Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 42)

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

mikleh
Появилось ли что-нибудь более эффективное чем XT-E за это время?

Да появилось. https://reefll.com/i...

Нет в наличие

андрей.н

Скоро появятся новые светодиодные сборки.

Здравствуйте. Помогите девушке пожалуйста, у меня аквариум 500 литров, 150 см в длину и 50 в ширину и 55 в высоту без крышки, стоят светодиоды обычные белые, рыбки всякие мелкие и ещё тритончик). Растения тоже разные на фото видно. Улиток развелось писец не знаю как избавиться от них. Подскажите мне в подробностях , какой свет мне нужен? Хочу чтобы трава росла и рыбки радовались. Спасибо вам большое!!!)))

Katrusik

Тут вопрос сколько денег можете вложить и какие растения хотите выращивать

Dart Voland

мне не принципиально какие-то особые растения, но конечно хочется чтобы красиво всё было. По деньгам даже не знаю, накоплю если надо будет, надо сначала знать сколько будет стоить и какая именно лампа мне нужна

Реставратор

. Оооо они их съедят???)) Здорово надо купить

Katrusik
у меня аквариум 500 литров, 150 см в длину и 50 в ширину и 55 в высоту без крышки

ну вобще то 412 литров номинальный объем получается, если вы размеры верно указали. А чисто воды еще меньше.
Вот от этой цифры можно отталкиваться. В зависимости от растений светолюбивые или теневыносливые надо.. дай бог вспомнить, от 20 до 40 люмен на литр вроде. А сам источник света не сильно принципиален по моему опыту. Отсутствие правильно подобранного спектра можно перекрыть некоторой избыточной мощностью чтоб не заморачиваться. Тут больше дело вкуса, какое освещение вам нравится: теплое, холодное и т.п. Но вообще если отнестись более серьезно то нужно считать не в люменах на литр, а в люменах на м2. Т.е. у вас площадь поверхности 1,5*0,5м= 0,75м2. Для теневыносливых достаточно 7000 люмен/м2 для светолюбивых 15000/м2 (могу немного ошибаться в цифрах). Т.е. в вашем случае от 5250 до 11250 люмен должна излучать лампа или лампы. Не забываейте только что растениям кроме того что нужен свет нужно еще и что то кушать, как корнями так и СО2.

Katrusik
Растения тоже разные на фото видно.

К сожалению не вижу ваших фото. ADblok просят отключить, а он у меня даже не установлен.

Изменено 24.11.17 автор igor-08

igor-08

мне хотелось бы как у всех с полным спектром чтоб трава росла и окрас рыб радовал, сейчас у меня эхинодорус и обычный какой-то кустик) рыбки ( данио, боция, лабио, меченосцы, сомы разные, ложноскатик, и тритон

Katrusik
мне хотелось бы как у всех с полным спектром чтоб трава росла и окрас рыб радовал

Самый полный спектр имеет белый свет, т.е. лампы с цветовой температурой 4500К. При уменьшении этого значения будет больше желтизны, при увеличении - синевы. Еще у ламп есть такой показатель как индекс цветопередачи - Ra. Чем он больше тем лучше, тем естественнее под светом ламп выглядят предметы. Ну и ко всему прочему окрас рыб сильно зависит от состава питания, да и растений тоже.

Katrusik

Тогда б у биодизайна поискал бы подходящий по габаритам, но их потребуется 2.

Изменено 24.11.17 автор Dart Voland

igor-08
Самый полный спектр имеет белый свет, т.е. лампы с цветовой температурой 4500К

Смелое заявление ...

igor-08
При уменьшении этого значения будет больше желтизны, при увеличении - синевы

Вот как раз 4500К и желтит , 6500К - нет...

Изменено 24.11.17 автор froll-72

froll-72
Смелое заявление ...

Ну я не имею ввиду что лампа будет иметь такой же спектр как и солнце. Я имею ввиду что без перекосов в какую либо сторону.

froll-72
Вот как раз 4500К и желтит , 6500К - нет...

