Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 22)

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

сообщение lexx8691
Вот мне то же не понравилась такая мощность на этом пятаке, но многие из продавцов пишут что установят кристаллы по запросу какие нужно.

Вопрос не только в большой мощности, которую установили на малую площадь, а в тепловом сопротивлении МСРСВ. Если бы это был SinkPAD, то такая плотность имела бы право на жизнь, иначе - нет. Не поможет здесь установка никаких светодиодов. Разве что запитать их на 100-200мА но вполне понятно что это - не выход.

lexx8691
Или просто должен заткнуться?

Поздно пришёл предупреждать, смотрю Вы уже отхватили.. Но впредь советую именно так и делать, и всем остальным кто попадёт в поле зрения этого кадра.
Админу жаловаться бесполезно, пошлёт с нелепой аргументацией.

Internet получил предупреждение

Internet получил предупреждение

andrk
Кстати, если интересно, могу отчёт сваять что там и как.

Интересно, фотоотчёт был бы ещё интереснее, если не сложно Ткну на кнопку спасибки)))

Вопрос один у меня БПУ (блок питания универсальный) и дравер ваш это просто по новому или разные вещи или я чегото никак недоеду на лыжах заусенцы)))

АндрюхА79

драйвером начали называть источники стабилизированного тока. Не знаю что имеется в виду под вашим БПУ, если это лабораторный источник в котором можно задать стабилизацию по току, то он подойдет. Во всех других случаях нужно хотя бы ссылку на то, что есть у вас.

сообщение DNK

А вот такая допустим ситуация: свет запрограммирован в контроллере, все замечательно - разные спектры, рассветы-закаты и т.д.
Но вот ночью потребовалось _срочно_ включить свет. Плещется там кто-нть, например)
Хватать в руки планшет, оживлять его, тыкать пальцем в web-морду? Долго и нудно.
Почему бы не предусмотреть на контроллере вход, например 0-5V, и активировать ручное управление при появлении на нем сигнала? Тогда можно поставить где-нть сбоку незаметный переменный резистор с фиксацией нуля, и им рулить в экстренных случаях. Спектр не важен, какой-нть по-умолчанию.
Или например добавить несколько перемычек на плате контроллера: 10%, 25%, 50%, 75% яркости. При замыкании любой пары принудительно включаем требуемую яркость. Дальше уже народ разберется, поставят доп. кнопки кому это интересно.


Изменено 12.11.14 автор indy

Изменено 30.11.14 автор Moderator

сообщение indy
Или например добавить несколько перемычек на плате контроллера: 10%, 25%, 50%, 75% яркости. При замыкании любой пары принудительно включаем требуемую яркость. Дальше уже народ разберется, поставят доп. кнопки кому это интересно.

Тогда можно сделать совсем просто - поставить кнопку отключения питания с контроллера, тут же все светодиоды засветятся на 100% мощности.

Кстати, на больше чем тысячу контроллеров еще ни разу не было такого пожелания

Ну как не стыдно втюхивать в наглую чудо сборки)))че в них чудного???то что они готовы и на плате ????
Я прям в ах****е как не спроси так чудо сборку пытаются втюхать, а че в ней хорошего только то что она на плате так таких в инета можно найти кучу))))

roman555

Ссылки на кучу можно?

roman555

Хм... Да даже если просто пересчитать стоимость предлагаемых Дмитрием сборок на количество требуемых светодиодов плюс оптика (а без оптики доступен только вариант светильника-крышки, то есть с минимальной возможной высотой подвеса), то получится в лучшем случае столько же, а с учетом стоимости пересылок из разных магазинов (а чтобы купить все в одном я пока таких вариантов не находил), то и дороже может получиться. Я когда просчитывал варианты на свой новый аквариум в этом убедился. Если только вариант холодные белые разбавленные теплыми... В принципе тоже ничего, пока не посмотришь своими глазами нормальный свет (полноспектральный). Тогда сразу замечаешь, что как минимум красненького не хватает...

Чисто для интереса возьмите какой-нить стандартные проект аквариума, например 100x50x50 и прикиньте...

Меня в сборках DNK одно смущало - чтобы обеспечить равномерную засветку по объему в варианте "светильник-крышка" пришлось брать их с некоторой избыточностью. И все равно это получилось не намного дороже, чем если бы я собирал светодиоды, драйвера, контроллер по разным магазинам.

Kromsator

А если убрать контроллер и умерить эстэтические запросы, получится раза в три дешевле.
И сколько угодно магазинов где можно купить комплектуху в одном месте.

сообщение lexx8691А если убрать контроллер и умерить эстэтические запросы, получится раза в три дешевле.

Вы не представляете, насколько будет дешевле, если умерить их еще немного и повесить светодиодные прожекторы со строительного рынка! Между прочим, некоторых вполне устраивает и такой вариант.

И сколько угодно магазинов где можно купить комплектуху в одном месте.

Был бы признателен, если бы показали то, что вы полагаете может сравниться с нашими предложениями. А я постараюсь спокойно и взвешенно дать оценку каждому магазину. Полагаю, что это было бы интересно всем.

сообщение DNK
...А я постараюсь спокойно и взвешенно дать оценку каждому магазину. Полагаю, что это было бы интересно всем.

