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

А я поигрался с диффузионными пленками, в частности и от DNK коллега давал на пробу.
И пришел к кислотному матированию пастами, тонких минеральных часовых стекол, благо они сейчас любых размеров и толщины.
Покупаю 1 или 1,5 мм.
Временем нахождения в пасте можно получить любую "фактуру".
Под микроскопом стекло выглядит как "микро линзочки", абсолютно не пачкается.
Если нужно слегка "забить" видимый конус света, матирую с одной стороны.
Если нужно совсем рассеять видимый конус, матирую с двух сторон.
И как мне кажется, на этом и остановлюсь.
"Кубик" 950х950х950 пробиваю 3-мя Фиш на 700мА легко.
Но Фиш все таки холодноват для моего восприятия.
Добавил один ММ в середину и восторгу не было предела, но рассеял его конкретно.
Надеюсь СЕ-3 5000К порадует еще больше.

n5.65
И пришел к кислотному матированию пастами, тонких минеральных часовых стекол, благо они сейчас любых размеров и толщины.

Расскажите подробнее, пасты готовые или сами?

n5.65

Зимой у вас тоже влажность >50%? Вы дом не отапливаете?

Константин Кучеренко

У меня все под крышками, высокая влажность в частном доме.
Что на улице на уровне 1-го этажа, то и по всему дом.
А это всегда выше 50% влажности, по осени и после дождей и 80% не редкость.
Максимум 20 мм от зеркала воды.
Естественно "конус" после отражателя конкретный визуально.
Пришел опытным путем к рассеиванию.

artvhm

Паста готовая и самая доступная, хранится долго.
https://samokraska.r...
Тщательно перемешиваю прямо в банке и погружаю туда полностью сразу все стекла.
От 5 до 15 минут.
Если нужно с одной стороны, то заклеиваю любым толстым скотчем другую обезжиренную сторону.
Пинцетом туда, с расстояниями между стеклами, пинцетом под проточную холодную воду.
И готово.

Константин Кучеренко

Отапливаю конечно
Зимой меньше 40% не было за 15 лет моей жизни здесь.
Замеры влажности даже в морозы на улице показывают 30%.
Видимо сказывается наличие рядом реки и большого разлива, низина.

n5.65
А это всегда выше 50% влажности, по осени и после дождей и 80% не редкость.

Это странно, поскольку в отапливаемом помещении по определению влажность ниже, чем на улице. А какую температуру в в аквариуме держите, и какую в комнате?

n5.65
Паста готовая и самая доступная, хранится долго.

Век живи, век учись...Спасибо пригодится

artvhm

Вам сколько штук надо? [/q]

Я для этого тут и сижу, что бы понят скольк чтук и какие светодиоды нужны. Пока ничего вразумительного сказать не могу ибо чтук чего? Надо выбрать диоды сначала. Вот предложение пока нашёл в кол-ве не менее 20 штук и то сразу отказали в одном из интернет магазинов.

Константин Кучеренко

Это не первый мой кирпичный дом, в частном секторе всегда так, просто видимо никто не измеряет.
Есть и приточная, и отточная вентиляция, естественная и принудительная.
Рядом большая площадь поверхности, летом испарения воды из земли, зимой испарения от вымерзания снега.
Да и какие сейчас зимы, одно название.
Рядом река, два ручья в 15 метрах )) и большой разлив реки в 300 метрах.
Плюс семья большая, даем много продуктов жизнедеятельности в атмосферу .
Поставил датчик влажности, после 60% включается принудительная вентиляция, но снижение минимальное.
В общем то комфортно, белье сухое, все сухое, льда на стеклах нет зимой.
Но открытый аквариум, это плесень на потолке и стене в углу в этом месте через месяц.
Температура воды в аквариумах +30+31С.
Температура в помещениях с июня по сентябрь естественная, как на улице, редко подогреваем.
Зимой постоянная +24+26С.
Вы же понимаете, роса с весны до осени не может ниоткуда браться.

