Светодиодная лента полного спектра

Светодиодная лента полного спектра

Сколько обзоров посвящено светодиодом для растений. Сколько копий сломано в жарких диспутах о полезности их для роста растений. В этом обзоре я хочу немного разобраться, все ли светодиоды, продаваемые на просторах Алиэкспресс и прочих китайских магазинах, одинаковые.

Немного о конструкции светодиодов

Светодиодные кристаллы излучают практически монохромный свет, зависящий от материала полупроводника.
Чтобы получить желтый, белый либо тот же «полный для растений» спектр излучения — применяют люминофорное покрытие, которое преобразовывает первичное излучение во вторичное методом фотолюминесценции
Обычно такой светодиод состоит из корпуса с подложкой и выводами, на которые припаивается или приваривается кристалл светодиода, силиконовой линзы, формирующей направление излучения, прокладки с люминофором и защитного колпачка из прозрачного пластика.

В такой конструкции чаще всего используются наиболее яркие светодиодные кристаллы с синим и фиолетовым спектром.
Инженеры всего мира бьются за увеличение светоотдачи и улучшения спектра и других характеристик светодиода. Наши же китайские друзья, прикрываясь высокими технологиями, ищут пути снижения стоимости товара и завоевания рынка, от банального обмана (те же китайские ватты чего стоят))), до поиска наиболее дешевых компонентов.
Для того чтобы немного разобраться с конъюнктурой рынка светодиодов для растений, я
приобрел несколько наборов 3-х ваттных «бусин» разных производителей:

На первый взгляд все они похожи как однояйцевые близнецы )))

А вот включение светодиодов выявило интересную особенность.
Если светодиоды Epiled и Bridgelux за люминофором имеют квадратный кристалл 42mil или 45mil

То кристалл Epistar имеет явно прямоугольную форму

Поиск на сайте производителя действительно показал наличие прямоугольных кристаллов 30x43mil различной мощности

Вольт-амперная характеристика показала явное отличие кристаллов

Наибольшее падение напряжения на кристалле, а значит и электрическую мощность показал желтый светодиод. Наименьшую — Epistar
Характеристики 440 и 660нм светодиодов сюда приводить не стал, их можно посмотреть в этом обзоре
Спектральный анализ при помощи ювелирного спектрометра показал, что светодиоды для растений имеют характеристики близкие к заявленным

Так как точного спектрометра у меня нет, сравнить количественные составляющие спектра не представляется возможным.

Чтобы выявить отличия, решил провести

Натуральный эксперимент

Для этого собираю небольшие фитолампы на алюминиевом профиле

В лампу с раздельным спектром ставлю три красные 660нм и один синий 445нм. Такое количество примерно уравнивает мощность лампы с остальными ,так как падение на красном кристалле составляет всего 2.5В с соответственной мощностью
Запитываю все пять ламп последовательно одним 36 ваттным драйвером кристаллах.

Из за разных напряжений на различных кристаллах разброс мощности получился около 20%

В качестве «подопытного кролика» выбираю траву для кошек, имеющую быструю всхожесть и рост. Да и кота можно порадовать

обираю в темном углу комнаты полигон
Посадил, полил, поехали!

Примерно через сутки трава взошла. Начинаем засветку в круглосуточном режиме (не совсем конечно правильно, но для быстроты эксперимента)

Пару дней — трава потянулась к свету. Более менее равномерно.

А вот на пятый день уже вполне видна разница. Кот с удовольствием следит за развитием эксперимента.

На 7-мой день эксперимент завершаю. Как говориться, результат на лицо

Выявилось два явных аутсайдера — Epiled и Bridgelux. Отличие в росте травы составило более 25%.

Прежде чем подводить итоги, хочется свести в табличку стоимость одного светодиода при партии 50-100 шт

Какие выводы я сделал для себя.

1. Не все йогурты одинаково полезны В данном случае, дешевые светодиоды на кристаллах Epiled оказались менее эффективными для роста растений и брать их нету смысла. Видимо кроме дешевых кристаллов в них используется менее качественный люминофор, иначе не объяснить, как при большей мощности они дают худший результат.

