Материалы для FAQ по светодиодному освещению

[briz07]

Senturio,
я чуток другой источник могу привести по спектру...

В результате исследований было показано, что наиболее благоприятными для выращивания светолюбивых растений являются интенсивности в пределах 150-220 Вт/м2, а оптимальный состав излучения имеет следующее соотношение энергий по спектру: 30% - в синей области (380-490 нм), 20% - в зелёной (490—590 нм) и 50% - в красной области (600-700 нм). С использованием такого искусственного освещения получены урожаи, в несколько раз более высокие, чем при обычном освещении, причём за более короткие (в 1,5-2 раза!) сроки.

Из чего вывод: 30% - в синей области (380-490 нм), 20% - в зелёной (490—590 нм) и 50% - в красной области (600-700 нм). Это для растений, а вот... нам, людям будет не нравится свет, поэтому надо добавить диодов, например 6500k... Вопрос только сколько должно быть в процентном соотношении этих 6500К?

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от briz07

Senturio,
Вопрос только сколько должно быть в процентном соотношении этих 6500К?

Зависит от двух факторов:
1. От ваших личных диапазонов приемлемости спектра.
2. От того, какие именно длины волн и в каком количестве из указанных спектральных диапазонов будут представлены.

Также вероятно что 20% из, упрощенно говоря, зеленой части спектра, если будут представлены яркими светодиодами типа Philips Lime, уже дадут на выходе приемлемую для глаза видимость спектра.

[briz07]

Dmitry Karpenko,
И вопрос по количеству необходимого света...

Есть правило о 24 Вт света на 1 галлон аквариума. Подробнее здесь.

С обычными люминесценками, все понятно...
Переводим галлоны в литры.. получим 6,35 Вт в сутки на 1 литр воды.
Приводимся к аквариуму... 54 литра воды, имеем свет 2 лампы по 24 Вт, Итого 48 Вт, надо получить 6,35 Вт на литр за сутки. 54 литра * 6,35 Вт =342,9 Вт в сутки 342,9 Вт : 48 Вт = 7,14 часа. Значит надо светить 7,14 часов.

Со светодиодами как? Считаем по Ваттам или по Люменам?

[nanolab]

Сообщение от Senturio

Во многих источниках немного другие рекомендации по соотношению красного и синего встречал для наилучших результатов. На чем основывается твоя пропорция Дима? Приведу пример соотношений с презентации инженеров фирмы "Осрам".

Как я и написал, из общих соображений:
1. Много красного нужно тогда, когда идет речь о плодоношении и цветении (в этот период еще больше). Синего же нужно больше во время прорастания. Во время вегетативного роста (а мне кажется, это основная фаза жизни аквариумных растений) - примерно одинаковое количество.
Наиболее емко, на одной станице, о спектрах написано здесь.
2. Все эти данные для наземных растений. Думаю, для подводных нужно количество красного занизить, поскольку в естественных условиях они его получают в меньших пропорциях.

Отсюда и родилось соотношение 2 синих светодиода к 1 красному. Но понятно, что на деле все может быть по-другому. На самом деле это вопрос вообще не изучен, поэтому здесь большой полигон для экспериментов.

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от briz07

Dmitry Karpenko,
Со светодиодами как? Считаем по Ваттам или по Люменам?

Если хочется посчитать, а не наобум, то прежде всего надо знать количество излучения, которые выдают выбранные вами светодиоды. Люмены совершенно непригодны для оценки количества излучения, так как крайне сильно зависят от спектра светодиода. Потребляемая светодиодом мощность также совершенно ничего не говорит о количестве излучения, поскольку для одной и той же потребляемой мощности количество излучения может отличаться в разы.

На этом форуме нередко указывают ссылки на продавцов дешевых светодиодов, которые продают черт знает какие диоды, не говоря вообще ни звука о их параметрах. Ну как вообще можно покупать такое?! http://aukro.ua/3vt-krasnyj-svetodio...226056893.html

Давайте я остановлюсь на нарисованных у этого светодиода параметрах подробнее.

