|
Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 8) |
Последнее время слышу много вопросов - как сделать правильно, какие светодиоды выбрать, как произвести расчет необходимого количества? 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 |
|
#1617730 |
|
|
1) Увеличение сечения провода ведет к уменьшению активного сопротивления, следовательно на конкретном участке проводника падение напряжения уменьшается, дельта импульсных сигналов непосредственно между разными точками проводника меньше. Мощность выделяемая в проводнике в тепло и помехи меньше. |
|
#1625618 |
|
Модератор , Советник
|
|
сообщение damien Lakovsky Только вот излучение от активного сопротивления проводника никак не зависит. Тепло зависит, конечно, но у нас такие маленькие токи, что провод может быть довольно тонким. Скажем, если взять провод сечением 0.5кв.мм, то при длине провода от драйвера до диода 3м (всего будет 6 метров в последовательной цепочке) сопротивление будет 0.21Ом, падение напряжения будет 0.32В, а выделяемая мощность 0.46 вт. |
|
#1625707 |
|
|
Константин Кучеренко А индуктивности и емкости проводник не имеет :-) ? |
|
#1625726 |
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение damien Lakovsky Да имеет, так же как и сопротивление ! Но сечение провода на его индуктивность влияет мало (индуктивность больше будет зависеть от его "пространственного расположения" нежели от сечения). Проводник, от импульсного токового драйвера до СД, можно рассматривать или как еще один дроссель (если угодно LC контур), или просто как сопротивление (R) включенное последовательно с дросселем драйвера, давайте ситуацию рассмотрим с этой стороны. И так, что такое "правильный" дроссель, это дроссель с активным (омическим) сопротивлением стремящемся к нолю, туда же (к нолю) стремящейся емкости, при этом обладающий заданной индуктивностью, минимальными потерями в сердечнике (зависит от материала и конструкции сердечника) и минимумом потерь на излучение (например "замкнутым" магнитопроводом). Т.е. кроме индуктивности "правильный" дроссель должен обладать еще одним параметром, высокой добротностью. Допустим дроссель в драйвере соответствует всем этим параметрам. Теперь рассмотрим проводник от драйвера до СД. Чем меньше будет его сечение (диаметр проводника), тем больше его сопротивление (R), тем ниже добротность его (проводника) как индуктивности. "Пространственное расположение" проводника от его сечения не зависит, "сердечник" и его "конструкция" (в данном случае воздух) так же от диаметра (сечения провода) не зависят, зависит только омическое (активное) сопротивление нашего проводника-дросселя. Тогда потери на его "нагрев", это как раз то, что не ушло "в эфир", ибо ушло в тепло. damien Lakovsky, а теперь вопрос, каким образом уменьшение сечения проводника будет влиять на увеличение уровня помех излучаемых им в окружающее пространство, если оно (сечение) обладая бОльшим сопротивленим лишь уменьшит импульсный ток и скорость его нарастания? Я не спрашиваю про общий КПД, при слишком "тонких" проводниках он (КПД) будет конечно ниже, вопрос о связи сечения проводника с создаваемыми помехами. Почему они (помехи) по Вашему разумению станут больше? С уважением А.А. |
|
#1625811 |
|
|
Погонная индуктивность тонкого проводника больше таковой у толстого. Энергия магнитного поля проводника пропорциональна его индуктивности (при постоянном токе - понимать как то, что ток драйвера один и тот же (импульсный) в случае тонкого и толстого проводника) - все очевидно. |
|
#1625884 |
|