2. И противоположный вывод, не всегда дорогой товар — гарантия качества. Я ничего не хочу сказать плохого про американскую компанию Bridgelux. Скорее все я имею дело с подделкой. Уж слишком близкие характеристики у этого «Bridgelux» с Epiled. Данные дорогие фитосветодиоды ничем не лучше своих дешевых товарок.

3. Для подсветки растений вполне подходят обычные белые светодиоды, обеспечивающие рост наравне
со специальными, причем как с монокристаллами 660 и 445 нм, так и люминофорными с «полным спектром»

4. Тщательный отбор компонентов на Алиэкспресс позволяет сделать более менее оптимальный выбор. Так светодиоды Epistar «полный спектр» по ссылке на товар данного топика, позволяют обеспечить рост растений при 20% снижении мощности лампы относительно белых светодиодов.

Все что изложено в данной статье является моими личными наблюдениями и опытом. Для более точных результатов нужно проводить гораздо больше исследований с применением приборов.

Светодиодная лента для растений создана для того, чтобы компенсировать недостаток солнечного света у растений, выращиваемых на подоконниках, стеллажах и комнатах с окнами на север. Под её влиянием ускоряется рост любого растения: сенполии, укропа и даже созревают томаты. Узнать о том, какими свойствами обладают фитоленты и как не ошибиться с выбором, расскажет эта статья.

В чем особенность светодиодных лент для растений?

Научно доказано, что за эффективный рост листьев отвечает синий светодиод с фиолетовым оттенком, работающий на длине волны с пиком в районе 445 нм. А для развития плодов нужен красный свет бархатного оттенка с максимумом интенсивности около 660 нм. Ничего плохого нет в том, что спектральная характеристика фитодиода отличается некоторой размытостью (±20 нм), но пик излучения должен приходиться именно на указанную длину волны. Вот почему для подсветки не пригодны обычные red и blue ленты, излучающие 630 нм и 470 нм соответственно. Светодиодная фитолента должна применяться как источник дополнительного света для растений, выращиваемых на подоконнике, лоджии, теплице. Это главным образом места, где присутствует солнечный свет с полным спектром излучения, но в малом количестве. Задача подсветки – увеличить световой день до 18 часов, ускоряя тем самым рост, цветение и созревание плодов. Если речь идёт о растениях, которые находятся в дальней от окна части комнаты, то только синих и красных светодиодов будет недостаточно. В таком случае следует применять мультиспектральные лампы, свет которых наиболее схож с лучами солнца.

Читайте также:  Комнатные цветы фото названия и уход маранта

Разновидности

Светодиодная лента для растений состоит из поочерёдно расположенных smd-элементов синего и красного спектра излучения. Как правило, красные и синие кристаллы находятся в соотношении от 3:1 до 7:1. Такое смешение позволяет наилучшим образом компенсировать недостаток солнечного света в вечернее время. Среди светодиодных лент для растений есть и такие, которые излучают белый свет. Их рабочий спектр дополнен зелёным и жёлтым светом, что расширяет их возможности. В зависимости от мощности излучения их можно использовать как источник основного или дополнительного освещения для выращивания овощных культур, лишённых воздействия полноценного солнечного света.

Фитолентам присущи те же характеристики, что и обычным led-лентам. Перечислим некоторые параметры, на которые стоит обратить внимание при конструировании светильника:

  1. Степень защиты. Лента с IP20 хорошо охлаждается путём естественной конвекции, но абсолютно не защищена от брызг воды, которые могут нанести вред. Влагозащищённое изделие с IP65 не боится воды, но требует монтажа на алюминиевый профиль для отвода тепла.
  2. Угол половинной яркости определяется линзой светодиода и влияет на площадь распространения светового потока. Led чипы с узким пучком света (15-60°) не обеспечивают его равномерное рассеивание, а увеличение расстояния между светильником и листьями в разы снижает КПД системы.
  3. Количество LED чипов в метре: чем больше, тем равномерней освещенность участка. Минимальное значение – 60 шт./м.