Рабочее напряжение: 3,2-3,6V

Светодиоды с длиной волны излучения 660нм изготавливаются по технологии, которая предполагает малое падение напряжения. Обычно это 2.3-2.5В. Каким образом возможно изготовление светодиодов такого типа с таким падением напряжения, мне неизвестно. Скорее всего продавец не имеет представления об этом параметре светодиодов, которые он продает.

Рабочий ток: 300mA

Рабочий ток принято указывать для стандартных токов биннирования: 350, 700мА и далее. Скорее всего продавец не имеет представления об этом параметре светодиодов, которые он продает.

Максимальный ток: до 600мА

Точно так же, как в предыдущем пункте - это нестандартный ток. Скорее всего продавец не имеет представления об этом параметре светодиодов, которые он продает.

Световой поток: 80-90LM

Количество излучения для светодиодов с длиной волны излучения 660нм указывается в мВт. Указывать их в люменах - совершеннейший бред. Скорее всего продавец не имеет представления об этом параметре светодиодов, которые он продает.

Рабочая температура: -20…+60°С

Такого параметра не существует вообще, потому что не конкретизировано - температура чего именно имеется в виду? Радиатора? Кристалла светодиода? Если второе (что правильно), то данный параметр выглядит крайне подозрительно, так как даже для самых старых светодиодов, какие только сейчас есть на рынке, рабочая температура кристалла может быть до 105С. Скорее всего продавец не имеет представления об этом параметре светодиодов, которые он продает.

Срок службы: 50000 часов (Т=30°С)

Если бы продаваемые этим продавцом светодиоды имели техническую документацию производителя, то продавцу было бы достаточно всего лишь показать её, а не высасывать из пальца параметры в которых он ни уха ни рыла. Какая температура указана? Кристалла? Тогда почему не стандартные 25С (или 85С как для новейших светодиодов)? Что будет после 50тыс часов? На сколько упадет светимость? Скорее всего продавец не имеет представления об этом параметре светодиодов, которые он продает.

Разумеется, наиважнейшие параметры светодиода, которые затруднительно измерить без специального оборудования, например термическое сопротивление перехода кристалл-подложка, продавец не указывает вовсе. А зачем? Документацию читают ведь только дураки, правда?

Конечно, главное для любого бизнеса - [s]наличие достаточного количества лохов, готовых отдать деньги[/s] чтобы "пипл хавал". Как показывает этот форум, пипл успешно хавает такое. А чо ж - и светодиоды - и дешево! Тьфу.

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от nanolab

2. Все эти данные для наземных растений. Думаю, для подводных нужно количество красного занизить, поскольку в естественных условиях они его получают в меньших пропорциях.

Для подводных растений я бы вообще не советовал использовать 660нм излучение в значительных количествах, потому что это будет провоцировать (хотя и не гарантировать) рост простейших водорослей.

[briz07]

Dmitry Karpenko,
Я недавно перечитывал Поглощение света у бурых водорослей
там озвучивают мнение, что при избыточном освещении водорослей, а там опыты ставили именно на водорослях, у водорослей начинает увеличиваться интенсивность фотосинтеза и эта интенсивность идет не на пользу водорослей, а во вред. Ускорение окислительных процессов, наоборот угнетает водоросли....

Возможно, что появление водорослей от избыточного освещения, это очередной миф аквариумистики.. Правда надо добавить, при условии достаточного органического питания у растений....

[Dmitry Karpenko]

Бурые водоросли в указанной вами статье - родственники тех бурых водорослей, которые знакомы всем аквариумистам и вырастают при НЕДОСТАТОЧНОЙ освещенности. Разумеется, когда света много, они уступают место зеленым водорослям. Вот как раз именно зеленые водоросли очень любят излучение 660нм и вероятность их появления даже в успешном аквариуме, если светильник будет содержать значительную часть излучения 660нм, будет большой.

