Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 54)

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

DNK

Есть предположения что вырисовывает эта спектрограмма из свойства фото?

Haupter Есть предположения что вырисовывает эта спектрограмма из свойства фото?

Это Константину виднее. Я в фото практически профан.

Haupter
Есть предположения

Предположения есть. У баланса белого режим авто отключите. И сравните фото.

Я знаю, что я не спец в диодах, также я не могу квалифицировано ответить по спектросодержащей части моего света, но светильник содержит диоды 6500к/10000к как 3/1 диодов красных. Почему я говорю, что все нормально, все растет и процветает, буцики цветут и наращивают массу, также например Bucephalandra sp. Brownie Ghost имеет насыщенный фиолетовый цвет, световой день 10 часов подается УДО и СО2 водрослей нет, стекла не обрастают чищу раз в несколько месяцев, поэтому я думаю, что в светильнике главное не спектральные показатели и заумные графики в которых я честно признаюсь не соображаю, главное чтобы в аквариуме был порядок, развивались и росли растения и радовали глаз хозяина. А на каких диодах собран светильник на КРИИ или китайских с алиэкспреса, это уже вопрос престижа, имиджа и финансовых возможностях, я просто привел пример своего практического опыта.
красных 6 диодов))

kiskas1970

Знаю эти светодиоды не по наслышке , светодиодная линейка на их фоне выглядит куда как перспективней .
Странное сравнение хороших светодиодов и ширпотреб из Китая , стоимость которых сто рублей пучек...По ходу вы просто не видели как светят хорошие светодиоды, разницу тяжело не заметить...

Haupter
Есть предположения что вырисовывает эта спектрограмма из свойства фото?

Это не спектрограмма. Это просто пиксельная RGB-гистограмма картинки. Никакого отношиения к спектру, да и к освещению вообще она не имеет.

https://кртлед... это тоже плохие? )))))))
https://xn--d1aboeym...

kiskas1970

В таком корпусе хороших не бывает

kiskas1970

корпус, спертый китайцами у Luxeon I/III из начала 2000-х, с высоким тепловым сопротивлением. Нужен массивный радиатор, обдув.
10000К CRI 85+ - что-то берут сомнения, в т.ч. что и для 6500К этот параметр верно указан.
Фирменные с хорошей цветопередачей не требуют добавки цветных, ухищрений по смешиванию цветов.
Смотрел Cree XHP - 6000K Ra90. Хотя в самоделке на порядок удобнее Lumileds FISH

Изменено 11.6.18 автор lonelity

Наверное у меня в аквариуме все плохо((((((, извините, что я неграмотный думаю, что все хорошо, наверное я все таки я ошибался и заблуждался

kiskas1970

Не переживайте так за комментарии. Это стандарт в рамках форума с призывом к лучшему. Лайкну я вашу баночку хотя бы за то, что вы не используете прожектора. А это не мало...

Спасибо за сочуствие, но вы меня не так поняли, я не девочка с айфоном, которая переживает, что не оценили ее фотографию))) просто я попробовал показать, что есть и другие пути решения одной и той-же проблемы, в данном случае с освещением аквариума, кроме дорогих и брендовых, не все жители нашей страны могут потратить на светодиодный светильник 15000-20000, есть решения вполне бюджетные, хотя они бывают и немного сложнее, основное это ведь то чтобы свет в аквариуме создавал благоприятные условия для роста и развития растений по моему это основной параметр при создании освещения в аквариуме, или я и тут не прав

Для меня главное преимущество новых светодиодов - показатель люмен/ватт. Но замена старых светильников - это затраты. А что касается спектральных характеристик, то раз глаз радуется, растения растут, так и ладно. У одного аквариумиста такие вкусы, у другого эдакие, у растений третьи.

kiskas1970

Так и вы меня не так поняли. Это не сочувствие. Вам с легкостью более оптимальные варианты нарисуют практически за эти же деньги. Здесь ни кто не призывает покупать дорогие светильники, напротив, ищут оптимальные решения цена/качество как по готовому освещению, так и по самоделкам. Вам же отдал должное за руки из правильного места и отказ от совсем никчемного освещения.

