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



12581 5689
Москва
9 сек.

Александр Ч.

Желтят китайские диоды CRI 70.

Плохо смотрели, если 1512 - то целых два 6500/CRI 80. Увы, 6500/90 в этой линейке нет.
https://www.chipdip....
https://www.chipdip....

Есть более мощные 2540 https://www.chipdip.... и даже 3590 https://www.chipdip....


Haupter
В чип и дип очень дорого и партии от 10 шт

Почему от 10шт? Заказывал матрицы даже по одной.
По цене - смотрел, что с Mouser, что через Чип...

Изменено 16.9.18 автор lonelity
2018-09-1616/09/2018 13:07:50
#2534136



626 237
Russian Federation Volgograd
32 мин.

lonelity
Почему от 10шт?

Исправил, перепутал сайт. Закладок много открыто, ищу наилучшие варианты...
Покупка в Mouser-настоящая обираловка.
Your text to link here...
Your text to link here...
Your text to link here...
Вполне реально брать по 1100р за шт партиями от 10 шт. Завтра еще ответы на запросы придут под юридическое оформление.

Изменено 16.9.18 автор Haupter
2018-09-1616/09/2018 13:10:12
#2534137
Советник



12581 5689
Москва
10 сек.

Haupter
а, Вы про Fish - согласен, если можно взять по 1100 - то конечно. В Чипе 1920
2018-09-1616/09/2018 13:28:33
#2534138
Нравится Haupter
Новичок


2
Russian Federation Urengoy
3 дн.
раз нет 12вольтовых, то как максимально оптимизировать светодиодное освещение под крышкой 60 литрового аквариума? просто если выбирать из того что в ссылках выше, получается что мне 2-ух таких диодов уже за глаза.
2018-09-1616/09/2018 13:53:03
#2534141
Свой на Aqa.ru


4906 1436
Москва
51 мин.

BuP4uk


https://foton.ua/cat... Штук 6 таких и диммер.

BuP4uk
раз нет 12вольтовых


Не понимаю это маниакальное желание питать диоды источниками напряжения. Это как подбирать октановое число бензина для машины по размеру двигателя.

Изменено 16.9.18 автор KoRvin
2018-09-1616/09/2018 14:00:57
#2534144
Малёк


30 26
Russian Federation Moscow
9 час.
Развейте пожалуйста сомнения. Решил таки сделать светильник на 4-х матрицах Bridgelux BXRC-50G4000-F-24. Питать хочу от AC/DC драйвера на токе 700 ма. По даташиту падение напряжение на диоде 28,7В. То есть получается, что нужен драйвер обеспечивающий выходное напряжение не менее 120В. Будет ли безопасна такая конструкция, на радиатор ведь при этом будет приложено достаточно высокое напряжение?
2018-09-1616/09/2018 15:09:07
#2534167
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

romezus
То есть получается, что нужен драйвер обеспечивающий выходное напряжение не менее 120В. Будет ли безопасна такая конструкция, на радиатор ведь при этом будет приложено достаточно высокое напряжение?

Тут в соседней теме как раз этот вопрос обсуждается. Скорее всего ничего страшного не будет, но я бы все-таки соединял только по две матрицы последовательно, и соответственно, ставил два драйвера.
2018-09-1616/09/2018 15:14:05
#2534168
Нравится KoRvin, Haupter
Малёк


30 26
Russian Federation Moscow
9 час.

Константин Кучеренко

А не подскажете в какой именно теме, видимо проглядел.
Может в таком случае более оптимально поставить по одному DC/DC драйверу на каждую матрицу? С другой стороны это усложнит/загромоздит конструкцию.
2018-09-1616/09/2018 15:23:41
#2534173
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

romezus
Может в таком случае более оптимально поставить по одному DC/DC драйверу на каждую матрицу?

Я итоге так у себя и сделал. Но вполне возможно, что перебдел.
2018-09-1616/09/2018 16:45:53
#2534208
Постоянный посетитель


588 89
Санкт-Петербург
1.5
11 сек.

Константин Кучеренко


Я наверно сделаю так же. Как правильно рассчитать количество диодов или какие то правила расчётов? Я хочу хорошее освещение до 100 люм/л И светильник всё-таки подвесить или сделать сдвижной. Что бы можно было легко ухаживать за банкой и не делать крышку.
2018-09-1717/09/2018 10:38:12
#2534445
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

Александр Ч.
Как правильно рассчитать количество диодов или какие то правила расчётов? Я хочу хорошее освещение до 100 люм/л

Напомните, какие диоды вы выбрали.
2018-09-1717/09/2018 10:46:29
#2534448
Постоянный посетитель


588 89
Санкт-Петербург
1.5
11 сек.

Константин Кучеренко Какие диоды


CXB1512-0000-000N0UM450G
CXB1512-0000-000F0UN250G

Я особо не могу выбирать так ка это всё долго и сложно. Вот эти к примеру. Хочу попробовать именно 5000К. Площадь банки 450х950мм глубина 45. нужно осветить дно хорошо. И вот под вопросом регулировка (диммир) Конечно возможно надо будет убавлять, но если это слишком сложно и дорого то не надо. Делаю не для скейпа а для хорошего засвета болота и роста растений. И на будущее хочу на основании какого то варианта сделать свет и в другие банки. В маленькие не буду там и так линейки. А вот в большие есть смысл.
2018-09-1717/09/2018 10:56:05
#2534450
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

Александр Ч.
Я особо не могу выбирать так ка это всё долго и сложно. Вот эти к примеру. Хочу попробовать именно 5000К. Площадь банки 450х950мм глубина 45. нужно осветить дно хорошо. И вот под вопросом регулировка (диммир) Конечно возможно надо будет убавлять, но если это слишком сложно и дорого то не надо. Делаю не для скейпа а для хорошего засвета болота и роста растений. И на будущее хочу на основании какого то варианта сделать свет и в другие банки. В маленькие не буду там и так линейки. А вот в большие есть смысл.