[Senturio]

Сообщение от Dmitry Karpenko

Бурые водоросли в указанной вами статье - родственники тех бурых водорослей, которые знакомы всем аквариумистам и вырастают при НЕДОСТАТОЧНОЙ освещенности. Разумеется, когда света много, они уступают место зеленым водорослям. Вот как раз именно зеленые водоросли очень любят излучение 660нм и вероятность их появления даже в успешном аквариуме, если светильник будет содержать значительную часть излучения 660нм, будет большой.

Интересно что подразумевается под фразой "будет содержать значительную часть излучения 660нм". Если уж говорить, то надо хотя бы цифры или проценты привести.

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от Senturio

Интересно что подразумевается под фразой "будет содержать значительную часть излучения 660нм". Если уж говорить, то надо хотя бы цифры или проценты привести.

Не привел цифры по нескольким причинам:
1. Любое действие в недетерминированных системах не может дать 100% результат. Это не калькулятор, где 2+2 всегда равно 4. В аквариуме невозможно заранее предсказать результат практически любого воздействия, потому что очень много взаимовлияющих факторов, значительную часть которых мы не можем контролировать и/или измерить.
2. Цифры, данные в виде количества излучения, будут малоинформативны для подавляющего большинства аквариумистов ввиду невозможности их не только измерить практически, но и ввиду того что по большей части используются такие вот безродные диоды с указанными люменами вместо количества излучения. Это все равно что вместо мощности двигателя автомобиля указывать ёмкость его бензобака. Да, величины эти иногда и очень косвенно коррелируют, но - именно иногда и именно очень косвенно.

С учетом вышеизложенного я бы не советовал применять светодиоды с длиной волны излучения 660нм для пресноводного аквариума НИКОГДА. Потому что пока этого излучения мало, то есть светодиодов со светом 660нм мизерное количество, то и эффект от них мизерный - овчинка не стоит выделки. Как только этого излучения становится заметное количество, точно так же заметно возрастает риск появления водорослей.

Отдельно подчеркну что я называю "мизерным количеством" светодиодов с излучением с длиной волны 660нм. Не забываем что излучения от одного такого диода в ЛУЧШЕМ случае меньше в полтора раза чем от почти любого с излучением других длин волн, а также широкоспектральных (например белых) диодов. Что касается безродной китайчатины, на которую даже технической документации нет, то количество их излучения обычно в РАЗЫ меньше чем у лучших. Также важно что 660нм светодиоды имеют силу тока не более 700мА, в то время как остальные нередко 1А, 1.5А или даже более. Итак, соотношение китайских глубоких красных к остальным 1:10 или менее можно считать мизерным и ни на что значимо не влияющим - ни на рост растений, ни на рост водорослей. Для лучших 660нм светодиодов эта пропорция будет примерно как 1:20.
Большее количество светодиодов с излучением 660нм может давать некоторый эффект как в воздействии на рост растений, так и на рост водорослей. Причем второе будет гораздо заметнее.

Напоследок скажу - до тех пор пока излучение 660нм не будет сравнимо со всем остальным вместе взятым, иными словами пока китайских светодиодов не будет в три раза больше обычных, а хороших не будет в полтора раза больше обычных, говорить что воздействие этого излучения на рост растений будет принципиально значимым, нельзя.

[nanolab]

Senturio, Dmitry Karpenko, хочу вас предостеречь от очередной перепалки по поводу 660 нм светодиодов.
Все уже высказались и в этой теме, и в соседних, и даже на соседних форумах. Все равно ни у кого нет исчерпывающих данных, которые могли что-то доказать. Так же призываю не вешать ярлыки: "не использовать НИКОГДА" или "использовать ВСЕГДА".

