Расчет светового потока LED


Новичок




8 1
Russian Federation
7 мес. назад
Расчет светового потока LED
Всем доброго времени суток!

Имеется аквариум с "полезными" параметрами 39х22х31 см (26 л). Растения со "средними" потребностями в свете, есть CO2.
Вместо заводской крышки будет установлен навесной светильник - небольшой профиль вдоль всей длины, посередине. Необходимо рассчитать световой поток (лм) будущего светодиодного источника, установленного на этот профиль.

Мои примерные расчеты.
Разделим высоту водяного столба на три части по 10 см. Каждые 10 см освещенность уменьшается, примерно, вдвое.
По гуляющим по сети таблицам необходимой растениям освещенности, валлиснерии нужно примерно 1500 лк. Она будет расти в средней трети высоты аквариума. То есть освещенность "по уровням" в аквариуме будет 4000 лк на поверхности, 2000 лк на глубине 2/3, 1000 лк на глубине 1/3, 500 лк на дне.
лк=лм/м2 4000=лм/(0,39*0,22) лм=4000*0,0858 лм=343,2
То есть, для освещения аквариума нужно всего 343 лм?
Есть также приблизительная формула 40 лм на 1 л. 40*26=1040 лм В 3 раза больше!
Есть еще способ, где учитывается потери при переходе света из воздушной в водную среду. Там выходит 414,4 лм. Это почти как первый вариант, но сути не меняет - сомнительно.
Прошу помочь узнать истинное требуемое значение.

P.S. Поисковиком пользоваться умею, но из-за обилия мнений и способов расчета уже вконец запутался.
P.P.S. В аквариумах я новичок и освещением никогда не занимался.
2016-02-05 добавлено 05/02/2016 22:57:20#2181325

Свой на Aqa.ru




650 132
Belarus Mogilev
15 час. назад
MUAT
Нет на вашей картинке того спектра который там изображен.

Не понял. Т.е. красный на картине не красный, а зеленый - не зеленый? Без монохромного источника и приборчика невозможно увидеть красный? Серьезно?
А jpеg чем не угодил? Он что, переделывает красный в зеленый и наоборот?
Ну нельзя же настолько не доверять своим глазам!


DNK
Во-первых, 555нм это не зеленый, а больше уже желтый. Во-вторых, 1Вт излучения 660нм будет виден примерно в 15 раз менее ярким чем 1Вт излучения 555нм, хотите вы этого или нет.

Во-первых, зелёный - 500-565 нм, желтый - 565-590 нм. Но это непринципиально, спорить не стану, пусть будет желтый.

Во-вторых, низкий КПД излучения красного светодиода вряд ли можно относить к красному цвету вообще. А был сделан именно такой вывод.
2016-02-15 добавлено 15/02/2016 20:34:51#2186273

Советник





7028 702
Russian Federation Balakovo
16 час. назад
сообщение oltrew
низкий КПД излучения красного светодиода вряд ли можно относить к красному цвету вообще.
А это с чего вы взяли? У красного светодиода вполне себе средний КПД преобразования электрической энергии в световую.
2016-02-15 добавлено 15/02/2016 21:47:22#2186317

Свой на Aqa.ru




650 132
Belarus Mogilev
15 час. назад
DNK

Например, отсюда:
DNK
Что касается светодиодов с излучением 660нм, то они имеют КПД не более 45%, а для широко распространенных и для нормального тока около 35%.


Гораздо меньше - всего 15% КПД nanolab писал про люминофорные 660 нм (ссылка на русофобский форум блокируется, можно в поисковик вставить): "чем сильнее мы захотим сдвинуть максимум излучения люминофора в длинноволновую область, тем ниже будет его эффективность. И на 660 нм она всего 15%!!"

Вот еще реально продаются фито с очень низкой световой отдачей 20-30 лм/Вт, вроде монохромные.

