Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 60)

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

Да это просто мечты к слову.
Вырубают, травят, фрезеруют, роботизированная пайка, лазер, все что угодно.
Думаю и теплопроводность, и прочее обсуждается, закрытое опытное оборонное предприятие подрабатывает.
В нашем случае все в партию упрется как обычно.
Это про прогресс.

Про ремонт я и не думал... .

Изменено автор Андерсен

Профиль имеется, просто кто поможет рассчитать диоды с драйверами на 320 литров 60люмин/1 литр!!!и возможно ли использовать мои блоки!!!

Андерсен
Это про прогресс.

Так и SinkPad по сути дела то же самое.

Jasik321
Профиль имеется, просто кто поможет рассчитать диоды с драйверами на 320 литров 60люмин/1 литр!!!

Светодиоды для дискусов - СОВ L2C5-FS001211E1900 - 6(8) шт.
Драйверы (блоки питания) - MW LCM-40 - 3(4) шт.

Мои блоки не пойдут?!

Jasik321
Мои блоки не пойдут?!

Может и подойдут, куда и как я не знаю.

Jasik321

То что я вам написал, уже от 18000 руб. и выше.
Добавьте туда радиатор, комплектующие, стекло, отражатели/рассеиватели и много другое.
И конечно вашу работу.

Jasik321

И это без таймеров или контроллера.

Jasik321
60люмин/1 литр

Зачем с парой эхов и нимфей "60лм/л"?

Jasik321

Блоки - можно. Если между ними и диодами включить Meanwell LDH-45A на нужный ток.

Изменено автор lonelity

lonelity Так и SinkPad по сути дела то же самое.

Не, там совсем иное. То, о чем говорит Андерсен - по сути - металлическая плата, где вместо металла выступает радиатор. А SinkPAD - это металл, который упирается в термалпад светодиода без всяких изолирующих слоёв.

lonelity
Зачем с парой эхов и нимфей "60лм/л"?

Чтобы жизнь мёдом не казалась. Чтобы научиться бороться с водорослями. Чтобы понять что такое разогнанный травник, научится рассчитывать подачу Со2 контролировать гидрохимию воды, ременелизировать осмос. Вообщем чтобы набить как можно больше шишек и стать профессионалом аквариумистом. Ну денег на оборудование вложить 70-100тыс. руб.

Изменено автор KoRvin

KoRvin
Чтобы жизнь мёдом не казалась.

Именно. Это называется "искать на пятую точку приключений". Но - может в этом и есть суть любого хобби?

DNK

Меня просто поражает как все быстро развивается... .

Jasik321

L2C5-FS001211E1900 - 4шт
LDH-45A-1050 - 4 шт, если очень хочется использовать ваши БП. Но не уверен, что первый не уйдет в защиту на макс. токе, возможно придется выставить меньше ток или лучше сразу делить на два БП.
Ledil Angelina XW - 4шт
Контроллер ШИМ (Xendil, TC420) или ручной диммер 0-8 вольт
Если рефлекторы не влезут под стекло радиатора - колхоз из банок и оргстекла





Изменено автор lonelity

А для каких целей тогда эти блоки?!что в них не так?!

Jasik321

Для питания светодиодных ленточек или маломощных модулей для наружной рекламы.

Jasik321
что в них не так?!

Это стабилизаторы напряжения. Для питания мощных светодиодов и матриц нужны стабилизаторы тока.

    
——————350литров ————­—
171w ­

3 w —30 шт—6500К­ крее
3w —5шт—15000К.  ­
3w—10шт—460nm­
3w—12 шт—660nm­
+2драйвера 105v­ так пойдет?!
С такими диодами пойдут эти блоки?!

Jasik321

Зачем эти китайские подделки? Выше вам давали ссылку на проверенные матрицы с великолепной цветопередачей (CRI 96 6500к) - на "cree" c али получите синюшно-желтый свет - тогда проще взять пару биодизайнов или чихиросов.

Jasik321
С такими диодами пойдут эти блоки?!

только с промежуточными драйверами

Всем привет! Подскажите по количеству диодов на 300 л.Разогнаный травник. Диоды хочу брать на электронщике.Спасибо за ответы.

lonelity

А вы можете сказать своё мнение относительно распределения линеек/диодов над поверхностью аквы? Как лучше? Ну вот к примеру, среднестатистическая банка 100х50х50. Ведь необходимое количество света можно уместить в один метровый тонкий профиль 50-60мм - (две линейки по 500мм или один ряд COB), а можно взять профиль 300мм и сделать два-три-четыре ряда. Но стоимость в этом случае будет выше, и балда будет здоровая висеть.
И длина светильника - должна быть равна длине банки, или можно сделать немного короче? Угол рассеивания то ведь ни кто не отменял.

shelline

Нет, не готов точно сказать.
Нужно смотреть даташиты оптики, например Ledil и прикидывать.
По цене тоже не все так однозначно, для мощных COB нужны массивные радиаторы, оптика - стоимость решения от Ledil - от 450 до 1500 на точку

shelline
Ну вот к примеру, среднестатистическая банка 100х50х50.

