Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 28)

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

kiskas1970

Из чего вы сделали боковые крышки, закрывающие торцы профиля?

У меня получается на мой аквариум нужно 72 светодиода 3W, я вот думаю как их выгодней запитать? Купить на том же али 8 драйверов и подключить к ним по 9 светодиодов и через ардуину на реле подсоединить контакты от драйверов, чтобы сделать имитацию рассвета, например в 8 утра включается 1 дайвер с 9 светодиодами, через час включается еще 2 драйвера с 18 светодиодами и так далее.

Или можно как то сделать это более правильно? Что посоветуете?

Задумался еще над тем, что, так как драйвера не диммируемые, то на только запущенный аквариум света 60лм/л будет очень много и будет 100% вспышка водорослей, поэтому первое время придется включать только 4 драйвера из 8, а потом постепенно увеличивать освещение, подключая драйвера с оставшимися светодиодами.

Изменено 28.5.15 автор Psalmir

Все зависит от ваших желаний, на ебее например есть драйверы на 18 и на 30 диодов, я не загоняюсь по закатам и рассветам, для меня достаточно ступенчатого освещения т.е. одна часть горит 8-10 часов, другая включается на 4-6 часов удваивая мощьность освещения

Насчет запуска почитайте здесь про ступенчатое освещение
http://www.amania-11...


Изменено 28.5.15 автор kiskas1970

kiskas1970

Вы уже пробовали ставить себе в светильник эти светодиоды ?

Интересно как выглядит аквариум под освещением этих светодиодов + 6500к и 10000к

На какой термоклей вы клеили светодиоды?

Изменено 28.5.15 автор Psalmir

Psalmir

Я пробовал использовать такие диоды, только цветные. В результате выбросил почти все. Бины разные, вольт амперные характеристики разные. Термическое сопротивление отвратительное. Эффективность низкая, деградируют быстро.

KoRvin

эти диоды я пока не ставил но сильно заметно их наверное не будет так как я поставлю их вместо красных диоддов а их на 50 диодов может ставится штук 6

Не пойму, почему одни продавцы на али указывают на светодиоде Epistar 3w при токе 700мА 240-300lm, а другие на точно таких же указывают 180-210lm. Кому верить то?

Никому не верьте, Вы в пустую потратите время и деньги, забудьте об этих диодах...
Выбирайте из CREE, Philips, Semileds, и будет вам щастье...

pavlo
Вы в пустую потратите время и деньги, забудьте об этих диодах...

есть личный печальный опыт?

сообщение Psalmir
Не пойму, почему одни продавцы на али указывают на светодиоде Epistar 3w при токе 700мА 240-300lm, а другие на точно таких же указывают 180-210lm. Кому верить то?

потому что у них разный размер кристалла, есть и двухкристальные.

сообщение Psalmir
Не пойму, почему одни продавцы на али указывают на светодиоде Epistar

Epistar не делает светодиоды, а только кристаллы для их производства. Какие именно кристаллы стоят в диодах, которые продаются на Али, продавец не имеет представления. Попробуйте у него запросить техническую документацию на эти светодиоды

В общем, эти светодиоды - просто мусор. Рассчитаны исключительно на продажу в розницу тем, кто не в теме.

Если вы меня спросите - будут ли они давать свет, то - да, будут. Лучина тоже свет дает.

Очень часто любители что морского что пресноводного аквариума критерием хорошего света считают рост травы или кораллов. Я люблю в таких случаях приводить пример как Золотницкий выращивал увирандру, освещая её керосиновой лампой. Это быль. Что, керосинка дает лучший свет в мире? Сегодня такой вопрос кажется кощунственным, не так ли?
Что кораллы, что трава очень сильно хотят жить и расти будут почти под любым светом более-менее приличной интенсивности. В этом нет ни малейших проблем. Оценивать свет по критерию прироста ботвы, извините за прямоту - просто благоглупость. Наша задача сделать не просто свет, а свет того спектра, под которым по мнению хозяина аквариума, он выглядит наилучшим образом. А для этого мы должны знать какие светодиоды мы ставим в наш светильник. Ввиду того что понятие биннирования для дешевых диодов отсутствует вообще, построить на них светильник, который позволит установить необходимые спектры, невозможно.

DNK

Тогда уж лучше светить натриевой газоразрядной лампой. Свет правда у неё жёлто оранжевый но растения под ней ещё лучше будут расти. И эффективность её приближена к хорошим светодиодам. Не зря такие лампы применяют в теплицах, при выращивании гидропоники.

сообщение KoRvin
И эффективность её приближена к хорошим светодиодам.

Я тебе по секрету скажу - есть натриевые лампы низкого давления, у них светоотдача больше чем у светодиодов Силос под такими из земли лезет - ажник трещит!

DNK

Можно критииковать, то что другие пытаются сделать, а можно просто делать и вносить поправки исходя из личного опыта, трава растет не только от света, но все-же и от его колличества и спектра, из своего личного опыта скажу, что я своим светильником доволен, три таких-же диода освещают небольшой отсадник на 15 литров с креветками для развода, там естественно почвопокровки нет а тока мох, которому особо много света не надо.
Что касается вопроса по разнице в колличестве люмов, так это зависит от используемого кристалла, я не буду принижать ГРИИ но китайцы не всегда делают все плохо, пока у меня не один диод не перегорел.
А что касается высказывания по поводу, что трава растет всегда, не соглашусь с вами, тот-же Eriocaulon при нехватке света или УДО может просто растворится, при спектре света совсем хреновом трава может вполне зарасти водрослями и ничего ее не спасет, у меня славо богу все хорошо, кроме опрометчиво занесенной в аквариум ричии

сообщение kiskas1970
Можно критииковать, то что другие пытаются сделать, а можно просто делать и вносить поправки исходя из личного опыта

Кхм. Как бы помягче. Упрекать меня в том что наша компания не делает и не вносит поправок исходя из опыта? Пожалуйста почитайте эту тему Пятиканальные светодиодные сборки для пресноводного аквариума и посмотрите какие и почему были внесены изменения в состав сборок для пресноводного аквариума.

