Светодиодный светильник для аквариума: правильно (страница 47)

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

Vadim_chik

Вы правы описался.

DNK
Итак, что мы имеем в сухом остатке? WiFi не нравится потому что не нравится... Здорово.

справедливости ради - с вай-фай могут быть и проблемы. в комнате с морем вай-фай на бимсе работает от 20 минут до 2 часов. когда нужно похвастаться гостям - обломно ребутать светильник) в комнате с пресняком сетей ловится меньше и вайфай работает стабильно месяцами.

dinozavrik
справедливости ради - с вай-фай могут быть и проблемы

Проблемы, вызванные внешними причинами, могут быть с чем угодно. Я вам больше скажу - если бы связь была по проводам, то вероятность такого рода проблем уменьшилась бы, но не исчезла совсем

KOCMOHABT
а насколько нужно UV в травнике, в водяном травнике.

Во-первых, не UV, а UV-A. Во-вторых, для чего. В-третьих - какие растения?

KOCMOHABT
полностью расскажите название?

Диана Вальстад - Экология растительного аквариума

DNK
В-третьих - какие растения?

трава + рыбки
первоначальный сетап, а потом уж как пойдет...

Anubias barteri 'Coffeefolia'
Эхинодорус Везувий
Limnophila hippuridoides
Bucephalandra Mini Coin
Hydrocotyle tripartite
Alternanthera reineckii 'Mini'
Eriocaulon cinereum
Taxiphyllum Barbieri
Flame Moss
Vesicularia montagne

KOCMOHABT
первоначальный сетап, а потом уж как пойдет...

Очень разношерстная трава...
Общий принцип такой - растениям, которые на самом деле сухопутные - например эхи, УФ-А нужен. Растениям, которые живут в глубокой воде и чисто водные - не ахти. В общем и целом, на круг, я бы сказал что той печкой, от которой можно танцевать, является 10-15% излучения УФ-А от общего количества излучения.

DNK
Проблемы, вызванные внешними причинами, могут быть с чем угодно. Я вам больше скажу - если бы связь была по проводам, то вероятность такого рода проблем уменьшилась бы, но не исчезла совсем

так-то оно так, но помещение у меня не промышленное, высоковольтных кабелей там нет, сомневаюсь что по lan или usb были бы проблемы со связью))
я не знаю как лучше сделать связь со светильником - лишние кабели вокруг аквариума тоже не дело... я просто поныть хочу)))

dinozavrik
сомневаюсь что по lan

фибер/медь?

dinozavrik
я просто поныть хочу)))

Святое право каждого форумчанина Только редко кто в этом сознаётся, хотя делают это почти все, а кое-кто так и вовсе постоянно

KOCMOHABT
фибер/медь?

Волокно, конечно, было бы гуд Но за такой контроллер меня бы даже критиковать никто не стал - поленились бы, максимум у виска пальцем покрутили

DNK
Волокно, конечно, было бы гуд

ага, и кревеДкам не вредно )))

Ребята, скажу как профессионал, ибо это моя профессия. Разницы между оптикой и витой парой в пределах квартиры вы не узнаете, не почувствуете. Даже на расстоянии 50 метров.

DNK
Вам еще нужно будет постараться чтобы контроллер объявился в Интернете. К тому же есть такая штука - шифрование называется. Так что ваша Вселенная ограничится вами же.

Мне не нравится сам факт использования дефицитного радиоэфира ради совершения примитивного действия. Зачем шуметь, если можно этого не делать? У вас телевизор через wi-fi, а я ноутбук предпочитаю включать через ethernet, если есть такая возможность. Не говоря о десктопах. Телевизора у меня вообще уже лет 10 нет , так что про него ничего сказать не могу.

Так что да, можете считать, что не нравится, потому, что не нравится. Имею на то полное право. Могу вас еще удивить своей странностью: почти никогда не беру в супермаркетах пластиковые пакеты.

DNK
В общем и целом, на круг, я бы сказал что той печкой, от которой можно танцевать, является 10-15% излучения УФ-А от общего количества излучения.

Степень полезности той или иной части спектра зависит исключительно от наличия или отсутствия этой части спектра в продвигаемых в данный момент изделиях .

Разницы между оптикой и витой парой в пределах квартиры

мы говорим в пределах банки...

Константин Кучеренко
У вас телевизор через wi-fi

Нет

Степень полезности той или иной части спектра зависит исключительно от наличия или отсутствия этой части спектра в продвигаемых в данный момент изделиях .

Именно потому что мы растем над собой, мы сейчас можем предложить сборки на _наилучших_ светодиодах практически по цене китайского мусора

Изменено 26.11.17 автор DNK

KOCMOHABT
мы говорим в пределах банки...

А зачем тогда затрагивать вообще оптику? И причем тут креветки? Вы только представьте что придется добавить для оптики ) Посмотрите в интернете размер модуля SFP

Изменено 26.11.17 автор Vadim_chik

Vadim_chik
Посмотрите в интернете размер модуля SFP

так речь идет не одном модуле а о минимум 7 а то и 14...

Vadim_chik
И причем тут креветки?