Так както я не услышал рекомендаций по маркам диодов те кри, что были указаны выше стоят по несколько тысячь за десяток https://ru.aliexpres...

kiskas1970

А вам они надо, по цене золота?Ваш подход самый правильный и не надо стремиться к аквариумному светильнику по цене крыла от боинга, он того не стоит.

kiskas1970

У вас чистый столб воды порядка 25см? Вполне подойдут данные варианты:
Osram
Даже данная лета будет гораздо лучше
Можете здесь поискать самостоятельно уже тестированный свет, все хоть не кот в мешке с али:
Your text to link here...

kiskas1970

но каждый диод имеет максимальную мощность в 28Вт
Я использовал Cree CXB - выпускаются линейкой от 4 до 90Вт на тестовом токе.
ИМХО лучше заказывать по конкретным номерам из даташита чем cold white на али, где могут насыпать самый дрянной бин или вообще подделку.
Народ хвалит L2C5-FS001211E1900 (и меньший 1208) - специально разработанные для освещения рыбы

lonelity
Хотя в самоделке на порядок удобнее Lumileds FISH

руки прочь от люмиледсов шучу на самом деле не такие то они и сложные если даже такой рукопоп в паяльных делах как я смог их собрать

Юрий1978

я и говорю, что они проще - XHP еще надо на звезду посадить

Изменено 11.6.18 автор lonelity

lonelity

блин вот я слепой видимо устал все-таки за день почемуто прочитал что удобнее люмиледсов )) сорри

kiskas1970 основное это ведь то чтобы свет в аквариуме создавал благоприятные условия для роста и развития растений

Растения практически одинаково (именно так, даже +/- 20% нам ничего не решают) растут под светом ЛЮБОГО видимого спектра. То есть - чем больше люменов - тем больше ботвы мы получим. То есть выращивание растений в плане роста биомассы не представляет ни малейших проблем.

Другое дело, когда мы хотим, чтобы у растений был правильный габитус и окраска. И совсем отдельная песня, когда мы хотим получить спектр света такого вида, который позволит представить аквариум так, как кажется наиболее симпатичным его владельцу.

Говоря кратко - для роста ботвы аквариум можно освещать чем угодно, лишь бы свет был поярче. А вот если надо, чтобы было красиво - здесь надо постараться. Я думаю, что поэтому есть смысл разделять два светильника - дешевый и дорогой. Дешевый должен решать задачу роста растений, это очень просто. Дорогой - должен делать со спектром всё, что угодно его владельцу.

Если надо экстремально дешево, то продаются уличные светильники - вот их и покупаем. А если есть желание самодельничать, то нужно делать что-то приличное, хотя бы на Fish COB от Lumileds. Все варианты с дешевыми китайскими диодами, ленточками и прочим мусором - на поверку есть вполне дурацкое и ничем не оправданное желание сделать дешево и хорошо. Хорошо из поганых светодиодов не может получиться в принципе, а дешевле серийных светильников для освещения улиц не получится никак.

Подскажите, это нормальные светодиоды или нет для травника.
ЛЛ просели, хочу на СД перейти, пока сложновато с пониманием, что пойдёт, а что нет, да и в Новосибирске тяжело с нормальными диодами, про которые здесь пишите.
Марка светодиода - LB2-P200W2C-H3
Кри нашёл, но там Ra 75
Ещё, как я понял, лучше поставить побольше светодиодов, но включать их на половинчатую мощность. Это как-то отразится для пробивания 45 см воды светодиодами о трёх ваттах?

Изменено 15.6.18 автор kkorotkoff

Изменено 15.6.18 автор kkorotkoff

Изменено 15.6.18 автор kkorotkoff

Изменено 15.6.18 автор kkorotkoff

kkorotkoff
да и в Новосибирске тяжело с нормальными диодами

Думаете в других регионах можно просто зайти в магазин и купить то что надо? Все заказывают, в том числе и столица. Собрать хорошую солянку из цветных диодов крайне сложно. Гораздо проще выбрать COBы с достойными параметрами и собрать гарантированно нормальное освещение. Хлам на который вы ориентируетесь просто деньги на ветер. Если чисто желание мастерить руками - дерзайте, а так не стоит обжигаться.

kkorotkoff

В Новосибирске вроде был чипдип, у них под заказ немало Cree CXB, можно найти 5000K Ra90 и 6500K Ra80, панельки к ним для удобства монтажа.
Bridgelux 5000 и 5600K Ra90
Вроде были знаменитые Lumileds Fish - номер по памяти не напишу