|
Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 9) |
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 |
Посетитель
|
|
sergeycot ИМХО Большим количеством диодов вы тепловой режим не уменьшите/не улучшите т.к. мощность никуда не денете и если надо 16000люм то это соотвествует определённому количеству ватт мощности и соответственно для улучшения теплового режима надо выбрать элементы с максимальным соотношением люм/ватт и соотвественно xpg имеют данный показатель хуже чем xml... Иной вопрос соотношение $/люм - здесь возможно xpg и предпочтительнее при наличии достаточного количества установочных мест на радиаторе... Кроме этого внимательно посмотрите на даташиты и увидите что с увеличением тока интенсивность свечения не линейно растёт, а с некоторой деградацией - соответственно для оптимизации теплового режима опять же предпочтение самым новым - xml но при относительно небольших токах до 1,5А По поводу линз и глубины - у меня около 45см. - без линз, вроде нормально дно освещает... ИМХО автор темы очень корректно указал про высоту установки и дал рекомендации по применению. Изменено 24.5.12 автор AlexMak |
|
#1630086 |
|
Постоянный посетитель
|
|
sergeycotну смотря что вы хотите от света для травника)) К примеру лампы от ADA имеют огромный пик в зеленой области - трава выглядит насыщенно зеленой, думаю что для травника ХМЛ замечательно подходят)))тем более разница в количестве зеленого у ХМЛ и ХПГ не такая уж существенная. |
|
#1630116 |
Посетитель
69
11 года |
|
SanyaGrek Про это тоже здесь где-то писалось - добавьте зелененьких СД и наслаждайтесь насыщенностью П.С. по-моему это где-то даже автор озвучивал |
|
#1630255 |
Посетитель
|
|
Тем кто думает об светодиодном освещении следует обратить внимание на XT-E. |
|
#1630265 |
Посетитель
|
|
yury88 Из даташитов у XT-E максимальный ток 1,5А и выдает он на нем 420Лм. Долго, наверное, не проживет при таком токе. А у XM-L 742Лм при 2А, причем это рабочий ток. Где ж тут XT-E лучше? Только тем, что температура 85? Так и не надо его заставлять работать при такой температуре |
|
#1630288 |
|
|
|
yury88 Три ньюанса: - у XP-G лучше CRI при той же эффективности - у XP-G заметно больше зеленого - доступность XT-E условная (на каттере например все распродали, и следущая партия ожидается в начале месяца) А высокая рабочая температура это конечно хорошо. |
|
#1630300 |
|
|
accki А стоимость люмена вы забыли сравнить для XM-L и XT-E ? :-) И не забывайте важный момент: XT-E биннируются на температуре 85С (100%), а это значит что выход света на кристалле при температуре ниже таковой выше 100% (смотрите графики Relative luminouse flux vs. temperature). То есть в реальных условиях у XT-E выход люменов поболее будет. |
|
#1630302 |
Посетитель
|
|
damien Lakovsky XM-L примерно в два раза дороже, и чуть-чуть не дотягивает до двойного потока от XT-E... Примерный паритет у всех трех СД по количеству лмдоллар. Или я не в те даташиты смотрю? |
|
#1630315 |
|
|
|
accki Так никто и не говорит двойном преимуществе. Все примерно равны по количеству люменов получаемых с потраченного доллара. Однако при прочих равностях я бы отдал преимущество XP-G цены на R4-R5 (139-148ЛмВт) бины которых идут по 3.5 - 4.5$ за сд на звезде. |
|
#1630335 |
Посетитель
|
|
Как раз скорее XM-L помрет при 2А, чем XT-E при 1.5А. Хотя это моё личное ИМХО. Первый мой светильник на этих диодах будет готов только в июне. Показать скрытый текст Сравнение буду проводить для 25 градусов при токах, близких к максимальным при которых светодиоды не будут сильно перегреваться. XT-E: 139лм при 85 градусах Дабы сравнение с другими диодами было справедливым, то к базовому излучению прибавляю 17%(см график зависимости от температуры) итого 162.6лм при 25 градусах При токе 1.2А излучение 266% = 433Лм Итого 152лм/$ XM-L: 280лм при 25градусах При токе 2А излучение 265% = 742лм Итого 91лм/$ XP-G: 139лм при 25градусах При токе 1А излучение 250% = 347Лм Итого 55лм/$ Надеюсь я нигде не обсчитался и это поможет кому-нибудь сделать правильный выбор. P.S В расчетах цифры округлял Изменено 25.5.12 автор yury88 |
|
#1630391 |
|
|
yury88 Весь мир кроме каттера продает XP-G R5 по цене |
|
#1630569 |
|
Посетитель
|
|
damien Lakovsky Замечание принимается: XT-E -152лм/$ XM-L: - 91лм/$ XP-G: 82лм/$ ($4.19 шт по ledgroupbuy) И все равно вывод однозначный. Особенно учитывая что когда XT-E только выйдет на рабочий режим остальные будут тихо помирать |
|
#1630591 |
Посетитель
|
|
yury88 Меня эти Ваши утверждения о смерти XM-L на 2А пугают У них же это рабочий ток. И в отличие от XT-E (Thermal resistance: 5 °C/W) у XM-L ровно в два раза меньше - Low thermal resistance: 2.5°C/W. Значит он лучше отдает тепло радиатору? Или как этот параметр влияет на температуру кристалла? |
|
#1630653 |
Посетитель
|