От себя могу сказать, что светильники с 660 нм диодами стоят в десятках аквариумов, где такой светодиод каждый десятый и даже каждый седьмой.
В части аквариумов после перехода на эти светильники была вспышка водорослей, в части - не было. При этом такие вспышки были и в аквариумах вообще БЕЗ красных диодов (660 нм или 625 нм). Но главное - во ВСЕХ случаях проблемы с водорослями решались, и светильники продолжают работать.

Dmitry Karpenko, по поводу эффективности 660 нм по сравнению с белыми. Сравнивать их по излучаемой мощности (в ваттах) так же не правильно, как и по световому потоку (в люменах). Нужно сравнивать потоки фотонов (PPF). И как минимум обращать внимание на спектр действия фотосинтеза.
У холодных белых диодов (6000 К) со световым потоком 155 лм PPF=2,2 мкмоль/с.
У 660 нм диодов с оптической мощностью 400 мВт PPF так же равен 2,2 мкмоль/с.
Более того, у синих диодов с мощностью излучения 580 мВт поток фотон также равен 2,2 мкмоль/с!
Но при этом 660 нм светодиоды потребляют 700 мВт, а синие и белые - 1000 мВт.

[Dmitry Karpenko]

Прошу прощения у коллег, будет немного больше текста, чем мне самому бы хотелось. Поэтому кто хочет получить "соль" поста, прошу прыгать на тег NB:

Сообщение от nanolab

Так же призываю не вешать ярлыки: "не использовать НИКОГДА" или "использовать ВСЕГДА".

Я не против. Только если вы скажете в чем сакральный смысл применения этих светодиодов, особенно если посмотреть на заключительную часть вашего же поста.

От себя могу сказать, что светильники с 660 нм диодами стоят в десятках аквариумов, где такой светодиод каждый десятый и даже каждый седьмой.

То есть, как я и писал - в мизерном, ни на что не влияющем количестве. Спасибо, что и требовалось доказать.

[B] Сравнивать их по излучаемой мощности (в ваттах) так же не правильно, как и по световому потоку (в люменах). Нужно сравнивать потоки фотонов (PPF).

Да, согласен. Потому как, ежели "на пальцах", то один фотон - одна реакция фотосинтеза. Однако, энергия фотона обратно пропорциональна его длине волны. То есть количество фотонов в одном ватте излучения на длине волны 660нм и, к примеру, 450нм, отличается всего в 660/450=1,46 раза. Обращаю внимание что эта, менее чем полуторакратная разница, в нашем случае не играет вообще никакой роли. По банальной причине - даже для светильников Амано, которые традиционно считаются образцовыми для травников, градиент освещенности по площади аквариума - от трех до пяти раз!

И как минимум обращать внимание на спектр действия фотосинтеза.

Чтобы это знать неплохо бы иметь представление какие именно хлорофиллы и светособирающие пигменты есть в освещаемых растениях. Разница опять составляет разы

У холодных белых диодов (6000 К) со световым потоком 155 лм PPF=2,2 мкмоль/с.

Не совсем корректно. Спектр белых светодиодов с ССТ 6КК не константа для разных производителей. Хотя, на фоне того что у нас ошибка везде в разы, спорить из-за возможной разницы порядка 10-20% нет смысла

У 660 нм диодов с оптической мощностью 400 мВт PPF так же равен 2,2 мкмоль/с.
Более того, у синих диодов с мощностью излучения 580 мВт поток фотон также равен 2,2 мкмоль/с!

Разумеется. Та самая пропорция 1:1.46 которую я показал выше

Но при этом 660 нм светодиоды потребляют 700 мВт, а синие и белые - 1000 мВт.

Разумеется. Та самая пропорция 1:1.46 которую я показал выше

NB: Светодиоды с излучением 660нм в пересчете на один ватт потребленной электроэнергии дадут для водных растений (SIC!) в общем случае эффективность фотосинтеза в 1.46 раза больше чем белые или синие. Это - ничто по сравнению с другими факторами, которые следует учитывать при построении растительного аквариума. Таким образом, применение светодиодов 660нм для освещения растительных аквариумов является в лучшем случае заблуждением, а в худшем - обманом, вероятно с целью наживы.