Топ 3 ошибки при выборе led-ленты для растений

Чтобы получить сочные зелёные листья, ярко выраженные цветы и стабильное развитие растения в целом, необходимо обеспечить его сбалансированной подсветкой. Только светодиодная лента для растений высокого качества способна дать растению жизненно важную энергию, которая запускает процесс фотосинтеза.

В основном пользователи допускают однотипные ошибки ещё на стадии выбора фитоленты, которые впоследствии не позволяют им добиться высоких результатов. Первое, на что следует обратить внимание – это дешёвая продукция из Китая. Её легко определить по отсутствию бренда на упаковке и подозрительно низкой цене. Оптические характеристики подделки изначально не соответствуют заявленным, а эффективный срок службы вообще сложно предугадать. Стоимость качественной светодиодной ленты для растений примерно в 2-3 раза выше, чем обычного аналога.

Вторая распространённая ошибка – неверно проведенный расчет светового потока, требуемого для роста или отсутствие каких-либо предварительных расчётов. Здесь важно понимать, что каждый вид растения индивидуален и требователен к определённым условиям. Поэтому перед тем как совершать покупку следует как можно больше узнать о световых предпочтениях выращиваемой культуры.

Замыкает топ-тройку – покупка фито светодиодной ленты на сторонних интернет-ресурсах и в магазинах, которые не имеют ничего общего с растениеводством. Например, на Алиэкспресс много продукции на обычных красных и синих led в самых разных вариациях с надписью «фито». На видео ниже приведен тест одной из таких лент.

Определить подделку и доказать неэффективность светодиодного светильника в домашних условиях невозможно. В результате – разочарование и потерянное время. Единственным утешением может стать отрицательный отзыв о магазине и марке ленты, оставленный на сайтах любителей овощеводов и цветоводов.

Отзывы потребителей

Перед покупкой светодиодной фитоленты многие люди обращаются за помощью в интернет, внимательно перечитывая отзывы тех, кто имеет подобный опыт в растениеводстве. На этом этапе важно не разочароваться в новой методике и сделать правильный вывод, основанный на мнении людей, которые добились успеха. Возможно, для этого придётся поучаствовать в тематических форумах и переписке. Углублённое изучение вопроса по организации подсветки на базе светодиодной ленты позволит избежать перечисленных выше ошибок, из-за которых затем появляются негативные отзывы.

Читайте также:  Устройство теплых полов в частном доме

Каждый растениевод должен понимать, что даже небольшое отступление от общепринятых условий выращивания растений может плохо отразиться на их развитии. Неправильно организованная подсветка на светодиодах не является исключением. Поэтому, простого воздействия на цветы синим и красным светом не достаточно. Как минимум необходимо контролировать расстояние от светильника до листьев, соблюдать режим дня и ночи, быть уверенным в качестве применяемой фитоленты. Только серьёзный подход к делу гарантирует положительные отзывы в будущем.

Особенности подключения

Требования к подключению светодиодной ленты для растений ничем не отличаются от требований к их обычным аналогам. Светильник для подсветки растений, как правило, состоит из нескольких отрезков, которые включаются в параллель. Можно соединить два отрезка последовательно, то есть один за другим. В результате всё равно получится параллельное соединение, так как вся светодиодная лента разделена на группы из 3 излучающих диодов и резистора, подключенных параллельно. Вообще, конструкция светильника из отрезков фитоленты зависит от нескольких факторов:

  • площади, которую нужно освещать;
  • угла излучения каждого кристалла;
  • расстояния между отрезками;
  • вида растений.

В домашних условиях общая длина led-ленты, используемой в подсветке, редко превышает 5 метров. Поэтому для её подключения подойдёт блок питания открытого типа с запасом мощности около 20%. Для изменения яркости можно установить регулируемый источник питания или дополнить схему диммером.

Практическое применение подсветки на базе светодиодной фитоленты в большей мере ориентировано на выращивание цветов и рассады овощей. Для профессионального ухода за редкими комнатными растениями и овощными культурами на протяжении всего года рекомендуется делать дополнительное освещение на мощных фитолампах.

