Материалы для FAQ по светодиодному освещению

[nanolab]

Приветствую форумчан!

В ближайшее время буду запускать домашний аквариум. Предварительно побродив по специализированным форумам, обнаружил значительный интерес к светодиодному освещению. Само по себе в этом нет ничего удивительного, цивилизация постепенно переходит на твердотельные источники света, но то, что народ так любит играться со спектром (рассвет-закат, "тропики" и т.д.), для меня было неожиданностью. Также заметил, что даже некоторые производители светильников слегка "плавают" в понятиях, путая в описании своих изделий люмены с люксами, PAR и PUR, и т.д. Из чего я сделал вывод, что не имея опыта в аквариумистике, тем не менее, могу быть полезен форуму.

Так получилось, что я занимаюсь специализированными светодиодными источниками, в том числе с регулируемым спектральным составом. Например, есть опыт разработки 21-канального имитатора солнечного излучения для комплекса тестирования фотоэлектрических преобразователей и модулей (солнечных батарей). Также я делал оптическую модель и некоторое время общался с группой, которая занимается источниками света для гидропоники.

Предлагаю в этой теме собирать материал для FAQ по светодиодному освещению.

Я, со своей стороны, готов писать обзорные ликбез-посты по особенностям работы светодиодов, светотехнике, рынку светодиодов (на Cree свет клином не сошелся). Буду рад, если поможете сформулировать тематику.

Также могу предложить:
- Сервис, подобный этому, но для произвольного диода или сборки на основе светодиодов, на которые имеется документация в сети. Другими словами практически на все, кроме ноунэйм.
Т.е. вы пишите в теме перечень диодов и рабочий ток, я вам спектр, а также предельные значения: светового потока [лм], оптической мощности [мВт], общего потока фотонов в диапазоне длин волн 400-700 нм (PPF PAR) [мкмоль/с], а также поток фотонов, используемых для фотосинтеза (PPF PUR) [мкмоль/с].
Если добавите высоту подвеса диода (сборки) и высоту столба воды в аквариуме, то получите освещенность в люксах и мВт/см2, плотность потока фотонов (PPFD) PAR и PUR [мкмоль/с*м2]. Непосредственно под источником и усредненные по световому пятну.
- Обратную задачу. Вы мне желаемый спектр, освещенность (или плотность фотонов), габариты аквариума и используемые диоды, я вам наиболее близкий к желаемому спектр, который удастся получить с помощью этих диодов, их количество и ток через каждый светодиод.
- Тепловой расчет светодиодных светильников с радиатором естественного охлаждения.

[I Ged]

Аффигеть... Преклоняю колени перед вашими знаниями!!!

[zika37]

Вот это подход, уважуха автору темы!!!!!!

Если можно, сразу вопросик
Я вот себе поставил два светильника на аквариум (ДхВхШ) 755х525х200,
один вот такой http://www.aqualighter.com/aqualight...ack-82341.html и второй вот такой http://www.aqualighter.com/aqualight...ver-82312.html. Первый стоит уже около месяца, второй поставил день назад, зачем сам пока не знаю, захотелось бело-желтый свет разбавить синим. В аквариуме трава.
Вот хотелось бы узнать, на мой столб воды достаточно света или нет? Может нужно что-то изменить в яркости, спектре и пр.

[markusikul]

Добрый вечер!
nanolab, как рассчитать сколько мкмоль/с будет на расстоянии 50 см.
Светодиод 10W Epistar

[nanolab]

Допис від zika37

Вот это подход, уважуха автору темы!!!!!!

Если можно, сразу вопросик
Я вот себе поставил два светильника на аквариум (ДхВхШ) 755х525х200,
один вот такой http://www.aqualighter.com/aqualight...ack-82341.html и второй вот такой http://www.aqualighter.com/aqualight...ver-82312.html. Первый стоит уже около месяца, второй поставил день назад, зачем сам пока не знаю, захотелось бело-желтый свет разбавить синим. В аквариуме трава.
Вот хотелось бы узнать, на мой столб воды достаточно света или нет? Может нужно что-то изменить в яркости, спектре и пр.

Ссылки, к сожалению, обрезались. Но я так понял, что у вас был AquaLighter 2, а недавно добавили AquaLighter 3.

Давайте сначала посмотрим, как спектр этих светильников соотносится со спектром интенсивности фотосинтеза (красная линия):



Безусловно, спектр AquaLighter 3 больше соответствует потребностям растений, тем более, находящихся в воде.

Интенсивность излучения светильников:
AquaLighter 2: PPF PAR - 30,9 мкмоль/с, PPF PUR - 16 мкмоль/с.
AquaLighter 3: PPF PAR - 38,5 мкмоль/с, PPF PUR - 21.4 мкмоль/с.

По мере прохождения света в воде, его спектр меняется, поскольку коэффициент поглощения излучения водой очень сильно зависит от длины волны:

Осветить дно красными светодиодами сложнее, чем синими

С учетом размеров вашего аквариума и поглощения света водой, средний уровень плотности потока фотонов в аквариуме:
PPFD PAR - 136 мкмоль/с*м2 (450 на поверхности, 75 на дне)
PPFD PUR - 90 мкмоль/с*м2 (из них 32 от AquaLighter-2 и 58 от AquaLighter-3, сказываются значительные потери длинноволновых фотонов в воде).

Много это или мало? Помню, когда речь шла о выращивании китайской капусты, там была такая градация PPFD PAR: 100 мкмоль/с*м2 - низкий уровень освещенности, 300 мкмоль/с*м2 - средний, > 500 - высокий. Но это при 24-часовом цикле.
В идеале нужно знать, где и на какой глубине в естественных условиях растут ваши растения.
Например, если ваш аквариум подвергнуть освещению солнечным светом со спектральным составом и инсоляцией 1200 кВт*ч/м2, характерной для Харькова, то в течение года растения в нем получат "дозу" PUR около 2400 моль/м2, ваши же светильники обеспечивают 1180 моль/м2 при условии 10-часовой работы на полную мощность.

Что касается вопроса об изменении спектра и уровня освещенности. Думаю, что вашим растениям вполне комфортно. С точки зрения интенсивности роста, безусловно было бы лучше иметь два светильника AquaLighter-3. Также есть как минимум тройной запас по интенсивности.

При этом я, к сожалению, пока не представляю, как выглядят травники под светильниками с различным спектральным составом. Самому очень хочется поиграться с этим вопросом...

[pimass]

Добрый день, если не тяжело будьте любезны, посчитайте такое:

Cree XTEAWT-00-0000-00000BH51 24 звезды по 3 кристалла. Холодный белый питание 1А вторичная оптика 36,7 градуса;
Cree XTEAWT-00-0000-00000BH51 12 звезд по 3 кристалла. Нейтральный белый питание 1А вторичная оптика 36,7 градуса;
Surexi AD44 LEDs спектр F1 6 сборок питание 500 мА, оптика 50 градусов;
Surexi AD44 LEDs спектр F6 6 сборок питание 500 мА, оптика 50 градусов.
Спектрограмма Surexi AD44.

Аквариум 150х60х50в. Подвес на высоте от кромки аквариума 10см. Уровень воды 40см.

Cree XTEAWT-00-0000-00000BH51 16 звезд по 3 кристалла. Холодный белый питание 1А вторичная оптика 36,7 градуса;
Cree XTEAWT-00-0000-00000BH51 8 звезд по 3 кристалла. Нейтральный белый питание 1А вторичная оптика 36,7 градуса;
Surexi AD44 LEDs спектр F1 4 сборки питание 500 мА;
Surexi AD44 LEDs спектр F6 4 сборки питание 500 мА.
Спектрограмма Surexi AD44.

Аквариум 120х40х50в. Подвес на высоте от кромки аквариума 10см. Уровень воды 40см.

Буду безмерно благодарен.

[Dmitry Karpenko]

Хочу обратить внимание что нельзя рассматривать спектр светильника, который имеет в своем составе несколько типов диодов, расположенных далеко друг от друга, как сумму спектров диодов его составляющих. Непосредственно под красным диодом, к примеру, длинноволнового излучения будет в разы больше, чем на удалении от этого светодиода. В результате получаем картинку крайне неравномерного распределения излучения разных частей спектра по освещаемой площади. Таким образом, попытка анализа на основе синтетического спектра, который является суммой спектров диодов светильника, является неверной.

[Starcomputer]

В идеале диоды должны быть в одной точке
Но поскольку это невозможно, то хотя бы как можно ближе друг к другу.
На то, что при удалении спектр смешается прошу не ссылаться, если бы это происходило, не было бы "эффекта дискотеки" при применении светодиодов и не пришлось бы покупать чертов рассеиватель.
В этом смысле многоканальные сборки гораздо эффективнее сборок на одинаковых диодах.

[nanolab]

Допис від Dmitry Karpenko

Хочу обратить внимание что нельзя рассматривать спектр светильника, который имеет в своем составе несколько типов диодов, расположенных далеко друг от друга, как сумму спектров диодов его составляющих. Непосредственно под красным диодом, к примеру, длинноволнового излучения будет в разы больше, чем на удалении от этого светодиода. В результате получаем картинку крайне неравномерного распределения излучения разных частей спектра по освещаемой площади. Таким образом, попытка анализа на основе синтетического спектра, который является суммой спектров диодов светильника, является неверной.

Так и есть, но в случае аквариума точный расчет все равно невозможен. Растения растут неравномерно, учесть тени нельзя. Кроме того, растения часто располагаются от самого дна до поверхности, поэтому их участки находятся в очень разных условиях освещения.

Когда я разрабатывал имитатор солнечного излучения, там действительно у каждого светодиода была индивидуальная линза, поскольку в соответствие со стандартом IEC-60904-9 существуют достаточно жесткие требования не только к спектральному составу, но и к распределению мощности излучения по площади фотопреобразователя.

Допис від Starcomputer

В идеале диоды должны быть в одной точке
Но поскольку это невозможно, то хотя бы как можно ближе друг к другу.
На то, что при удалении спектр смешается прошу не ссылаться, если бы это происходило, не было бы "эффекта дискотеки" при применении светодиодов и не пришлось бы покупать чертов рассеиватель.

В идеале, диоды должны быть равномерно распределены по всей площади крышки аквариума, точнее должны обеспечивать равномерное освещение, как по интенсивности, так и по спектру

[Starcomputer]

Допис від nanolab

В идеале, диоды должны быть равномерно распределены по всей площади крышки аквариума, точнее должны обеспечивать равномерное освещение, как по интенсивности, так и по спектру

Если найти светодиоды, которые выдают нужный спектр
А поскольку приходится делать сборки из разных светодиодов ......

[Starcomputer]

Допис від nanolab

Растения растут неравномерно, учесть тени нельзя. Кроме того, растения часто располагаются от самого дна до поверхности, поэтому их участки находятся в очень разных условиях освещения.

Речь не об этом. Опытный аквариумист знает какое растение куда посадить по уровню освещенности. Речь о том, что одно растение может быть освещено синим светом, другое красным. В результате ни то ни то расти нормально не будет. И только некоторые растения, которые расположены на участках смешивания света от разных по спектру диодов будут расти нормально. Но согласитесь, что таких участков будет немного и сажать растения в аквариуме пучками именно в этих местах не есть хорошо.

[Dmitry Karpenko]

Допис від Starcomputer

Если найти светодиоды, которые выдают нужный спектр

А таких, собственно, нет и быть не может Потому что не может быть спектра, который хорош на все случаи жизни и потому приходится делать сборки...

Добавлено через 5 минут

Допис від nanolab

Так и есть, но в случае аквариума точный расчет все равно невозможен. Растения растут неравномерно, учесть тени нельзя. Кроме того, растения часто располагаются от самого дна до поверхности, поэтому их участки находятся в очень разных условиях освещения.

Тут вот во чем дело. Для пресноводного аквариума зачастую подбирается спектр, который недалеко ушел от солнечного, ну или, говоря более простым языком, белого света. Поэтому оценить освещенность в том или ином месте аквариума можно с достаточной (хотя и невысокой, если подходить к вопросу академически) точностью на глаз. Но если у нас в светильнике присутствуют светодиоды с узким спектром, то белый свет визуально забивает их свет и определить где много, к примеру, света красного диода, а где мало, в общем случае затруднительно. Более того - просто увидеть - включен красный диод - один на десяток белых - или нет зачастую непросто. Особенно для неопытного взгляда, который у большинства любителей.

[pimass]

Допис від Dmitry Karpenko

Хочу обратить внимание что нельзя рассматривать спектр светильника, который имеет в своем составе несколько типов диодов

О чем тогда топик? Я например не видел не одного светодиодного светильника применимого к аквариуму, который оснащался бы одним типом светодиодов. Каков практический смысл изысканий по одному типу светодиодов, если скомбинировать результат не получится?

[sae74]

Допис від pimass

О чем тогда топик? Я например не видел не одного светодиодного светильника применимого к аквариуму, который оснащался бы одним типом светодиодов.

Дык Речь наверное об этом!

[pimass]

sae74, Шутишь так, да?

Оснащен 30 мощными светодиодами по 0.05 Вт каждый.

5мм светодиоды вообще нельзя рассматривать как источник света для аквариума. О PAR, PUR данных источников света я вообще молчу....