Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 19)

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

Подскажите сколько таких http://elektroopt.co...
диодных сборок надо что бы поставить в замен 3 трубок по 90 см.?
Что еще нужно для сборки на этих светодиодах (если можно приблезительную схему подключения).

crownl

комплектующие для светильника на сд продаются в магазинах электроники а не в электротоварах.

неритина

А какая разница где покупать комплектующие????
Я вопрос задавал не где покупать .

crownl

Вы дали ссылку на непонятные модули, вероятно с дешевыми китайскими светодиодами. Сколько они дают света и какого спектра - тайна сия великая есть. Опять же - модуль всего полутораваттный, то есть даже при наилучших раскладах света от него не очень много. Но скорее всего это тот самый квадратный модуль, на котором стоит 4 слабеньких светодиодика, которые в последнее время стало модно ставить для подсветки рекламных конструкций. У меня приятель держит рекламное агентство - очень ими доволен потому что клиент ведется на "светодиоды", а через год, когда светоотдача у них падает навзничь, подавляющее большинство клиентов разводится на очередную покупку такого же гуано. Получается очень выгодно

В общем, если вы не хотите связываться с котом в мешке, прошу вас ознакомиться с этой темой Пятиканальные светодиодные сборки для пресноводного аквариума
по тем комплектующим и их сборке даже учебный фильм снят, а сейчас идет льготный период продаж

DNK

Сборки действительно китай, и стоят в районе 35 руб. вот сколько их надо чтоб заменить 3 трубки если они 1.5 в , чтоб света было примерно столько же, или ваших сборок на тот же свет.

crownl

Еще раз повторю - сколько надо таких сборок я не знаю, да и вряд ли кто даст вам правильный ответ. Потому что параметры этих сборок никто не может знать, а если кто-то думает что знает, может запросто убедиться в том что его знания не стоят ничего - качество таких сборок очень сильно плавает от партии к партии.

Что касается сколько надо моих сборок вместо 3 трубок по 30Вт - то моих сборок надо примерно полторы

crownl

чтобы заменить ваши три трубки нужно как минимум 150 шт таких модулей но о их качестве и пораметрах сказано выше.(более 10 лет в рекламном производстве)

Изменено 8.8.13 автор неритина

Подскажите пойдет ли мне данный светодиод для освещения травника в 50 литров

http://tambov.tiu.ru...

И скажите еще сколько штук мне их понадобится? Питание будет 1050 мА.
Спасибо.
хочу питать данным драйвером

http://allforled.tiu...

Изменено 15.8.13 автор Reflex13

Подскажите пожалуйста где можно взять свтеодиоды CREE по адекватной цене для россии. Желательно с наложным платежом.
Спасибо.

Reflex13
CREE по адекватной цене для россии.

Дешевле, чем тут http://www.electrons... не найти!

AquaCross

помимо дорогих аквалед 4 еще как нибудь можно диммируемыми драйверами управлять??? драйвера mv ldd-1000h

сообщение Dimon777

AquaCross

помимо дорогих аквалед 4 еще как нибудь можно диммируемыми драйверами управлять??? драйвера mv ldd-1000h

Разумеется. Сколько каналов управления нужно?

DNK

я думаю два, один на холодные белые, второй на красные. т.е. допустим есть кубик 30*30*30. планируется 4 хт-е, 1 глуб красный,1 зеленый. кстати красные и зеленые есть у cree???
получается нужны дрова ldd 1000h 1шт, и ldd 350h или 500h 1шт. Вот куда только зеленый ставить не знаю и как регулировать зеленый???
какие варианты???как диммировать?

Dimon777

Добрый день, глубокий красный ненужно, также и зеленый.У кри есть голубой и обычный красный на звездах, будет достаточно!можно у днк заказать заказную сборку на три диода красный+голубой+циан.Или взять готовую пресную пятиканальную сборку и питать послабже , а с контроллером и вовсе подстроить как надо.

неритина

ну а если допустим не нужны мне закаты и рассветы, а нужна только регулировка яркости, чтобы отстроить необходимое кол во света под конкретный аквас, а включение и выкл по таймеру будет? остается похоже только один вариант -учиться паять и собирать шим регулятор самостоятельно? готовые решения существуют?

А что мешает взять контроллер и не настраивать на рассвет/закат? Самодельный всё ранво дороже получится.

Internet

сомневаюсь))))но скоро узнаю

сообщение Dimon777

неритина

ну а если допустим не нужны мне закаты и рассветы, а нужна только регулировка яркости

Крутилки с ШИМ стоят копейки, их легко сделать.

Dimon777
помимо дорогих аквалед 4 еще как нибудь можно диммируемыми драйверами управлять??? драйвера mv ldd-1000h

Для кубиков есть недрогой 2х канальный контроллер с 2я драйверами. 1300р + Б.П.

Dimon777
ну а если допустим не нужны мне закаты и рассветы, а нужна только регулировка яркости, чтобы отстроить необходимое кол во света под конкретный аквас, а включение и выкл по таймеру будет? остается похоже только один вариант -учиться паять и собирать шим регулятор самостоятельно? готовые решения существуют?

Если не нужны рассветы/закаты лучше использовать диммируемый AC/DC драйвер, + таймер

Здравствуйте.
Хочу как доп подсветку , для фотографирования купить - Прожектор LED 20w
Мой аквариум - 700 литров по полной. Кто смиренно действует и ждет , тот жнет. Проект - В поисках мечты
Скажите, на сколько сильным будет свет..? На ваш взгляд...Хочу такой свет , может чуть больше -


Или может какой другой вариант? Бюджет на это - 500 р - 600 р.
К примеру тут - http://www.avito.ru/...
НЕ реклама!!!

Изменено 28.11.13 автор Lux in tenebris

скептик

тыкни меня в них)))

Lux in tenebris

Гуглил я про эти светодиодные прожектора ещё до того как светодиодный светильник свой собрал. Был соблазн купить 3-4 штуки по 20w но к сожалению они светят ровно на столько сколько стоят. И ещё они герметичные, зимой в мороз на улице они будут работать и не перегреваться дома многие говорят что перегреваются и горят. Светодиодные матрицы там прошлого поколения эффективность их не намного выше чем у люминисцентных ламп т5. Спектр имеют либо холодный белый либо тёплый. Вообщем было очень заманчиво попробовать, но решил что это фигня и собрал на нормальных диодах.

Lux in tenebris

Вот не поленился нашёл обсуждение. Светодиодный прожектор

Спасибо,
KoRvin! Все взвесил, думаю да же для подсветки будет много.._) Я ищу же для подсветки, а пока свет у меня же 350 Вт МГ - 55 люминов на литр, 0,65 Вт на литр, BLV 8800 K.
Если вдруг кто по ссылке на форум попадет..._) - вот моя аква -
700 литров по полной. Кто смиренно действует и ждет , тот жнет. Проект - В поисках мечты

Попробую взять на диодах какой светильничек, только для подсветки.И сразу сюда и к себе в тему выложу.

Dimon777

тыкни меня в них)))

скептик
Для кубиков есть недрогой 2х канальный контроллер с 2я драйверами. 1300р + Б.П.

См. U2U

скептик
Если не нужны рассветы/закаты лучше использовать диммируемый AC/DC драйвер, + таймер

Например, навскидку
http://www.meanwell....
можно и другие поискать

Изменено 29.11.13 автор скептик