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение damien Lakovsky Конечно полезли уже в "дебри", которые имеют мало отношения к нашей задаче, как и влияние сечения реального проводника, на уровень создаваемых им помех, которые ("дебри") к тому-же мало кому интересны на этом форуме. Но если Вам угодно. Никто не собирается использовать проводник сечением заведомо меньше рекомендованного для данного тока. Речь идет о целесообразности (необоснованно) увеличивать его сечение выше необходимого для данного тока ради (мифической) борьбы с помехами. В нашем случае сечение рассчитывается только исходя из максимального импульсного тока. ...Энергия магнитного поля проводника пропорциональна его индуктивности (при постоянном токе) - все очевидно. Для меня "очевидно" что речь идет не о постоянном токе, коль речь зашла об импульсных помехах! Дельта активного сопротивления более тонкого проводника, в сравнении с толстым, не является серьезным аргументом, позволяющим значительно изменить ток стабилизации драйвера (если он работает в режиме), а значит ток остается тем же... Да, средний (усредненный) ток зависеть от сечения проводника (в разумных пределах) не будет (да и не он определяет уровень помех), а вот импульсный ток будет, как и скорость его нарастания (а вот они на уровень помех как-раз и влияют). Но повторюсь, увеличивать сечение провода выше расчетного по току никакого смысла нет. Вот витая пара, уменьшение длины проводников, использование "правильных" драйверов, "правильный" монтаж, .... , иные конструктивные решения, да, будут влиять, и порой прилично. Вот об этом и стоит говорить, о реальных (не мифических) способах уменьшения помех. ИМХО С уважением А.А. |
|
#1626187 |
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение DimkaSP Бояться не обязательно, но некоторые элементарные правила "безопасности" знать не помешает! Ты надеюсь дорогу не всегда под красный свет переходишь? Так и здесь, лучше немного "перестраховаться" (за те же деньги), чем потом жалеть. сообщение Константин Кучеренко Не со всем согласен. О каких диодах речь? В драйверах, диодов включенных последовательно с выходом на СД, как-то не встречал, а диодные мосты в DC драйверах могут и отсутствовать. Про драйверы AC 220в и говорить нечего, там все еще сложнее. Есть еще и драйверы залитые компаундом, а даташитов нет. Да и диоды производитель выбирает из определенного ряда, при чем на только по току, учитывается и скорость переключения, падение напряжения (в моем примере диоды Шотки), так что такой подход может привести к очень большой ошибке и вообще далеко не всегда приемлем. ИМХО Куда проще выбирать провод по току потребляемому СД, лучше с запасом 50% на импульсную составляющую, если хотим иметь максимальный КПД (но естественно не исходя из его "индуктивности" от сечения). 3)Сколько разбирал всякие ЭПРА, блоки питания, драйверы - всегда для трансформаторов и катушек индуктивности используются броневые сердечники. Это типичное решение для импульсного питания. И тут не со всем. Кстати, под "броневыми" обычно понимают такие сердечники . В китайских же поделках обычно используются самые дешевые комплектующие. Дроссели часто только нарисованы на платах, а вместо них перемычки. А если и установлены, то как правило самые дешевые. В примере damien Lakovsky на первой фото (как и в моем драйвере выше) дроссель не самый "правильный", а на второй фото куда "правильнее". Тут я с damien Lakovsky полностью согласен, "правильный" дроссель во многом определяет "правильный" драйвер, и как следствие создаваемые им помехи. С уважением А.А. |
|
#1626345 |
Завсегдатай
|
|
#1626536 Нравится AlexAlex
|
|
Свой на Aqa.ru
|
О дросселе бедном замолвите слово (страница 8) |
сообщение Kiraso Ну да, только думаю все же надо разделить (мухи зуззат, котлеты горят) "писк" и помехи создаваемые этими дросселями "в эфир". Помех, тот "правильный" дроссель что на второй фото ТС, создавать будет меньше. Думаю тут и к гадалке ходить не надо. Только по этому одному он уже "правильнее". Следующий "неприятный" момент, это "писк" (при чем только при диммировании). По моему разумению основных причин "писка" две. Одна, это колебания незакрепленных (не зафиксированных) витков дросселя, вторая, такое побочное явление сердечников как магнитострикция . С первой причиной вполне успешно справляются различные проклейки-заливки-компаунды (т.е. практически устраняют саму причину этого "писка"), тогда опять же получается что такой дроссель "правильнее", т.