Солнечный свет играет важную роль в жизни растений, его недостаток негативно отражается на фотосинтезе, что приводит к замедлению жизненных функций. Решить проблему можно при помощи искусственного освещения. Но обычные лампы не подходят для этой цели, поскольку требуется особый спектр, который могут излучать не все источники света. Рассмотрим, как сделать своими руками подсветку для комнатных растений или рассады, используя светодиодную фито ленту. Начнем с теории.

Длина спектра светодиодов для растений

Установлено, что для биологических процессов, протекающих в растениях, необходима определенная длина световых волн. На рисунке 1 представлен график, демонстрирующий эту взаимосвязь.

Зависимость чувствительности растений от определенного спектра

Обозначения:

  • А – график зависимости синтеза хлорофилла;
  • В – фотосинтеза;
  • С – фотоморфогенеза.

Мы видим, что растениями наиболее интенсивно поглощаются световые волны длиной 445 нМ и 660 нМ, приходящиеся на синий и красный участки спектра. Именно поэтому обычные источники не подходят для искусственно освещения, понадобится фитолампа или фитолента. Наиболее эффективная подсветка, в которой соотношение синего и красного света 1 к 4-6.

Преимущества фитолент перед другими источниками

Приведем несколько факторов, говорящих в пользу светодиодной подсветки:

  • меньшее потребление по сравнению с галогенными, ртутными и люминесцентными фитоисточниками;
  • узкий спектральный диапазон гарантирует максимальную эффективность;
  • низкое напряжение питания повышает уровень безопасности;
  • высокий КПД;
  • менее подвержены нагреву, чем лампочки, следовательно, их можно ближе располагать к растениям, что позволяет использовать источник меньшей интенсивности;
  • не содержат веществ, несущих угрозу здоровью.

Фитолента с соотношением синего и красного света 1:5

К сожалению, у такого источника есть один существенный недостаток, ограничивающий его широкое применение – высокая стоимость, поэтому рассмотрим альтернативные варианты.

Светодиодная лента для роста растений полного спектра

Иногда так называют RGB источники, что не является правильным, поскольку установка светодиодов полного спектра на ленту технологически невозможна.

Источник УСКИ, представляют собой светодиод синего спектра, покрытый специальным люминесцентным слоем. Такая конструкция позволяет излучать световой поток в диапазоне 400-800 нМ, при этом пик интенсивности приходится на 630-640 нМ (спектрограмма показана на рисунке 3).

Рисунок 3. Спектрограмма светодиода УСКИ

Некоторые недобросовестные производители указывают в своей продукции пик интенсивности 660 нМ, это, мягко говоря, не соответствует действительности, поскольку применяема технология не позволяет получить источник с такой характеристикой. Это ограничение можно обойти при изготовлении матриц, с этой целью в них устанавливаю несколько кристаллов красного спектра.

Светодиод и светодиодная матрица, изготовленные по технологии «УСКИ» (пропорции не соблюдены)

Стоимость данного типа светодиодного источника не намного меньше фитоленты, что делает его не совсем приемлемой альтернативой.

Использование синих и красных светодиодных лент

В качестве эконом варианта для подсветки комнатных растений может быть использована красная (630нМ) и синяя (465нМ) светодиодная лента. Их пик интенсивности несколько смещен от фитоспектра, но это некритично, эффективность такого освещения снизится, но незначительно.

Читайте также:  Как делается лизун в домашних условиях видео

Светодиодные ленты красного и синего спектра

Вместо двух лент разного цвета можно использовать одну RGB, но для управления ее работы помимо блока питания потребуется специальный контролер, что ведет к удорожанию конструкции.

Расчет мощности подсветки и длины ленты

Для подсветки комнатных растений или рассады мощность светильника подбирается из расчета 30-50 Вт на один квадратный метр (при наличии естественного освещения). Зная характеристики светодиодной ленты и площадь комнатной оранжереи несложно произвести необходимые расчеты.

Допустим, нам необходимо организовать подсветку для ящика рассады площадью 0,2 м 2 (20х100) см, следовательно мощность источника подсветки должна быть 8 Вт (40 * 0,2). Если выбрать ленту 3528-60 (4,8 Вт/м), то ее потребуется два метра.