На мой взгляд, не очень удачный вариант вы выбрали.
1)Спектр обычный белосветодиодный с очень посредственной цветопередачей. Для CCT=5000 в даташите CRI=70. Это реально будет довольно уныло. Свет будет примерно такой же противный, как от старых люминисцентных ламп LD. Все-таки смотреть на это вы иногда будете.
2)Энергоэффективность, если судить по даташиту - тоже не самая рекордная. А для роста растений у таких диодов еще маловато красного в спектре.
3)Эти COB имеют керамичекую основу, и для прикрепления к радиатору вам еще понадобится специальный крепеж, просто привинтить их не получится.

Управление интенсивностью у диодного света осуществляется достаточно легко. Главное, чтобы драйвер это позволял. Это легко возможно для всех драйверов DC-DC. Для драйверов AC-DC надо конкретно смотреть. Для управления понадобится контроллер. Мне вполне нравится китайский TC-420. Имеет 5 каналов и достаточно удобно программируется с компьютера.


Изменено 17.9.18 автор Константин Кучеренко
2018-09-1717/09/2018 11:13:11
#2534452
Постоянный посетитель


588 89
Санкт-Петербург
1.5
11 сек.

Константин Кучеренко


Что же тогда выбрать если ти кобы тут и посоветовали там врjlt цветопередача 90 ядумал
2018-09-1717/09/2018 11:17:44
#2534453
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

Александр Ч.

Может, я не там смотрю?
https://www.cree.com...
На 5000К я таких что-то не нашел.

Изменено 17.9.18 автор Константин Кучеренко
2018-09-1717/09/2018 11:18:50
#2534454
Постоянный посетитель


588 89
Санкт-Петербург
1.5
11 сек.

Константин Кучеренко


Color Rending Index
90
Это то?
2018-09-1717/09/2018 11:21:01
#2534455
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

Александр Ч.

Да.

На 4000К там в списке вроде бы есть даже CRI 95. Правда спектра я такого там не увидел.

Изменено 17.9.18 автор Константин Кучеренко
2018-09-1717/09/2018 11:22:10
#2534456
Постоянный посетитель


588 89
Санкт-Петербург
1.5
11 сек.

Константин Кучеренко


Ссылка была на чип дип которую давали выше
2018-09-1717/09/2018 11:27:07
#2534459
Советник



12581 5689
Москва
10 сек.

Константин Кучеренко
4 и 8 страница внизу. Спектр не дают, увы и Lumileds этим грешит. У меня есть только замер 5600К/90+ из другой линейки
2018-09-1717/09/2018 11:35:30
#2534462
Постоянный посетитель


588 89
Санкт-Петербург
1.5
11 сек.

lonelity


Как же выбрать диоды? Понятно когда пришёл покупать помидоры. Выбрал или дорогие или дешёвые и так далее.

Изменено 17.9.18 автор Александр Ч.

То есть в чип/дипе неверно указано 90?

Изменено 17.9.18 автор Александр Ч.
2018-09-1717/09/2018 11:39:40
#2534463
Советник



12581 5689
Москва
10 сек.

Александр Ч.
в чипе все верно, U перед кодом группы по световому потоку - 90+

Изменено 17.9.18 автор lonelity
2018-09-1717/09/2018 11:43:16
#2534466
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.


в чипе все верно, U перед кодом бина - 90+

Надо бы мне их тоже измерить. А то как-то неоднозначно все.
2018-09-1717/09/2018 11:48:53
#2534467
Советник



12581 5689
Москва
10 сек.

Константин Кучеренко
в даташите эти бины стоят в группе Ra 90, один в 19 вольт исполнении, другой 38 - и разные бины по яркости.

Изменено 17.9.18 автор lonelity
2018-09-1717/09/2018 11:54:34
#2534468
Советник



7429 3116
Москва
1 мин.

lonelity

Да, я нашел на 8 странице наконец-то. Спектр бы увидеть таки. А можно ссылку на Ч&D? Я попробую заказать и посмотреть, как оно на самом деле.
2018-09-1717/09/2018 12:02:39
#2534470
Посетитель


267 82
Балашиха
2 час.

мини светильник на 10w

Добрый день!
Что бы не плодить лишнюю тему спрошу здесь.
В качестве эксперимента собираю мини светильник на двух светодиодах по 5w, подскажите правильные ли я компоненты собрал?

1. TDS-P005L8012, Светодиод белый 140", 350люмен, 5Ватт, серия STAR 6800К × 2 шт.;
2. 50х170х20мм, Профиль Лигра (алюминий) × 1 шт.;
3. LDD-700L, DC/DC LED Driver, 20Вт, вх 9-36В, вых 2-32В/700мА, преобразователь для светодиодного освещения x 1 шт.;
4. Источник питания AC-DC 12V.

Освещать планирую кубик 10 литров (лилеопсис и мох).
2018-09-1717/09/2018 12:06:06
#2534471



Top