растут анубы и крипты.крипты ко дну прижимает.но им много и не надо особо.полгода уже успешно работает.а сгорит так матрицу поменяю.стоит то 100р всего. Вам если подсветкой его использовать его, то тонировкой можно стекло затемнить.а так даже на 10 ватт слишком мощьно будет

AquaCross

Это видео для детей среднего школьного возраста и не более.

Андрей финн

Ты если уже совсем взрослый стал тогда не смотри это видео.

сообщение KoRvin
Меня просто заинтересовало предложение собрать 1-2 светильника на этих диодах на халяву (для пробы).

Ничего принципиально отличного от китайских прожекторов, о которых здесь уже говорили неоднократно, не будет. Да, расти будет. Да, будет ярко. Это все что надо? Тогда можете уже сегодня купить себе дешевый китайский прожектор - они есть и с высоким ССТ.

сообщение Андрей финн

AquaCross

Это видео для детей

Ну зачем так категорично! Судя по вопросам местных, и в 30-40 лет многого не понимают, а для тех, у кого вражденное понимание техники, это будет просто любопытно. Скольким из нас удалось побывать на производстве СД? Т/к "Наука 2.0" как раз на "языке школьника" и рассказывает о разных вещах - так что, Андрей, не стоит тут обижать людей!
Да, а если смотреть на отдельные аквариумы с зАмками, пластиком, раковинами с кулак и стеклянными камешками вместо грунта (такие банки я называю ассоциативное попурри), дак вообще подобные обучающие видео надо втыкать повсеместно.

Изменено 6.12.13 автор AquaCross

KRAPSI
1. Управлять светом с мобильника гораздо удобнее чем с кнопок.

Я нажимал эти кнопки только во время ознакомления с возможностями своего нового светильника. Потом - настроил и забыл.

сообщение Internet
Вопрос в том, принципиальна ли эта разница, оправдывает ли она невозможность что-либо настроить без дополнительных устройств?

Вы занимаетесь подменой понятий и сами этого не замечаете - смотрите:

Мне ни компьютер ни планшет не нужен, чтобы яркость убавить или температуру узнать.

Температуру узнавать в правильно спроектированном светильнике не надо. Потому что у него адекватное пассивное охлаждение. Что касается убавления яркости, то мне для этого даже идти никуда не надо! Вы сравниваете телевизор Рекорд, у которого надо переключать каналы путем похода к нему и телевизор с пультом ДУ Еще вам можно было бы похвастаться что вы освоили дистанционное управление вашим светильником путем тыкания длинной палкой в кнопки

Подошёл, нажал, посмотрел.

Да-да, именно об этом и идет речь. Выкиньте ваш пульт от телевизора. Это же так просто - подошел, нажал, посмотрел

Вы ещё упомянули дистанционную настройку

Вы потому и сделали одну настройку, потому что вторую вам делать неудобно

Я основываюсь на собственном опыте работы с кнопочником

Рад что вам понравилось управлять кнопками. Когда вы попробуете управлять через тачскрин, вам понравится еще больше

Складываутся замусорение темы.читайте , все уже написано.

Изменено 8.12.13 автор неритина

Возможно, такой вопрос уже был, но тем не менее - по расчету:

40Лмлитр хорошо растет большинство требовательной растений (cuba стелется по дну, отлично растет бликса, людвигия бревипес, дидиплис, эустералис стеллата, лимнофила ароматика)

т.е., для 300 литров - 12000 Лм

а тут пишут:

К примеру у нас есть аквариум длинной 100см, шириной 50см и высотой 60см. Общий объем такого аквариума составит 300литров. Если растений в среднем будут располагаться на высоте 30см от верха, то световой поток будет примерно ослабляться в 10 раз. Возьмем среднюю необходимую интенсивность света 1000 люкс, получается на поверхности воды освещенность должно быть 10000 люкс. Площадь поверности нашего аквариума составляет 0.5 м^2, значит необходимый световой поток составляет 5000 люмен

разница приличная. На какие цифры ориентироваться?

сообщение Джонсоныч
разница приличная. На какие цифры ориентироваться?

Количество люменов нам мало о чем скажет. Нам нужны люксы. Причем с приличным запасом. Причина банальная - освещенность падает с квадратом расстояния от источника. То есть если у нас не совершенно равномерное распределение интенсивности света по площади, надо помнить что освещенность будет иметь большой градиент. Тогда или сажать растения с учетом этого, или терпеть пересвет в точках максимальной яркости, чтобы в точках средней могли расти светолюбивые растения.

Ввиду того, что заранее невозможно сказать как именно в вашем случае получится распределить свет по площади, как у вас устроена оптическая система, какие растения у вас будут расти и как вы их будете подкармливать, можно дать только самые общие советы. Для светолюбивых разогнанных травников, то есть для случаев максимальной освещенности, я бы не советовал использовать освещенность в среднем по поверхности менее 7000люкс и ни в коем случае не более 20000люкс. При этом надо постараться не превышать освещенность в точке более 25000люкс, потому что только очень немногие растения смогут расти при такой освещенности нормально, даже с наилучшей подкормкой.

Для обычных любительских травников я бы советовал вышеуказанные цифры делить на два. Если растения в аквариуме - не важная деталь, надо чтобы рыб было видно и это все что нужно, можно еще раз поделить на два, а то и три. Потому что даже 1500лк - это для глаза довольно светло Для примера - освещенность товаров на витринах большинства магазинов - не более 1000лк. Когда нам освещают какую-нить ювелирку, очень ярко, точечной галогенкой, она вся блестит и переливается, освещенность в точке - порядка 5000-10000лк.

сообщение DNK
в среднем по поверхности менее 7000люкс и ни в коем случае не более 20000люкс.

на квадратный метр?