Шикарные размеры и есть где дать волю разнообразию. Определитесь с высотой подвеса и тогда более ясная картина станет с расположением.

Haupter

высота подвеса - вопрос творческий - всё в наших руках - захотим, можно и на 10см. повесить, а захотим и на 20см.

Чтоб понятнее было немного предыстории. Я уже начинал с lonelity обсуждать изготовление себе светильника. Но постеснялся широкого обсуждения тут на форуме, чтоб не показаться навязчивым. Вопрос не спешный и, как показывает практика, весьма не дешёвый, что в современных реалиях кризиса накладывает определённый отпечаток и поневоле начинаешь считать каждую копейку.
Как уже говорил, захотелось мне новую банку побольше. Сейчас около 200л. Захотелось в адовском стиле - открытый, без стяжек и без рёбер. Поехал по городу - все мастера отказались клеить такую. В итоге решил клеить сам, а для пробы склеить маленькую. Маленькую склеил успешно, к большой буду переходить, наверное, в начале лета - чтоб клеить на даче - там и простор и для проверки наполнить можно смело, не боясь что протечёт на соседей.
Заказывать из другого города не хочу. Стекло в курске продают максимум 10мм. Проконсультировался с Сергеем Шпаком - он сказал, что для такой толщины стекла высота воды должна быть 45см. Или 50см но за 2 - 3 года шов устанет и начнёт расходиться, придётся переделывать. Исходя из этого, возможен вариант 120х60х45h - в этом случае объём воды получается ровно 301 литр.

Ну и естественно первым делом встаёт вопрос со светом. На мой взгляд, есть три варианта -

1. "Чтоб было" - обычные строительные LED прожектора на подвесе общей яркостью до 15k lm - 2000руб. + подвес из г. и палок
2. "Правильный" светильник на разноцветных COB с контроллером - тут цена может легко к $1000USD улететь
3. Бюджетный вариант - светодиодные линейки с CR>80%

Второй вариант я опускаю за неимением финансовых возможностей, а первый совсем не исключаю, т.к. есть много примеров успешного содержания и роста растений под обычными дешёвым прожекторами. Страдает исключительно визуальная составляющая.

Рассматриваю третий с линейками от NEON. Там есть линейки и по 7k-8k lm - т.е. в принципе, достаточно будет двух. А поставив диммируемый драйвер можно будет, в перспективе, и рассветы/закаты сделать. Но возникают вопросы -

1. Как одна линейка, расположенная по оси, осветит ширину банки 50-60см? Конечно, вместо одной линейки по оси можно поставить две, но тогда нужно брать широкий профиль, например ТПК-11, а он в 5 раз дороже того же ТПК-013

2. А не добавить ли к линейке 5000К линейку 4000К послабее и фито-линейку? В прайсе есть линейки и 6500, но в воронеже их нету.

И вообще, NEON какая то мутная контора. Частникам продают и отправляют любой транспортной или почтой, но для этого нужно лично оплатить в питерском офисе. Бред. А воронежский ИП выставляет цены в 2 раза дороже и исходя из своего наличия. Про возможность сделать линейки 6500К и про алюминиевые профили вообще ничего не говорит.

Господа кто даст ответ про диоды cree купить на сайте электронщик. Белые, теплые и синий если верно выражают в подборе.Спасибо за ссылки.
5 лет назад покупал на 130 литров аквариум.диоды пришли в негодность, таких которые брал уже нет.буду рад помощи

Polonski

Я себе брал XT-E на бине R5(XTEAWT-00-0000-000000H51) холодные и красные 660nm , но сейчас на сайте не смог найти XT-E светодиоды на звезде , там одни эмиторы продают


Изменено автор BlackDemon

BlackDemon
R5(XTEAWT-00-0000-000000H51) холодные

https://ru.mouser.co...

"No minimum CRI" - самый пакостный бин по цветопередаче. Поменяйте хотя бы на XTEAWT-00-0000-00000HH51 или старшие - будет заметно лучше

BlackDemon

XTEAWT-00-0000-00000UDE3 и выше уже интересно

lonelity

XTEAWT-00-0000-00000UDE3 , так он 5000к , а мне нравится по холоднее , раньше стояла МГ на 8000к ,
А так важно опираться на параметр CRI ? я давненько не интересовался новыми технологиями.
И где бы их найти



Изменено автор BlackDemon