680 78
Belarus Minsk
3 года

Светодиодный светильник для аквариума: правильно

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
2012-04-2626/04/2012 13:49:03
#1617730
Советник



2284 507
Москва
6 мес.

Иван73

Надеюсь что получилось у Вас всё что хотели.
У меня же цель была несколько другая: светильник с нужным мне в данный момент спектром (ну и светоотдачей само-собой). В чём, собственно, и есть главный плюс светильников на СД.
2015-05-2929/05/2015 00:17:37
#2094863
Посетитель


52 8
Ульяновск
3 года

B_wolf

В основном получилось, создавал топик, доступный LED на бытовых лампах, со спектром не особо только, красная трава не совсем красная растет. Бытовые лампы они и есть бытовые, но красную траву культивирую мало, остальное вполне приличного вида, криптокоринами увлекся знаетели. Есть конечно и подходящие лампы актинического света, но под тему бытовых ламп не особо подходят. Рынок светодиодных ламп еще только начал развиваться, думаю нужные нам лампы появятся со временем и это избавит нас от необходимости "колхозить чегойто" и спорить на эту тему в принципе:-)
2015-05-2929/05/2015 00:32:34
#2094867
Советник



2284 507
Москва
6 мес.

Иван73

А спорить то не о чем Повторюсь - всё зависит от цели изготовления (приобретения). Кого-то и светодиодные ленты устраивают.
Другое дело, что многие сами не знают что хотят. В результате пытаются ваять на копеечных диодах светильник для разогнанного травника, а потом плюются: фигня эти ваши светодиоды.

Изменено 28.5.15 автор B_wolf
2015-05-2929/05/2015 00:42:02
#2094870
Посетитель


352 43
Омск
8 мес.

сообщение Иван73

В основном получилось, создавал топик, доступный LED на бытовых лампах, со спектром не особо только, красная трава не совсем красная растет.

Добавте или замените часть на 10000К покраснеет
Я когда в одном аквариуме с ними переборщил, даже роголистник покраснел.
2015-05-2929/05/2015 05:21:10
#2094883
Советник



8399 1376
Russian Federation Balakovo
2
2 час.

сообщение kiskas1970
вы бы хоть фото показали ваших светильников в окончательной сборке и травы которая под ними растет
Именно потому что любители пресноводного аквариума не желают платить за хороший свет, готовые светильники для пресняков у нас не планируются. Мы даже чуть было не сняли с производства светодиодные сборки для пресняка, но форумчане деятельно разубедили. Светильников из наших компонентов на форуме более чем достаточно - поднимите топик - наверное накидают вам фотографий
2015-05-2929/05/2015 08:16:18
#2094898
Посетитель


72 24
Тольятти
16 дн.

DNK

Ладно закругляемся, этот спор может быть вечным, я недостаточно профессионален для спора с вами, смотрел я вашу тему, чисто комерческая, здесь обсуждается бюджетный вариант освещения, а не спор по комплектующим.
Я просто рассказывал как и из чего сделал себе светильник, пока не появились вы и начали все критиковать, давайте закончим наш спор, все идеи и поделки имеют свои права на жизнь, ))))))))
2015-05-2929/05/2015 08:55:02
#2094909
Советник



8399 1376
Russian Federation Balakovo
2
2 час.

сообщение kiskas1970
поделки имеют свои права на жизнь, ))))))))
Вы где-то увидели что я против поделок? Отнюдь. Надо всего лишь называть вещи своими именами.

Ровно как нельзя сказать что человек с гупехой в литровой банке - не аквариумист, точно так же невозможно сказать что поделки не имеют права на жизнь. Это ведь часть нашего хобби. Нравится? Рукодельничайте на здоровье
2015-05-2929/05/2015 09:32:36
#2094915
Постоянный посетитель


555 75
Москва
3 мес.
[/q] Светильников из наших компонентов на форуме более чем достаточно - поднимите топик ... [/q]

Друзья, здравствуйте.

Имею в совей бытности СД свет на аквариумах. По воле судьбы и самодельный (спасибо KorVin и его топикам и пр. информации), и от Дмитрия.