Если кому-то интересно, почему 660нм излучение гораздо более пригодно именно для водорослей, чем для иных фотосинтетиков - готов рассказать.

[briz07]

Dmitry Karpenko,
nanolab,
спасибо за пояснения, но я немного влезу в спор по поводу 660 нм..
Проблема этих споров в фотоморфогенезе, который зависит от пиков поглощения - 660 и 730 нм. Описана в любом учебном пособии (даже не надо монографии читать). Например: Лемана за 76 год "Курс светокультуры растений" .
Осторожно... дальше много буковок
Скрытый текст

Т.е. механизм этого явления - взаимоисключающее влияние двух соседних спектральных составляющих: темно-красных и дальне-красных лучей (соответствующие пики поглощения - 660 и 730 нм) на регуляторный фотоактивный белок фитохром. Воздействие фотонов двух этих спектров попеременно переводит белок из одной формы в другую с двумя противоположными пиками поглощения. Красные лучи активируют молекулу, переводя ее в форму, поглащающую дальнекрасные лучи, а дальнекрасные лучи, соответственно, переводят белок в форму, поглощающую красные лучи.

Две формы регулятора противоположным образом влияют на прорастание семян и развитие в первые дни жизни, на рост осевых частей взрослого растения, образование листьев и синтез фотопигментов и ряд других процессов. Соответственно, в связи с изменением относительной доли более короткого и более длинного излучения в падающей радиации в зависимости от высоты стояния Солнца над горизонтом меняется концентрация двух форм фитохрома и складывается биоритм развития фотосинтетика, связанный с сезонным и суточным циклами. Поэтому, собственно, в природе растение не удлиняется, как анорексичный гулливер, склонившийся под собственной тяжестью, и семена не начинают рост в холодные дни слишком ранней весны - сезонные доли красного и дальне-красного спектров различны и в нормальных популяциях на них есть тонкая настройка.

И это правда, что дальнекрасное излучение "подготавливает растение к активной жизни на рассвете", т.к. более интенсивные при низком солнце дальне-красные лучи 730 нм создают в тканях предварительный "предрассветный" запас белка-регулятора, активного в последующую фазу усиления более коротковолнового темно-красного излучения 660 нм, при котором происходит пиковый фотозинтез за счет хлорофилла А. И результаты этого "сверх-фотосинтеза" "активная" форма фитохрома, запасенная в предшествующие часы, разрешает направлять на рост.

Именно отсюда растут лапы рекламного пения про "волшебный диод 730 нм"
То есть дело отнюдь не в диодах, а в растениях, с их фотоморфогенезом.....
Поэтому последние веяния - более полный спектр светильников... Знакомые нам пики потихоньку уходят на второй план...

[Dmitry Karpenko]

Сообщение от briz07

Проблема этих споров в фотоморфогенезе, который зависит от пиков поглощения - 660 и 730 нм.

Эти рассуждения имеют мало смысла для типичных водных растений. Например, для барклайи. Для растений, которые могут жить в полупогружном или сухопутном виде, например для эхинодорусов, это имеет смысл по большей части только в том случае когда они находятся именно вне воды.

Кстати, 730нм светодиоды лежат у нас кучкой, даст бог в мае сделаем прожекторы для перфекционистов-любителей наземных растений.

[Senturio]

Сообщение от Dmitry Karpenko

Эти рассуждения имеют мало смысла для типичных водных растений. Например, для барклайи. Для растений, которые могут жить в полупогружном или сухопутном виде, например для эхинодорусов, это имеет смысл по большей части только в том случае когда они находятся именно вне воды.

Кстати, 730нм светодиоды лежат у нас кучкой, даст бог в мае сделаем прожекторы для перфекционистов-любителей наземных растений.

У кого лежат, а у кого тестируются