Вы являетесь заинтересованным лицом, поэтому ваша оценка не может быть объективной ))) пусть даже под ваше честное слово. Вам бы в этом любой суд отказал (чистая лирика и ничего более). Но, действительно, хотелось бы послушать отзывы и обзоры предложенных мест

Резидент
Вам бы в этом любой суд отказал

ну если обсуждать и с этой стороны то тогда тем более автор прежде чем обвинять пусть предоставит доказательства совей правоты , а конкретно ссылки на магазины с характеристиками и ценами тех диодов что у дмитрия , а мы все оценим - правда или клевета
потому как не DNK должен доказывать что он не втюхивет , а тот кто обвиняет должен аргемениторанно с ФАКТАМИ доказать обратное - иначе это банально клевета

Изменено 30.11.14 автор Юрий1978

DNK
если умерить их еще немного и повесить светодиодные прожекторы со строительного рынка! Между прочим, некоторых вполне устраивает и такой вариант.

я не могу себе позволить хороший светодиодный свет , Но испытывал и эти прожектора и по итогу они отправились в гараж на дачу , при сопоставимой с ними цене свет от дешевых МГ прожекторов в РАЗЫ приятней глазу

roman555

А Вы сделайте своё, представьте на суд общественности. А то выступать все горазды, а сделать самому и довести до ума вещь, то руки из одного места растут, то головы не хватает.

DNK

Дмитрий причем тут магазины комплектующих и ваше производство?
Ваши изделия в совсем другой ценовой категории. Так зачем сравнивать теплое с мягким?
Не надо так агрессивно продвигать свои безупречные сборки, кому надо о них знают и покупают. Кто хочет подешевле вешает прожектора, другие собирают простые на диодах и драйверах, третьи на ардуино. Некоторые вешают китайские и вполне довольны. Кто не стеснен в средствах покупают фирменные законченные изделия. Все пути имеют право на существование и ваш набор "сделай сам" отнюдь не панацея.
Примеры магазинов я приводить не буду, тот кто способен с нуля собрать светильник, вполне сможет сам найти все необходимое для этого. Кто хочет немножко покунструировать придет к вам, кто хочет Plug and Play опять же без труда найдет изделие по карману и отвечающее запросам.

сообщение lexx8691Примеры магазинов я приводить не буду

Почему то это меня совсем не удивляет.
Много тут уже было "товарисчей" обвиняющих DNK не понятно в чём, но не предлагающих ничего другого. Да, его продукция не идеальна (есть пара-тройка моментов, которые мне совсем не нравятся), но я хотя бы знаю что покупаю, т.к. предоставляется практически полная техническая информация.
P.S. Особенно понравились слова, после призыва не путать тёплое с мягким: "другие собирают простые на диодах и драйверах, третьи на ардуино"

lexx8691

Как человек способный рассчитать и собрать светильник с нуля скажу: прежде чем ругать, сделайте сами лучше.

B_wolf
Много тут уже было "товарисчей" обвиняющих DNK не понятно в чём, но не предлагающих ничего другого.

Предлагаю уже мелькавшую тут ссылку http://aquamagis-pro...
Готовые решения. Разнича в цене есть затраты на изготовление DIY, т.е. оплата вашего труда. Кому то выгоднее потратить время и собрать самому, а может быть ему это даже понравится, кому-то проще купить.
Что с гарантией не знаю. Зато знаю как с гарантией у DNK Пятиканальные светодиодные сборки для пресноводного аквариума

apm

Кто тут кого ругает?
Достало уже это меренье лучше/хуже. Я не по русски написал что это разные категории?

B_wolf

Я ни чего ни кому не предлагаю и ни чего не произвожу. Делаю светильники сам для своих нужд и все. Кстати руководствуясь советами Дмитрия по спектрам. А из чего я их делаю, уже мое дело.

Особенно понравились слова, после призыва не путать тёплое с мягким: "другие собирают простые на диодах и драйверах, третьи на ардуино"

Я рад что вам хоть что то нравится.
Повтрорюсь если аллегории вам непонятны это значит разные категории.

Internet

Ссылка на магазин, торгующий всем подряд это здорово. Ну и какой светильник посоветуете купить? И почему он лучше других?

сообщение lexx8691
Я ни чего ни кому не предлагаю и ни чего не произвожу. Делаю светильники сам для своих нужд и все. Кстати руководствуясь советами Дмитрия по спектрам. А из чего я их делаю, уже мое дело.

Да мне как то всё-равно. Хоть на свечах делайте. Вот только утверждая что что-то можно сделать дешевле при таком же качестве, неплохо было бы привести хоть какие-то доказательства этого.

сообщение lexx8691
Повтрорюсь если аллегории вам непонятны это значит разные категории.

Ага. Разные. Только не категории, а устройства: светодиоды и драйверы - исполнительные, а ардуино - управляющее.

B_wolf
Да мне как то всё-равно. Хоть на свечах делайте. Вот только утверждая что что-то можно сделать дешевле при таком же качестве, неплохо было бы привести хоть какие-то доказательства этого.

И где я это утверждал?
Если пофлудить хочется есть раздел специально для этого.
Свечками можете свои аквариумы освещать.

Ага. Разные. Только не категории, а устройства: светодиоды и драйверы - исполнительные, а ардуино - управляющее.

Т.е. вы утверждаете что используя только драйвера и светодиоды нельзя собрать светильник?
Или не в курсе что есть такие?