Нет смысла спорить, на своей банке вижу что разница огромная. Был бы электриком, скомпенсировал бы многое в своей бюджетной версии, но такую кучность СД не собрать дома. Потому на флагманской банке стоят сборки и они не подражаемы и не превзойденные на мой взгляд. Но ситуация в мире не стабильна, денги стали роскошью. Покупать заводские СД даже на 30 литров накладно, вот тут самоделки и выручают. При аналогичной цене имеем много более крутую штуку, хоть и менее привлекательную внешне.

Как говорится, каждому свое
2015-05-2929/05/2015 10:54:35
#2094933
Посетитель


352 43
Омск
8 мес.

сообщение Жарко
Был бы электриком, скомпенсировал бы многое в своей бюджетной версии, но такую кучность СД не собрать дома.

А зачем нужна кучность? Для меня светильник на звездах милее из-за более равномерной освещенности, чего не добится сборками, особенно при низком подвесе.
2015-05-2929/05/2015 11:01:09
#2094935
Малёк


41 13
Finland Helsinki
2 года

сообщение lexx8691
А зачем нужна кучность? Для меня светильник на звездах милее из-за более равномерной освещенности, чего не добится сборками, особенно при низком подвесе.

Если излучение диодов из разных концов спектра - визуальной равномерности посложней добиться, при близком расположении цвета смешать попроще.
2015-05-2929/05/2015 11:13:22
#2094938
Посетитель


352 43
Омск
8 мес.

Mapk
Для морского да, а тут используем две температуры, ну и красный, циан, штук по пять на 200 литров, они заметных теней не дают.
2015-05-2929/05/2015 11:25:45
#2094941
Постоянный посетитель


555 75
Москва
3 мес.

lexx8691


Вы ошибаетесь просто потому что вы не видите того, что чувствует трава листом.

Включайте все каналы по отдельности и вы поймете, что свет падает неровными пятнами. У вас естественным образом получится, что каждый отдельный квадратный сантиметр дна будет жить под своим индивидуальным светом. При небольшой освещенности (аналаг старый 0,5-0,8 вт/л) это ерунда, но там и нет смысла в разноцветных диодах, а при вылавливании хорошего света при большей яркости это не гуд потому что травка то у Вас находится в единой среде по СО2 и питательных веществ, а свет разный.

ИМХО

Изменено 29.5.15 автор Жарко
2015-05-2929/05/2015 11:39:47
#2094944
Посетитель


352 43
Омск
8 мес.

Жарко
Да вы поймите что эти цветные диоды только для получения приятных глазу оттенков. При таком количестве траве на них начихать. Основной свет белый
2015-05-2929/05/2015 11:48:05
#2094951
Постоянный посетитель


555 75
Москва
3 мес.

lexx8691



Не буду с Вами спорить, но лично у меня они для компенсации провалов у белых.

Для глаза стоят только зеленые СД.
2015-05-2929/05/2015 12:01:23
#2094954
Малёк


41 13
Finland Helsinki
2 года

сообщение lexx8691
цветные диоды только для получения приятных глазу оттенков.

Хм. Вы об этом как о чем-то несущественном. Вроде большинство аквариумных систем в целом - средство получения положительных эмоций. В том числе через получение глазом приятных оттенков
Не, если задача просто растить траву, на продажу там, в греческий салат или потому что нам сам процесс деления клеток доставляет удовольствие - я с вами согласен, - выбираем кратчайший путь к цели и забиваем на оттенки

сообщение lexx8691
Основной свет белый

А такой бывает разве?
Но я думаю, что понимаю, о чем вы - можно воткнуть диодов, тех что какие-нибудь "cold white" - и все будет расти. Да будет конечно, почему нет.
2015-05-2929/05/2015 12:26:36
#2094966
Посетитель


352 43
Омск
8 мес.

сообщение Жарко


Не буду с Вами спорить, но лично у меня они для компенсации провалов у белых.

Для глаза стоят только зеленые СД.

Какие провалы? Вы спектр своего светильника измеряли?

Mapk

В общей мощности светильника , цветные у меня - незначительная часть, т.е. на растения физически они не влияют, а вот эстетически их вклад очень заметен.
2015-05-2929/05/2015 12:58:13
#2094977
Постоянный посетитель


555 75
Москва
3 мес.

lexx8691


Чего ж мне делеть нечего? По этим параметрам и прочим есть информация по диодам. Это ж не "балалайка", а cree.
Можно компенсировать мощью света и спектр и все что угодно, но я не люблю кувалдой гвозди забивать, на то есть молоток.