А по мне так в 6500 это уже не нейтральный а холодный свет... "на вкус и Свет.." как говорится.
Из первой попавшейся статьи:
3400 К — солнце у горизонта;
4200 К — лампа дневного света (тёплый белый свет);
4300—4500 K — утреннее солнце и солнце в обеденное время;
4500—5000 К — ксеноновая дуговая лампа, электрическая дуга;
5000 К — солнце в полдень;
5500—5600 К — фотовспышка;
5600—7000 К — лампа дневного света;
6200 К — близкий к дневному свет;
6500 К — стандартный источник дневного белого света, близкий к полуденному солнечному свету;6500—7500 К — облачность;
7500 К — дневной свет, с большой долей рассеянного от чистого голубого неба;

igor-08

Если б какой-либо производитель создал лампу или диод с солнечным спектром - все обсуждения тут бы и встали.

igor-08

Так наглядней будет ... Желтизна исчезает при 5000К и выше , 8000К уже с синевой . НО если у вас в акве есть коряжка , то и 8000К ( в плоть до 10000К) не будет "синить" воду...

Dart Voland

Согласен , не зря мы в светильниках чередуем лампы с разной цветовой температурой ( а так-же используем лампы для аквариумных растений , фито-лампы) ). И всё это сугубо индивидуально.

Изменено 24.11.17 автор froll-72

Dart Voland

поискал бы?!!! Я же вроде девушка)

igor-08

так вот я и прошу подскажите пожалуйста какой фирмы, сколько кел, где купить можно, а то я в этом вообще не понимаю!!))) Вы все пишите про красный и синий спектр ждя травы и рыб он же вроде отдельно от белого???

Katrusik

https://shop.biodes....
там ещё и видео есть

Можно посмотреть попроще CHIHIROS LED

Изменено 24.11.17 автор Реставратор

Katrusik
так вот я и прошу подскажите пожалуйста какой фирмы

Я всегда пользовался обычными бытовыми лампами из хозмага, потом сделал себе светодиодный светильник из опять же самых обычных светодиодных матриц, т.к. что с выбором фирменного изделия не помогу. Смотрите на просторах интернета под свой кошелек. Или обратитесь здесь на форуме к DNK, у него профессиональные хорошие светильники, но дорого.

Katrusik Вы все пишите про красный и синий спектр ждя травы и рыб он же вроде отдельно от белого???
 

Если отдельно то это и будут соответственно красная и синяя лампочка. А если все цвета совместить, то получится белый.

Katrusik

Ну в данном случае имеет контекст "я на Вашем месте поискал"))))

igor-08

С белыми диодами тоже не все так хорошо, большинство недорогих бытовых светильников дают малоприятный микс из желтого и синего. Особенно страдают красные оттенки.

lonelity

мне вот интересно если взять обычные бытовые светодиоды как на потолке и совместить их, получится лампа нормальная?

Katrusik

Нет.

АSG

почему?

Katrusik

Для 500л травника? Сразу предупреждаю, карманы вывернет будь здоров. Если хотите переделывать в травник - довольно грубый подсчет - в районе 30-40 люмен на литр объема. Если аквариум длиной 144-166см - пара таких http://bioprice.ru/c...
Совсем колхозный вариант, с риском попасть на мерцающие хуже люмок и дохнущие за пару месяцев прожектора - четыре 50-ваттных диодных прожектора 6500К.

Если хотите красивый растительный аквариум - ИМХО купите баночку литров 60 и делайте маленький зеленый мирок в ней.

lonelity

А если например взять таких штуки 4 и прикрепить на алюминиевый радиатор, который во всю длину аквариума и шириной 10-15 см ?

Biotorch
А если например взять таких штуки 4 и прикрепить на алюминиевый радиатор

То получится относительно сложно, колхозно и дороже чем купить несколько готовых светодиодных прожекторов на таких же матрицах.