|
На ebay XM-L T6 от 6.12$ |
|
#1630670 |
|
Посетитель
|
|
сообщение accki
Ну можно сделать чисто примерный расчет что бы посмотреть как это будет примерно в жизни: Если взять 1.5А для XT-E: Падение 3.35В Интенсивность излучения 300% = 488люм. Понятия не имею как перевести люмены в ватты, но можно грубо принять 200 люмен/ватт как 100% КПД 1.5*3.35= 5W 488/200=2.44W света Значит в тепло уйдет 2.56W °C/W=5 градусов. Значит при температуре теплоотвода 30градусов на кристалле будет 30+5*2.44= 42.2 °C рабочая температура Для 2А XM-L Падение 3.18В *2А=6.36W Интенсивность излучения 742люмена = 3.71W света В тепло уйдет 2.65W °C/W= 2.5 градусов. Значит при температуре теплоотвода 30градусов на кристалле будет 30+2.5*2.44= 36.1 °C рабочая температура И как итог: Для XT-E при 1.5А температура 42.2 °C даже на половину не догоняет рабочей температуру Для XM-L при токе 2А температура 36.1 °C , что превышает штатную на 44% И кто помрет первым?=))) сообщение скептик на ebay могут выдать какой-нибудь шлак за Т6 и ты никак не докажешь... Изменено 26.5.12 автор yury88 Изменено 26.5.12 автор yury88 |
|
#1630675 Нравится Kromsator
|
|
|
yury88 А что такое штатная температура для XM-L ... 25C что ли? Это отнюдь не так. У всех этих СД рабочая температура до 135 .. 150С. Просто XT-E отбиннированы на 85С, в отличии от всех остальных. И это эквивалентно тому, что при 25С у них эффективность будет чуть больше (процентов на 15-17). Это правильное измерение, потому как среднестатичестический светодиод Cree никогда не будет иметь рабочую температуру 25С (она всегда будет выше). Чем действительно хороши XT-E, так диаграммой в секции TERMAL DESIGN :-) - его рабочий температурный диапазон действительно крут, и это прямым образом влияет на требования к радиатору, тактико-технические параметры без ущерба режиму работы можно уменьшить. |
|
#1630692 |
Посетитель
|
|
damien Lakovsky Да, наверное я неправильно написал. 25 градусов это конечно не рабочая температура. Нынче диоды(и вообще полупроводники) держат всё более высокие температуры. Но производитель приводит тех. данные именно для 25 градусов. Соответственно всё что выше будет приводить к ускоренному старению и т.д. Вообще осталось подождать когда Cree выпустит XT-E Green/ Red 660nm/ Blue и можно переходить вообще на пассивное охлаждение, без ухудшения светового потока ниже штатного... Изменено 26.5.12 автор yury88 |
|
#1630694 |
|
Посетитель
|
|
damien Lakovsky Подскажите, как эти графики правильно понимать? И еще подзабыл, какая температура радиатора с уже привинченнымиприклеенными звездами для всех трех рассматриваемых типов СД считается безопасной? |
|
#1630698 |
|
|
Господа, на графике "Relative luminous vs temperature", где у XT-E 100% на 85С, а XM-L/XP-E/XP-G 100% на 25С зону выше описанных температур нельзя понимать как однозначно деградирующую. |
|
#1630713 Нравится Kromsator
|
Посетитель
|
|
damien Lakovsky Еще бы знать "Rзвезда + Rтермопасты + Rрадиатора" Если Ambient Temperature - это температура окружающей среды, то в случае XM-L - при 30 градусах окружающего воздуха, и при Rj-a = 15°C/W (типа самый тяжелый случай на графике) можно запитать СД на 2А, т.к. вписываемся в площадь под графиком? P.S. А сколько может составлять "Rзвезда + Rтермопасты + Rрадиатора" этот параметр? Звезда вроде стандартная, у термопаст известная, радиатор алюминиевый. На какой цвет в этом графике ориентироваться? P.S. Если я все правильно понимаю из Ваших обьяснений, то XT-E реально крут в плане температур. Другой вопрос - при обдуве радиатора, будет ли различие в долговечности этих СД? Изменено 26.5.12 автор accki |
|
#1630746 |
|
Посетитель
|
|
R термопасты будет трудно рассчитать и уж тем более R радиатора. |
|
#1630877 |
|
|
yury88 :-) теплопроводность - главнейшая характеристика радиатора, обычна указываемая в его технических параметрах. Аналогично и для термопасты. |
|
#1630899 |
Посетитель
|
|
Для термопасты пишут какой-то непонятный параметр который ещё нужно как то соотнести с площадью контакта и толщиной слоя пасты. |
|
#1630907 |
|
Постоянный посетитель
|
|
Я вот тут подошел к сбору своего светильника...В общем вопрос возник, как максимально защитить свои СД на случай поломки драйвера. Просто у драйвера основа - полевик(встроенный в МС или отдельный - не имеет значения) и катушка индуктивности которая сглаживает ток, так вот если полевик погорит то может произойти такая фишка что на цепочку диодов придется напряжение соответствующее напряжению питания драйвера, которое в большинстве случаев больше на 20-50%(в зависимости от коэф-та заполнения доступном для конкретной микросхемы используемой в драйвере), чем падение напряжения номинальное на данной цепочке, что очень нехорошо... |
|
#1633527 |
Посетитель
|
|
ИМХО вы перестраховываетесь. |
|
#1633528 |