у кревеДок аллергия на медь

KOCMOHABT

Либо я Вас не понимаю, либо Вы меня. Тогда упрощу до категоричности. Оптика в пределах квартиры это стрельба по воробьям ядерной ракетой

KOCMOHABT
у кревеДок аллергия на медь

Витая пара вообще не должна мокнуть. Я понятия не имею как решен вопрос с этим в обсуждаемых светильниках, но касаться воды Rj-45 не должен априори

Изменено 26.11.17 автор Vadim_chik

я Вас не понимаю, либо Вы меня.

так идет шикарный флейм про фибер/помидоры и вкус крипты...
а вы тут с размерами....
))

DNK
на _наилучших_ светодиодах

Вы перестали использовать TSLC? И теперь везде только Люксеоны?

Константин Кучеренко
Вы перестали использовать TSLC? И теперь везде только Люксеоны?

Мы используем коротковолновые от TSLC. Подчеркну - специально отобранные. Мы их ждем. Иногда ОЧЕНЬ долго. Иногда так долго, что это ломает планы. Но они, на круг, лучше чем коротковолновые диоды от Lumileds.

Таким образом, повторю еще раз. На наших сборках BEAMS (а других нет и в обозримом будущем и не будет) используются _исключительно_ _только_ _наилучшие_ светодиоды. Ввиду того что покамест они продаются реально практически по цене китайчатины, мы запланировали постепенное повышение цен. С этими планами можно ознакомиться здесь .

DNK

А есть где-то уже финальное описание проекта с полным списком диодов, с драйверамт-контроллерами?
Кстати, чем закончилась история с заказом линеек от Lumileds? Не нашлось нужное количество желающих?

Константин Кучеренко
А есть где-то уже финальное описание проекта с полным списком диодов, с драйверамт-контроллерами?

Финальное будет на сайте, когда компоненты будут собраны и протестированы.

Пока я показывал по частям в этой теме. Собираю в кучку.

Описание технологии BEAMS здесь .
Описание технологии TruePower, которая применяется на новых драйверных сборках здесь .
Описание светодиодных сборок BEAMS-F v1 для пресноводного аквариума здесь .
Большая скидка уже кончилась, но пока есть малая. Дальше будет дороже. Подробности здесь .

Кстати, чем закончилась история с заказом линеек от Lumileds? Не нашлось нужное количество желающих?

Минимальная партия для покупки от производителя - 500 линеек. При этом 8 линеек, как семплы, нам готовы дать бесплатно. Запросил насчет того чтобы дали возможность купить коробку. Пока ответа нет. Lumileds крайне медленный в решении бюрократических вопросов, а это он именно и есть. Ждём...

ЗЫ Только один любитель пресноводного аквариума успел купить комплект BEAMS с 15% скидкой. Собственно, я и не рассчитывал что будет гораздо больше. Но как тут не вспомнить бессмертное - "ты пойми, всем наплевать!". Как только что показывали в этой теме - светодиоды минимум на две ступени попроще, чем те, что стоят на наших сборках, продаются на сборках же по цене порядка 5USD за штуку. Мы продаем топовые светодиоды по цене меньше 2USD за штуку, а с учетом действовавшей скидки и вовсе по 1,5USD. И что? И н-и-ч-е-г-о.

DNK
Описание светодиодных сборок BEAMS-F v1 для пресноводного аквариума здесь .

А можно там еще прописать длину волны и планируемый 100% рабочий ток для каждого из диодов? А то у некоторых диодов написано "wavelength", а сколько именно "wavelength" не написано. Чтобы не бегать для каждого диода по даташитам. И еще вроде фото этих сборок раньше где-то было?

Константин Кучеренко Чтобы не бегать для каждого диода по даташитам.

Прошу прощения, это принципиальная наша позиция. Мы указываем точное биннирование светодиодов. В описании на сайте даём возможность скачать даташит, кликнув прямо по строке бинирования. Информация там содержится полная, желающие могут посмотреть в даташите что это означает. Если кому-то лень посмотреть даташит, значит ему не нужна эта информация.

Даю ссылку на страницу производителя, где есть даташит .

Насчет планируемого тока - советую еще раз прочесть эту тему, даю ссылку вторично .

И еще вроде фото этих сборок раньше где-то было?

Пожалуйста читайте внимательно темы, ссылки на которые я давал, там все написано отчетливо. Повторяю. Раз . Два .

Константин, хочу подчеркнуть - на то, чтобы РАЗЖЕВАТЬ всё в описаниях, мною было затрачено много времени. Вам не хочется потратить немного чтобы посмотреть что там написано? Я рассматриваю это как элементарное неуважение к моему труду.

Если кому-то показалось что я не уважаю клиентов, то я скажу вот что. Если кому-то сложно "проглотить" то, что я старательно "нажевал", то ему не надо связываться с самодельничаньем, а нужно просто подождать готовых светильников - так всем будет проще, а для клиента еще и дешевле.


Изменено 27.11.17 автор DNK

DNK
Вам не хочется потратить немного чтобы посмотреть что там написано? Я рассматриваю это как элементарное неуважение к моему труду.

Ок. Не буду вас больше беспокоить.