Где правда? Реально есть 660 нм с высокой световой отдачей / КПД? 45 лм/Вт - это, наверно, рекорд?
2016-02-16 добавлено 16/02/2016 01:47:18#2186458

Советник





7028 702
Russian Federation Balakovo
16 час. назад
сообщение oltrew
DNK
Что касается светодиодов с излучением 660нм, то они имеют КПД не более 45%


Гораздо меньше - всего 15% КПД nanolab писал про люминофорные 660 нм

Реально есть 660 нм с высокой световой отдачей / КПД? 45 лм/Вт - это, наверно, рекорд?

Ох... Трудно ответить кратко на такой винегрет. Но я постараюсь. Для начала - обратите внимание на то, что выделено болдом. А теперь - по пунктам.

1. Люминофорные светодиоды, как и писал коллега nanolab, крайне неэффективны в случае 660нм длины волны излучения. Такие светодиоды делают наши китайские братья исключительно по одной причине - тотального, просто вопиющего невежества потенциальных клиентов в светодиодных технологиях. До сих пор 99% потенциальных покупателей оценивают светодиодные светильники по потребляемой мощности. Чем она больше, тем светильник лучше - вот такая логика.
Остальных недостатков люминофорных светодиодов на 660нм, которые важны, но менее страшны чем ужасающий КПД, я касаться не буду. Это отдельная тема.

2. Светодиоды прямого излучения с длиной волны 660нм имеют не только приличную эффективность, до 45%, но и обладают весьма полезным свойством - у них очень мало падает КПД как от силы тока, так и от нагрева. По совокупности (sic!) этих двух параметров (только этих!) их можно признать наилучшими из всех.

3. Когда мы говорим о КПД светодиодов, надо не забывать что речь идет именно о соотношении количества электрической энергии, приложенной к светодиоду, к количеству излученной. То есть речь идет именно о ваттах, ни о каких лм/Вт речь не идет! Я бы советовал воздержаться от применения размерности лм/Вт применительно к светодиодным технологиям везде, где это возможно. Широта применения такого бестолкового параметра как лм/Вт проистекает исключительно из того факта что светодиоды наиболее востребованы именно как осветительные приборы. То есть те, которые делают светло для глаза человека Применение лм/Вт для светодиодов монохромного спектра является махровейшим дилетантизмом.
2016-02-16 добавлено 16/02/2016 06:51:34#2186466

Свой на Aqa.ru




650 132
Belarus Mogilev
15 час. назад
DNK
Применение лм/Вт для светодиодов монохромного спектра является махровейшим дилетантизмом.

Ну что делать - чем богаты.. Продавцы чаще всего указывают или лм или канделы - хрен редьки не слаще.
Как измеряют ватты белого света?

Существует ли формула перевода люменов в ватты излучения и наоборот для монохромного света?
Теоретически 1 ватт эквивалентен 683 лм для 555 нм. Для других спектров нужно учитывать спектральную чувствительность глаза. В принципе кривая дневной чувствительности человеческого глаза выглядит как нормальная симметричная математическая функция без пиков и провалов (кусок синусоиды). Неужели нельзя ее описать аналитически?


DNK
1Вт излучения 660нм будет виден примерно в 15 раз менее ярким чем 1Вт излучения 555нм

Можно пруфлинК, подтверждающий это утверждение?
Я понимаю, что красный видится глазом менее ярко, но в 15 раз это много. Может быть, имеется в виду биохимическая чувствительность элементов колбочек? Но мозг чудесно компенсирует меньшую физиологическую чувствительность.
2016-02-16 добавлено 16/02/2016 23:35:04#2186971

Советник





7028 702
Russian Federation Balakovo
16 час. назад
сообщение oltrew
Существует ли формула перевода люменов в ватты излучения и наоборот для монохромного света?
Формула может быть только эмпирическая, потому что это интегральный показатель.
Неужели нельзя ее описать аналитически?
Разумеется, можно. Это уже давно сделано в рамках проекта построения контроллера TrueSpectrum.

DNK
1Вт излучения 660нм будет виден примерно в 15 раз менее ярким чем 1Вт излучения 555нм

Можно пруфлинК, подтверждающий это утверждение?

Извините пожалуйста, вы сразу скажите мне сколько раз нужно повторить одно и то же, что я уже гоняю из темы в тему неоднократно? Если 10 раз, я сделаю это 10 раз. Мне нетрудно, если это будет в одном посте. Это куда как проще чем повторять информацию из темы в тему снова и снова, снова и снова. Причем вы верняк её уже видели неоднократно, но упорно игнорируете. Крайний раз это было буквально только что:
https://www.aqa.ru/f...