В квартире в Митино на 14-м этаже зимой и 10% бывает, там просится аквариум без крышки


Изменено 17.9.18 автор n5.65

n5.65
Температура воды в аквариумах +30+31С.

Вот это ключевой момент. Дискусы. Я у себя аквариумы не подогреваю вообще. В итоге открытая тонна воды добавляет не более 5-7%.

Константин Кучеренко

Да, когда то замерял, после +27С конкретно испаряется открытая емкость.
Это по моему даже описано где то, про диполи воды после +26+27.

Изменено 17.9.18 автор n5.65

n5.65
Это по моему даже описано где то, про диполи воды после +26+27.

Диполи тут не причем. Просто над поверхностью постоянно образуется слой воздуха с температурой, примерно равной температуре воды. Вода испаряется. Но воздух все время движется из-за конвекции, поэтому вне аквариума он охлаждается и автоматически относительная влажность при понижении температуры становится больше.

Ребят помогите плиз, прочитал весь раздел полностью в голове каша)))у меня 320 литров классика помогите подобрать нужные СД на такой литраж!!!

Jasik321

Светильники BEAMS для морского и пресноводного аквариума

у меня есть вот таких два блока!!!возможно их использовать и сколько правильно можно подключить к ним СД?!

Андерсен

вы сразу и цену скажите человеку

Хочется своими руками, если бы купить не писал бы тут!!!

Jasik321
помогите подобрать нужные СД на такой литраж!!!

Светильник - это не только нужные светодиоды. Светильник состоит из более чем сотни компонентов. Из них примерно треть - критически важные. Остальные желательно тоже не абы какие использовать. Мне несложно перечислить все. Но - будете ли вы готовы всё это найти и реализовать? А если нет, то тогда зачем делать светильник хуже, чем можно купить уже готовый? Какой в этом смысл?

Сразу подчеркну - если вы думаете, что самоделка, которая будет не хуже серийного изделия, получится дешевле, то вы очень сильно заблуждаетесь. Даже если все ваши труды вы посчитаете по нулевой цене, то вы даже и близко не сможете получить такую же цену. К сожалению, таковы экономические реалии. Это не моя придумка.

Jasik321
возможно их использовать

да - но сложно, потребуются специальные драйвера.

Jasik321
помогите подобрать нужные СД на такой литраж!!!

нужные для чего? Малавийник? Травник с разгоном, газом и удобрениями?

Jasik321
Хочется своими руками

Изучайте. Вариантов много - от дешевейшего китая с сине-желтым светом и КПД люмки - до брендов.
Начните с поиска радиатора. Про крышку на аквариуме можете забыть.

У меня дискусам в банке, пока пустой без травы!!!!

DNK

Кстати новая идея, нашел фирму - делает плату прямо на радиаторе заказчика.
Стеклоткань, стеклотекстолит или фторопласт, травленая металлизация дорожек толщиной до 140 мкм, лак или полимер сверху.

Jasik321

Травник с дискусами? Сложная задачка даже без учета света.

Jasik321

лучше напишите, какой бюджет на свет - может проще остаться на люмках

Андерсен
Кстати новая идея, нашел фирму - делает плату прямо на радиаторе заказчика.

Что значит "прямо"? Чем это отличается от обычной, точно такой же платы, только приклеенной на радиатор?

DNK

Я такого раньше не видел.
То у нас/вас - алюминиевая плата с металлизацией через изолирующий слой или СОВ,
а то тоже самое сразу на корпусе заказчика.
Пропадает звено - контакт платы и радиатора, и провода.
Ограничение на габариты 890мм х 890мм, видимо размеры термопресса.


Изменено автор Андерсен

Андерсен
Пропадает звено - контакт платы и радиатора, и провода.

Угу. Но при этом система становится абсолютно неремонтопригодной. Опять же - какая теплопроводность изолирующего слоя обещается?