Как говорят в моей авиакомпании :" учите матчасть, грамотеи"

Без обид.

Учить я никого не буду, благо даже на этом форуме уже все расписано, а учитель из меня никакой, что б за вас читать.
2015-05-2929/05/2015 19:59:26
#2095097
Посетитель


52 8
Ульяновск
3 года

сообщение lexx8691
Добавте или замените часть на 10000К покраснеет
Я когда в одном аквариуме с ними переборщил, даже роголистник покраснел.


В пресной то банке? Чейто я сильно сомневаюсь, не ну если "переборщил" это люменов по 60-80на литр, то вполне может покраснеть роголистник. Я тут начал было в проблеме своей разбираться, воду начал менять, а она цвета пива (два месяца в нее не лазил, только долив, банка на земле для кактусов+глина и биогумус). Подумал чегото тут не то, вынул фильтр (помпа собо, китайская с огромной губкой) помпа умерла оказывается, причем давно, эх нежный успел местами прорасти через губку и нчал на ней расти. Понял откуда взялся такой "светофильтр" начал методично небольшими порциями менять воду (банка для крипт, а они резких движений не оценят), недели через 2 видно будет уже. Да и повиду криптух, даже такой настой вместо воды их вполне устраивает. Пышут здоровьем и активно дают новые листья и это через 2 месяца после пересадки:-) Так что я своей цели добился, причем минимальными средствами, а это приятно:-)

Изменено 12.6.15 автор Button
2015-05-3131/05/2015 22:25:43
#2095676
Посетитель


470 65
Сыктывкар
3 дн.

DNK
С каким счетом кончился матч у соседей? Посмотреть удалось только до 54й минуты.

Изменено 7.6.15 автор serg612
2015-06-0707/06/2015 23:20:53
#2097416
Советник



8399 1376
Russian Federation Balakovo
2
2 час.

сообщение serg612

DNK
С каким счетом кончился матч у соседей? Посмотреть удалось только до 54й минуты.
Ребята накидали мячей в свои ворота столько, сколько бы гости при всем их старании не смогли бы забить Когда форварду гостей надоело вытирать слезы бессилия хозяев поля и он покинул стадион, хозяева решили поиграть с оставшейся частью команды гостей вместо футбола в шахматы, с треском проиграли, обиделись окончательно и закрыли поле нафиг. Стадион тут же опустел, что примечательно
2015-06-0808/06/2015 08:05:56
#2097459
Посетитель


470 65
Сыктывкар
3 дн.

DNK
Когда форварду гостей
Так гостей или хозяев, как ни как встреча на их поляне была?
2015-06-0909/06/2015 00:00:49
#2097707
Советник



8399 1376
Russian Federation Balakovo
2
2 час.

сообщение serg612

DNK
Когда форварду гостей
Так гостей или хозяев, как ни как встреча на их поляне была?
Конечно гостей. Хозяева там делали только две вещи - или загоняли мячи в свои ворота или обнажали своё сокровенное. У кого что - у кого хамство, у кого дремучее невежество...
2015-06-0909/06/2015 09:41:54
#2097752
Постоянный посетитель


899 224
Москва
7 дн.
Довольно долго времени изучал светодиодную тему. Ездил в аквалого, смотрел там на их светильники...
Колхоз сплошной. В итоге заказал себе вот такие . Минус там в том, что диодов мало 7000K, поэтому для моей глубины в 70 см потребовалось несколько светильников, а брать простую яркую их серию я не захотел. Водоросли мои в шоке от этой перемены. Так как поток стал меньше и совсем другой спектр. Ну и то, что в течение дня постоянно меняется автоматически освещение освободилось 4 таймера! Жалко, что курс бакса сейчас кривой, а так супер решение для аквариума.
2015-06-1212/06/2015 02:43:37
#2098556
Посетитель


342 17
Челябинск
14 дн.

Kronid

Сколько сие чудо стоит?
2015-06-1212/06/2015 10:29:52
#2098582
Постоянный посетитель


899 224
Москва
7 дн.

All_


Всё зависит от глубины и ширины аквариума, но если это что-то типа 100 литров, то 116 баксов и еще 30 доставка. Купил на амазоне еще до начала продаж, поэтому не ждал почти.
http://www.amazon.co...

Изменено 12.6.15 автор Kronid
2015-06-1212/06/2015 16:15:53
#2098645



Top /