Кстати, приведенный вами график видности - это то же самое Разумеется, по нему точно так же можно определить визуальную яркость различных частей спектра.

Я понимаю, что красный видится глазом менее ярко, но в 15 раз это много. Может быть, имеется в виду биохимическая чувствительность элементов колбочек?
Это и есть видность глаза человека.
Но мозг чудесно компенсирует меньшую физиологическую чувствительность.
Это уже иная тема, которая с видностью никак не пересекается. Традиционно красный - цвет опасности, поэтому я отнес бы его к "ядовитым" цветам.
2016-02-17 добавлено 17/02/2016 05:10:01#2187023

Свой на Aqa.ru




650 132
Belarus Mogilev
15 час. назад
DNK
приведенный вами график видности - это то же самое

Не совсем. По моему графику разница между 660 нм и 555 нм - 15%, а не в 15 раз. 15% - это в 6,667 раз.
Подозреваю, что кто-то неправильно логарифмическую шкалу перерисовал - упростил, тупо переписав отрицательные степени в проценты.

Есть в этих цифрах-картинках какая-то хитрость. Не согласуются с наблюдаемой реальностью. Надо разбираться.
Ну не верю, что ярко-красный в 15 раз менее заметный, чем зеленый. Он, наоборот, выглядит ярче.

Глаз отделенный от человека - это неправильный глаз.
2016-02-17 добавлено 17/02/2016 15:01:03#2187223

Новичок




1
Ukraine
10 мес. назад
Аквариум с подсветкой
Я почитал, понял, что вы наверняка знаете как лучше. Не могу определиться с мощностью светодиодной ленты для аквариума 1,25 ширины и высоты 0,75. Стекло толщиной 1см. Аквариум будет стоять в шкафу перегородке в комнате. Хочется чтоб и рыбкам нормально было и не было мне слишком ярко. Думал такую взять ВОЗМОЖНО СПАМ. Если вы хотите открыть ссылку, скопируйте ее в адресную строку самостоятельно
Светодиодная лента 5050-60-24V "PREMIUM" IP33. Хочу постить ее по верхнему одному бортику аквариума. Короче, скажите как лучше и подойдет ли эта?
2016-02-17 добавлено 17/02/2016 16:04:07#2187248

Советник





7028 702
Russian Federation Balakovo
16 час. назад
сообщение oltrew
Подозреваю, что кто-то неправильно логарифмическую шкалу перерисовал
Даю маячок. Я привел данные промышленного стандарта. Который действующий. Более точных/правильных данных НЕТ. Если кто-то криво нарисовал график, который вы нашли, то это только его проблемы. Посмотрите - максимум видности на нем не 555нм

Ну не верю, что ярко-красный в 15 раз менее заметный, чем зеленый. Он, наоборот, выглядит ярче.
Я уже писал об этом: ярко-красный около 620-630нм. Можете посмотреть его относительную видность. А мы рассуждаем о 660нм - это темно-красный, рубиновый.

Глаз отделенный от человека - это неправильный глаз.
Угу. А земля держится на трех китах.
2016-02-17 добавлено 17/02/2016 17:05:05#2187281

Советник





7028 702
Russian Federation Balakovo
16 час. назад
сообщение Mihach007
Короче, скажите как лучше и подойдет ли эта?
Рыбкам свет совершенно пофигу. Если вам понравится, то им тоже.
2016-02-17 добавлено 17/02/2016 17:05:43#2187282

Свой на Aqa.ru




650 132
Belarus Minsk
15 час. назад
сообщение DNK
сообщение oltrew
Глаз отделенный от человека - это неправильный глаз.
Угу. А земля держится на трех китах.

Если можно отделять глаз от человека, то можно отделять и рецепторы от глаза.
Микроспектрофотометрические измерения одиночных колбочек - картина чувствительности совсем другая:


Изменено 9.3.16 автор oltrew
2016-03-09 добавлено 09/03/2016 14:10:32#2198203

Посетитель




73 12
Russian Federation Krasnoyarsk
27 дн. назад
DNK

В экспериментальных условиях рыбы собирались в желто-зеленой и зеленой частях спектра.