Не забываем про соотношение между красными и синими светодиодами, значит, берем 0,5 м синей ленты и 1,5 м красной, то есть 1 к 3. В результате в подсветке будет 30 синих светодиодов и 90 красных.

Следует обратить внимание на особенность лент, она состоит из сегментов, на каждом находится три светодиода, это неделимая часть, которая определяет кратность резки. У 3528-60 этот параметр – 5 см, а для 3528-120 – 2,5 см. На рисунке 6 красным кругом отмечено место, в котором может производиться резка.

Рис.6. Ленту можно обрезать только в указанных местах

Для подсветки домашних растений использовать ленту с силиконовым покрытием не имеет смысла, тем более, что оно снижает интенсивность светового потока.

Блок питания для подсветки

Определившись с мощностью ленты, выбираем для нее блок питания. Здесь необходимо принять во внимание характерные особенности светодиодов, они требуют стабилизации по току, а не напряжению. Рассчитать потребляемый лентой ток поможет закон Ома: I=U/P, где U – напряжение питания ленты, P – ее мощность. Например для светильника, потребляющего 9,6 Вт, потребуется блок питания (на 12 В) не менее, чем на 0,8 А (12/9,6=0,8). Стоимость таких устройств порядка 100-120 рублей.

Недорогой блок питания на 12 В и 1 А

Учитывая невысокую стоимость БП данного класса, делать их самостоятельно не имеет смысла, для «радиолюбительского зуда» лучше найти более достойное применение.

Более мощный стабилизатор тока делать своими руками также бессмысленно, на общеизвестном сайте китайских производителей приобрести такое изделие, как показано на рисунке 8, можно всего за 50 рублей (с бесплатной доставкой).

Рисунок 8. Стабилизатор тока на 3 А (Китай)

Обратим внимание, что приведенное на рисунке устройство является стабилизатором тока, рассчитанным на входное напряжение от 3,5 до 35 В (постоянного тока), соответственно, подключать его напрямую к розетке, где 220 В, нельзя. Предварительно необходимо понизить напряжение и преобразовать его из переменного в постоянное, то есть собрать простейшую схему на основе трансформатора, диодного моста и полярного конденсатора (см. рис. 9).

Рисунок 9. Схема элементарного блока питания

Подключение

Теперь, когда мы определились со всем необходимым можно приступить к изготовлению фитосветильника для ящика с рассадой 20х100 см. Если необходима подсветка для другой площади, в статье приведена вся информация, необходимая для перерасчетов.

Из материалов нам понадобится:

  • фрагмент листа ДВП толщиной 4-6 мм и размерами 60х20см;
  • профиль для гипсокартона UD-27 – 2 метра;
  • светодиодная лента для растений – 2 м или 1,5 м красной и 0,5 м синей;
  • блок питания на 12 В и 1 А;
  • медный многожильный провод сечением 0,75, например ПВС;
  • крепеж.

Необходимые инструменты:

  • паяльник мощностью 25 Вт;
  • ножницы обычные и по металлу;
  • шуруповерт с крестовой битой и сверлом диаметром 3мм;
  • монтажный нож.

Алгоритм сборки:

  1. Разрезаем профиль UD на четыре равных куска длиной 50 см.
  2. Производим монтаж профиля на ДВП, таким образом, чтобы до краев листа оставалось 5 см, и между профилями было одинаковое расстояние.
  3. Разрезаем ленту на куски длинной 50 см, в ходе этой операции следует следить, чтобы не перерезать сегмент.
  4. Снимаем с обратной стороны слой, защищающий клюющуюся поверхность, после чего прикрепляем ленту внутрь профиля.
  5. Подключаем ленту к БП, так, как показано на рисунке 10. Имеет смысл установить на обратной стороне ДВП листа клеммную колодку, куда вывести провода с лент и БП. Пайку нужно делать аккуратно, чтобы не повредить ленту. Соблюдайте полярность, неправильное подключение выведет светодиоды из строя. Способ магистрального подключения светодиодных лент к БП
  1. Включаем собранную конструкцию и проверяем ее работоспособность.

Собранный фитосветильник можно установить на стойки или подвесить над растениями.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector