Делаем ЛЭД светильник сами.

[Starcomputer]

Учитывая интерес форума к ЛЭД освещению предлагаю вместе спроектировать ЛЭД светильник для аквариума.
Это не так просто, как кажется на первый взгляд, но вполне выполнимо
Итак начнем.
Что нам понадобится для светильника.
1. Сами светодиоды (ЛЭД ленты и прочее сразу исключим. Почему, будет понятно ниже.
2. Радиаторы для светодиодов.
3. Драйвера (устройство включения светодиодов).
4. Контроллер.
5. Блок питания.
..............................
1. Светодиоды.
В теории светодиод это источник монохромного света, на практике зачастую светодиоды выпускаемые различными фирмами не являются монохромными, а имеют определенный спектр. Нам же нужен не любой спектр, а спектр поглощения растений.
Как это сделать. Да очень просто. Нужны не отдельные светодиоды, а так называемые сборки. Некоторые сборки выпускаются уже серийно, но это в основном для морской аквариумистики. Но никто не запрещает нам спроектировать свою сборку
Как это сделать. Нужен Excel и время. Нам нужно подобрать такие свнтодиоды и в таком количестве, чтобы их суммарный спектр повторял (в идеале) спектр поглощения растений.
Многие фирмы ы своих проспектах дают в виде графика спектр своих светодиодов. Его нужно оцифровать. Для этого в экселе строим табличку (см. вложение) и графики по ней.
Табличка представляет из себя зависимость излучения светодиода от длины волны. В графе ИТОГО это излучение умножается на количество светодиодов. По столбцам Длина волны и Итого строится суммарный график. Наша задача - сделать график наиболее приближенным к спектру поглощения растений. Все бы хорошо, но производители дают только сами графики в виде рисунка и не дают таблиц
Но есть выход - вырезать рисунок, вставить в эксель в "прозрачном" виде.
Допустим это "Светодиод 1".
Далее строим уже свой график зависимости излучения этого светодиода от длины волны, заполняя столбец Излучение - Светодиод 1 для начала произвольными значениями. Накладываем рисунок на наш график, перемещая и масштабируя рисунок совмещаем оси координат и их отсчеты. Теперь просто подбираем цифры в таблице, пока наш график не совпадет с нарисованным. Так нужно сделать для ВСЕХ светодиодов, которые мы предполагаем использовать.
Меняя количество светодиодов (0 - нет светодиода) мы можем подогнать график суммарного излучения к реальному спектру поглощения растений.
1.1. Количество светодиодов.
Зная общее излучение (в люменах) нашей сборки, можно посчитать, сколько сборок нужно на наш аквариум.
2. Радиатор.
Зачем он нужен. Ну понятно, чтоба светодиоды не перегревались.
Зная тепловыделение светодиода (см. даташит) и их количество можно посчитать площадь необходимого теплоотвода (радиатора). Затем просто выбрать радиаторы из числа серийно выпускаемых.
3. Драйвера.
В общем то для маломощных светодиодов они не нужны.
Для мощных (1 ватт и более) - обязательны. Почему. Светодиод имеет отрицательный температурный коэффициент, т.е. чем выше его температура, тем меньше его сопротивление и тем выше протекаемый через него ток. В обычной лампе накаливания этот коэффициент положительный, т.е. чем ниже температура спирали, тем меньше ее сопротивление и тем выше протекаемый через лампу ток (при неизменном напряжении сети). Это приводит к тому, что старые лампы с истончившейся спиралью перегорают как раз в момент включения (спираль холодная, сопротивление низкое, ток большой - спираль не выдерживает тока).
Чем грозит отрицательный коэффициент в светодиодах. Да тем, что они просто сгорят. Светодиод разогреется, ток через него увеличится, при неизменном напряжении увеличится отдаваемая светодиодом мощность. Поскольку у светодиода не 100% КПД (часть энергии идет на нагрев), то он еще больше разогреетсяи так пока ток через него не превысит допустимый, после чего светодиод сгорит.
Чтобы этого не было, светодиоды подключаются через специальные драйвера, которые контролируют и ограничивают ток через светодиод (диммируемые драйвера могут и управлять этим током, а следовательно и мощностью излучения светодиода).
4. Контроллер.
Ну это уже больше для удобства.
Задает время включения - выключения, можно регулировать спектр и т.д.
5. Блок питания.
Обычно используются блоки питания на 24-48 В с выходным током до 12-15 А.
.............................
Это вкратце теория. Если кому интересна практика - прошу в тему.

[pimass]

Сообщение от Starcomputer

2. Для травника да.

Не согласный в корне.

[Starcomputer]

pimass, мощность излучения светодиода прямо зависит от длины волны, чем ближе к синему, тем мощнее. Это связано с особенностями самих кристаллов. Так что в красной и оранжевой зоне их излучение ватт/метр даже меньше чем у ЛЛ.
Но .... прогресс не стоит на месте, так что за ссылку спасибо

[Starcomputer]

Сообщение от Sem

А еще и с кулерами....
А еще и с переменным воздушным потоком....
А еще и с иголчатыми- ребристыми или наборными....

А еще фазы луны .....
Серега, считай с запасом и все будет гуд.
Программка для расчета во вложении.
Она не учитывает все тонкости и считает с запасом.

[Sem]

Сообщение от Starcomputer

Она не учитывает все тонкости и считает с запасом.

угу..... я и сказал сразу- методом "научного тыка"

[Starcomputer]

Но работает же метод ! Что еще надо ?

[Sem]

Starcomputer, мне? Мне не надо-))))
Одной из глав моей дипломной был расчет радиатора.....
Я знаю(знал!) что это такое.

[pimass]

Sem, То то ты их так невзлюбил

[Starcomputer]

Sem, опаньки .... попался
Тогда с тебя квалифицированный расчет радиатора в экселе
Ставим на голосование .......
..............
Все ЗА !!!

[Sem]

Starcomputer, угу.... при Союзе были игольчатые радиаторы конусной формы..... Все бы не так еще страшно..... конус усеченный -))))
А ты говоришь эксель -))))
Посчитаешь площадь? -)))
Про переходные тепловые сопротивления кристалл-подложка-паста-слюда-чистота обработки поверхности радиатора я уж и помолчу-)))

[Starcomputer]

Сергей, исходи из стандартного профиля (сам мне ссылку давал на контору в Киеве), там площадь уже известна.
Переходные сопротивления возьми усредненно. Это же не курсовой, то реальная задача.
Мой вариант светильника во вложении.

[Sem]

Starcomputer, дык... я прикалываюсь-)))
А поговорить?
Понятно, что стандартный профиль...

[mazapura]

приймайте в свої "шо ні рожа то..." й мене з "частими питаннями
ось що маю: для 7 діодів по 3Вт

Рассеиваемая мощность Р 21 Вт
Максимальная температура кристалла Ткр 130 оС
Максимальная температура окр.среды Тср 30 оС
Тепловое сопротивление кристалл-корпус Rпк 1 Вт/оС
Тепловое сопротивление корпус-радиатор Rкр 0 Вт/оС
Тепловое сопротивление радиатор-окр.среда Rрс 0 Вт/оС
Площадь радиатора 372,2 см2

Площа 372 кв.см = це пластинка 30х12см -- буде достатньо??? яка ж температура пластини буде?
чи щось не те роблю?

[pimass]

Starcomputer, Сергей, а чего решили делать из цельных кусков профиля (тяжеловато выходит), а не модульную конструкцию?

[mazapura]

я поки не про конструкцію, а про площу - потім "площу" буду "крутити" в конструкцію.
Чи маєш на увазі "ребристість" зашити в конструкцію, щоби не стирчало? - це ідея!!

[pimass]

mazapura, Да я вообще Старкомпьютеру, относительно его фото