- цитата из очень древней книги . Ильин М.Н. Аквариумное рыбоводство.
2016-03-10 добавлено 10/03/2016 10:58:32#2198772

Свой на Aqa.ru




2041 23
Уфа
5 мес. назад
А почему никто не учитывает преломление? Оно же напрямую влияет на конус. К примеру 30 градусов при входе в воду превращаются в 22.5
120 градусов в 90. За счет этого в воде света больше, чем на том же расстоянии в воздухе. (Без учета поглощения и рассеивания) Для разной длины волны показатель немного отличается.

Я тут считал для своей банки 45х55см, по 7см ребра. С учетом грунта 5см оптимальный угол для точечного света получается 30 градусов на воздухе и около 45-50см расстояния до воды. Тогда потерь света практически нет и можно использовать одну линию сетодиодов с линзами 30 градусов или МГ с 30-градусным углом.. Но такое расстояние до воды мне не нравится, я хочу закрытую крышку.
В моем случае при расстоянии от источника до воды, подойдет распределенный источник из 4 линеек диодов по 30 градусов или 4 ламп Т5-54 с глубокими отражателями. Но в таком случае останутся недосвеченные самые края воды у поверхности, примерно по 5-6см от стекла. В принципе не критично.
При использовании более широкого угла, будут потери света за счет выхода его за пределы аквариума через переднюю и заднюю стенки.

Изменено 8.4.16 автор Jaster
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 07:42:17#2214524

Советник





7028 702
Russian Federation Balakovo
16 час. назад
сообщение Jaster
А почему никто не учитывает преломление?
.....
При использовании более широкого угла, будут потери света за счет выхода его за пределы аквариума через переднюю и заднюю стенки.

На самом деле все гораздо сложнее, чем кажется при рассмотрении крайне упрощенной модели, которой вы пользуетесь. Начнем с того что лучи, входящие в воду под острым углом, имеют вероятность отразиться от поверхности воды. Причем чем меньше угол вхождения, тем эта вероятность больше. Вплоть до полного отражения. В существовании этого феномена легко убедиться если вспомнить что раньше в воду смотрелись как в зеркало

Еще один немаловажный момент. Оптические характеристики обычно приводят для так называемого угла FWHM, то есть угла в которой яркость света является половинной от максимальной яркости в самом ярком месте (обычно центр светового пятна). А какое распределение света при бОльших углах - одному богу известно.

Самое главное другое. Подавляющее большинство растений может расти в очень широких диапазонах освещенности, практически не меняя скорости роста. Это тот самый случай когда "у меня трава прет, сенокос каждую неделю!", а вот добиться хорошего габитуса и окраски - уже куда как сложнее. Здесь надо не столько определенную силу света, сколько определенный спектр. Подавляющее большинство аквариумистов плохо представляет как могут выглядеть их растения под хорошим светом. Они ищут "специальные морфы" и частенько судачат на тему того что некто выращивает растения с выдающимся внешним видом благодаря каким-то добавкам, поэтому они у него красивые, а вот в "нормальном" аквариуме, где нет чудо-добавок они становятся обычными.

Вспоминается начало нулевых годов, когда у нас с друзьями была выставка-продажа аквариумных рыб. Приходили люди, смотрели на аквариум с неонами, где их плавало штук 500 на 300л объёма, освещение было умеренным и стояли лампы Aqua-Glo. Неоны там просто сияли! Люди говорили - да, у вас лампы специальные - вон как у вас красиво! А мы принесем домой таких рыбок и у нас под обычной лампочкой они будут не такие! Что бы не купить такие лампочки и чтобы у них тоже было красиво? Вы что! Лампочки же дорогие! Как результат - аквариум есть, а красоты - нет. Зато сэкономили на лампочках

Поэтому прежде всего предлагаю определиться что вы делаете. Если освещение чтобы трава росла, то можно не заморачиваться вообще. Делаем освещенность из расчета любимых на форуме "лаптей на литр", то есть 40-60лм на литр и всё. На этом можно поставить точку. Сенокос будет.
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 09:47:35#2214554