тот-же Eriocaulon при нехватке света

Я где-то писал что света надо мало? Его надо много для многих растений Но оценивать успешность света по тому что под ним растет трава? Мелко, не находите? Это все равно что сказать про студента математика - он так здорово решает квадратные уравнения!

Пора отвыкать мерить качество света тем что под ним что-то растет и пузыряет. Свет должен быть ужасным, чтобы этого не было. А вот возможность установки необходимого спектра - это уже другой уровень. Мне нередко кажется что мои собеседники просто не представляют что я имею в виду. Скорее всего это так, потому что многие, кто сделал светильник на наших компонентах, удивлялись тому что они даже не думали что может быть именно так

DNK

Я неспециалист в области электроники, света или светодиодов, не буду критиковать то в чем я не являюсь специалистом, поэтому ориентируюсь на растения, они могут расти по всякому, могут выглядить по разному, и чисто с практической стороны я немного разбираюсь в освещении для растений например вот 60 л., хотя и не на светодиодах, опрометчиво думать что твое мнение последняя инстанция)))
С вет в травниках делают в первую очередь для растений а уж потом для обитателей, таково мое мнение, и если я не смыслю много в спектрах, люмах, кривых графиках и диаграммах освещения, то мне остается ориентироваться на отклик растений


Хочу так же добавить, что именно для травника качество света и оценивается по тому, что и как под ним растет и как пузыряет, так как это основное назначение света для данного типа аквариума, жителям аквариума практически безразличен свет

Изменено 28.5.15 автор kiskas1970

сообщение kiskas1970
чисто с практической стороны я немного разбираюсь в освещении для растений

А я разбираюсь в освещении растений много. У меня были просто все растения, которые были доступны в России с 1998 по 2005 год.

опрометчиво думать что твое мнение последняя инстанция)))

Все же вы сами с собой разговариваете... я только что писал что несмотря на то что в свете для растений я разбираюсь превосходно, состав диодов на сборках был немного скорректирован именно благодаря мнению форумчан.

С вет в травниках делают в первую очередь для растений

Свет в травниках сделать такой чтобы трава росла - это элементарно и ничего здесь выдающегося нет совершенно. А сделать так, чтобы спектр света был такой, под которым аквариум выглядит наилучшим образом именно для вашего восприятия - задача куда как более сложная и интересная. Скажите пожалуйста, вы понимаете что ваш аквариум под светом разного спектра будет выглядеть иначе? Разумеется, я не имею в виду что он будет синего или красного цвета. Даже небольшое добавление, к примеру, бирюзового, дает многим зеленым растениям поистине фосфорический зеленый оттенок!

DNK

ну раз для вас все так просто, то значит вы на много опытней меня, и мне с вами спорить не имеет смысла, для многих людей очень сложно бывает выделить средства из своего или семейного бюджета деньги на покупку чего-то для своего хоби, ктото-сам делает оборудование для того-же аквариума по причине, что ему это интересно, кто-то берется за это в первый раз и делает, что получится, у меня например нет возможности потратить несколько тысяч на закупку брендовых диодов, когда я пока даже не знаю точно, что у меня выйдет, с другой стороны я пока доволен своим светильником как функционально так и внешним видом, может брендовые диоды и круче, но я доволен тем, что у меня есть, как пример аква которая сверху там стоят осрамовские лампы правда спектра 6500к и 8000, но тоже не спецлампы, вы бы хоть фото показали ваших светильников в окончательной сборке и травы которая под ними растет, а то все красивые слова с высокой колокольни)))))

kiskas1970

Светильники ReefLedLab, правда они для моря http://reefll.com/in... http://reefll.com/in...

Изменено 28.5.15 автор B_wolf

kiskas1970

Господа, ну что вы как дети, давайте достоинством мериться. А я, а у меня, и ведь каждый останется при своем мнении. Давайте делиться опытом аргументированно, я вот LED светильник из бытовых комплектующих и лампочек ваял, он заведомо хуже любого собранного даже на дешевых диодах, но есть пара аргументов, стоимость и результат. А именно: девайс работает, простая растючка процветает, начинающему аквариумисту в самый раз. А кто там круче меня не особо волнует коллеги, время нас всех рассудит и по местам расстави, ну или разложит.
С уважением

B_wolf

Светильники Ок и сделаны грамотно, только стоимость 220-520$ несколько смущает. Возникает вопрос: А цель оправдывает средства?:-)

Иван73

А это смотря какая цель.

сообщение B_wolf

Иван73

А это смотря какая цель.

Понты дороже денег, может машину тогда получше купить?:-)

Иван73

Вы с какой целью делаете (или сделали уже) светильник на СД?

B_wolf

Мода же, вот все и делают.

сообщение B_wolf

Иван73

Вы с какой целью делаете (или сделали уже) светильник на СД?

Целей несколько, было на самом деле.
1 Чтоб росло
2 Чтоб мало ело и читай мало грелось
3 Вписалось в интерьер и общую концепцию жилья (все лампы в помещении LED, мало потребляют не греются и долговечны)
4 Лампы все унифицированные, один тип везде, как старые лампы Володи Ульянова раньше.
Как то так, а насчет "модно", так кое где сейчас модно быть п......, пардон трансвеститом. Я вот за модой в последнюю очередь гнался, делал из сугубо практических соображений. С уважением