к. хотя-бы одна причина сведена к минимуму (уже два повода считать такой дроссель более "правильным"). Со второй причиной намного сложнее. Никакие компаунды устранить саму причину (магнитострикцию) не могут, в лучшем случае могут немного ослабить или "замаскировать". Т.е. как мне видится, "правильный" драйвер должен быть с "правильным" дросселем (например как на фото выше), а весь драйвер должен быть залит "мягким" компаундом (некоторое демпфирование-звукоизоляция). Т.е. раз не можем устранить саму причину, то надо устранять ее последствия (звукоизолировать), и тут не только "мягкий" компаунд, а целый комплекс мер (рассматривать не буду). Второй способ, это увод ШИМ со звукового диапазона, а в "идеале" и то и то, (а то у некоторых кошки от ультразвука "энурезом" страдать начинают, у некоторых у самих бессоница, .... , а третьих мерцание с частотой 200Гц раздражает). Решения есть, вопрос на сколько этот "писк" актуален на практике? При каких токах? Может "не так страшен чёрт как его Малюта" ? вот "узи" внутренностей: За "УЗИ" (и инфу) спасибо, прикольно! С уважением А.А. |
|
#1626886 |
Завсегдатай
|
|
#1626977 |
|
|
|
Но даже он не свистит (за исключением производства большего количества помех). |
|
#1626989 |
Свой на Aqa.ru
|
|
сообщение damien Lakovsky Эти драйверы на какой ИС (если не секрет конечно)? То что у Вас в контроллере, я видел , себе такой драйвер заказал, 6 каналов 30В/0.35-0.7-1А за 22$. И дроссели вроде "правильные", и цена вполне демократичная. Правда надо дождаться когда придет, тогда точно узнаем какие туда воткнули. ИМХО С уважением А.А. Изменено 18.5.12 автор AlexAlex |
|
#1626991 |
|
|
Мои драйвера на HV9910 ... схема немного отличается от приведенной выше. |
|
#1627011 Нравится AlexAlex
|
|
Свой на Aqa.ru
|
|
#1627075 |
Посетитель
69
11 года |
|
Александр а не подскажите где такой интересный контроллер нашли, и диммируемый ли он? |
|
#1627087 |
|
|
AlexAlex Никаких радикальных изменений нет - резистор Rt заведен не на землю, а на затвор (HV9910 работает в режиме constant off time - для нее это более стабильный режим), и на входе LD стоит резисторный делитель с потенциометром, которым можно ограничивать максимальный стабилизируемый ток. Тут важно компактно и правильно развести печатку, и еще более важно подобрать нормальное трио - полевик/индуктор/ултрафастрековеридиод. Наковырявшись с различными типами драйверов, я пришел к выводу, что микросхемы светодиодных драйверов типа - "все в одном" (и упарвляющая логика и ключ) не позволяют получить достаточно качественный продукт, имеют чуть большие пульсации на выходе и совсем не переносят перегрузок (ибо в таком маленьном корпусе нереально вместить нормальный теплоотвод для полевика и как в следствии умирают очень быстро, если что-то пойдет не так). Изменено 18.5.12 автор damien Lakovsky |
|
#1627091 |
|
Посетитель
69
11 года |
|
damien Lakovsky Абсолютно согласен в некоторых вещах такие подходы губительны, модульность конструкции позволяет легко ее управлять и оберегать от нештатных режимов. |
|
#1627102 |
Посетитель
69
11 года |
|
LampCos вопрос снят - нашел |
|
#1627111 |
Посетитель
|
|
На рапидледе цены на XM-L упали, и U2 появились Никто заказывать не собирается оттуда? Могли бы объединить заказы, доставка пополам |
|
#1629726 |
|
Малёк
17
Уссурийск 1 года |
|
Букв много, но понятно мало. |
|
#1629832 |
Посетитель
|
|
sergeycot А что это за светодиоды такие? XM-G? |
|
#1629857 |
Малёк
17
Уссурийск 1 года |
|
monocir Упс, очепятался, имеются в виду Cree XPG . |
|
#1629860 |
|
Посетитель
|
|
сообщение sergeycot ну почему же сразу "обругали". Посмотрите на их спектральные кривые: те же пики, те же горбики, разница в деталях. Да, у XM-L немного более, чем у XP-G, спектр представлен в зеленой области, синий пик смещен от 450 nm, вот на это и указали. Но это не делает их не подходящими для травника. Изменено 24.5.12 автор monocir |
|
#1629888 |
Посетитель
|
|
sergeycot, откуда такие цифры? |
|
#1629999 |