Советник





5088 1159
Москва
4 час. назад
сообщение oltrew

Микроспектрофотометрические измерения одиночных колбочек - картина чувствительности совсем другая:


Изменено 9.3.16 автор oltrew


Это вы привели график спектральной чувствительности 3-х видов колбочек (кстати, не совсем верный: у синей колбочки есть еще один низкий пик в красной зоне). Но в оценке яркости участвуют и палочки, которых значительно больше, чем колбочек, у них нет узкоспетральной избирательности, но все равно пик чувствительности приходится на зеленую зону. График зависимости яркости от длины волны, приведенный выше как раз и учитывает палочки и колбочки вместе.
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 11:49:30#2214585

Свой на Aqa.ru




2041 23
Уфа
5 мес. назад
DNK
На самом деле все гораздо сложнее, чем кажется при рассмотрении крайне упрощенной модели, которой вы пользуетесь.


В данном случае это не имеет значения. Я пытался указать на то, что свет еще может теряться уходя за пределы аквариума через стенки из-за широкого угла и никто об этом не упомянул.

А по поводу желаний Вы правы. В данной банке мне не особо важен цвет растений. Мне нужно чтобы их было достаточно для баланса и как фон для рыб. Это будет аквариум "начального уровня" по составу растений и рыб.

Изменено 8.4.16 автор Jaster
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 12:09:51#2214597

Советник





5088 1159
Москва
4 час. назад
Jaster
Я пытался указать на то, что свет еще может теряться уходя за пределы аквариума через стенки из-за широкого угла и никто об этом не упомянул.


Вообще, это практически не происходит из-за преломления лучей на входе в воду и полного внутреннего отражения от границы с воздухом переднего и заднего стекол. Возмите фонарик, светите над водой любым способом и попробуйте увидеть этот фонарик через переднее стекло.
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 12:45:13#2214610

Свой на Aqa.ru




2041 23
Уфа
5 мес. назад
Константин Кучеренко
Пол перед аквариумом у меня был прилично освещен.
Вы хотите сказать, что не имеет значения угол и можно с таким же успехом использовать 120 градусов диоды, как и 30-60?
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 13:04:04#2214620

Советник





5088 1159
Москва
4 час. назад
сообщение Jaster
Константин Кучеренко
Пол перед аквариумом у меня был прилично освещен.
Вы хотите сказать, что не имеет значения угол и можно с таким же успехом использовать 120 градусов диоды, как и 30-60?


Пол обычно бывает освещен светом, прошедшим выше уровня воды. Такой свет, конечно, беспрепятственно наружу выходит. Так что надо следить чтобы свет от лампочек не падал мимо воды. А все, что попало в воду, через стекло не выходит, пока не отразится от какого-нибудь объекта в аквариуме: камня, грунта, растения, рыбы. Кстати, этот отраженный от объектов свет, тоже может немного освещать пол.

Изменено 8.4.16 автор Константин Кучеренко
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 13:11:35#2214624

Свой на Aqa.ru




2041 23
Уфа
5 мес. назад
А какие люксометры из недорогих подойдут? Например этот подойдет? http://www.chipdip.r...
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 15:52:53#2214692

Свой на Aqa.ru




1108 398
Russian Federation
3 дн. назад
Jaster

Для примерной оценки освещенности подойдёт любой. Архиточность для наших целей значения не имеет.
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 16:24:27#2214706
Нравится DNK

Постоянный посетитель




295 22
Конаково
12 час. назад
Jaster
Датчик герметичный, можно опускать в аквариум?
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 17:25:46#2214729

Свой на Aqa.ru




2041 23
Уфа
5 мес. назад
semser
в пустой точно можно..
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 17:28:22#2214731
Нравится Дамир184

Советник





5088 1159
Москва
4 час. назад
Датчики обычно не герметичные, но нормально заделываются в прозрачную пленку.
2016-04-08 добавлено 08/04/2016 17:30:21#2214732

<< 12345 >> Создать новую темуБыстрый ответ