» » Делаем рассадный светильник на светодиодах

 
 
 

Делаем рассадный светильник на светодиодах

Автор: sadmin2013 от 4-04-2016, 01:40, посмотрело: 1285

0
Делаем рассадный светильник на светодиодах
Уже несколько лет форумчане обмениваются своим опытом применения светодиодов в досвечивании. Существует несколько тематических веток, которые настолько разрослись, что перестали приносить пользу новобранцам форума. Множество безсодержательных постов, флуд или троллизм не дают возможность найти ответ на конкретный вопрос.

Точнее – отыскать правильный ответ. При этом вопросы повторяются, несмотря на то что ответы были десятки раз. В форуме, в дневниках много подробных статей, но почему то ссылки глючат.
Поэтому решил выложить здесь базовые технологические сведения по самостоятельному изготовлению светильника для себя под свои задачи.

Предисловие.

Сегодня в продаже огромный выбор фитосветильников на светодиодах. Года три назад началось снижение стоимости светодиодов, Они реально подешевели, но эта тенденция коснулась только светильников для освещения.
Эти светильники красивые, аккуратные и весьма дорогие. Однако самое неприятное, что они не очень подходят для рассады (мягко сказано), вернее под ними вы вырастите рассаду, но далеко не так эффективно и не такую как хотите.
Все дело в спектральном соотношении установленных там светодиодов. В них почти всегда всегда сильное преобладание красного цвета, который хорош для цветущих растений, для буйного роста листвы, для домашней оранжереи и т. п.
Рассаде такой спектр не по нраву, ей нужно нарастить сначала корневую, а не гнать зеленую массу.
Рассадный светильник должен иметь другое оптимальное соотношение цветов.
https://www.forumhouse.ru/entries/2416/
Вряд ли стоит надеяться, что ситуация в корне изменится. Так и будут продаваться консервные банки и красивые короба с натыканными в них сотнями индикаторных светодиодов, «косящих» под растительные. Светить будут красиво, но растюшки их не полюбят.
И, если вы поймете, что вам предлагают по дорогой цене несоответствующий товар – то займитесь изготовлением сами. Это обойдется дешевле и точно понравится вашим растюшкам.

Прежде чем рассмотреть технологию изготовления такого светильника, следует определится для чего он предназначен:
-назначение светильника – досветка рассады, полное освещение рассады без света из окон, освещение для полного цикла выращивания. Это определяет его мощность, количество и соотношение светодиодов по цвету.
-где будет он стоять - в стеллаже, на подоконнике, в парнике и т. д. Это определяет его конструкцию.
-каков размер освещаемой площади. Это также определяет размер и мощность.

Потребность в материалах для изготовления

-Чтобы сделать светильник для рассады растений, потребуется:
1. Светодиоды мощностью 1-3 ватт, синие (440нм) и красные (660нм). В скобках указана длина световой волны, которая и определяет «растительное» назначение светодиода. Это лучший вариант. Для замены синих можно использовать белые светодиоды 11000К (очень холодные), но будут небольшие потери эффекта.
2. Любой алюминиевый профиль: уголок, швеллер, тавр, полоски, листы и пр. - миски алюминиевые тоже сгодятся. Алюминий нужен как теплопроводящий материал. Медь значительно лучше, но где ее взять!
3. Изолированный монтажный провод небольшого сечения – 0,2 -0,5кв.мм
4. Термопаста или термоклей.
5. Сетевой провод с вилкой
6. Источник питания- вариантов здесь много, рассмотрим ниже.
7. Адекватный парень от 15 -75 лет с несложным набором инструмента:
ножовка или ножницы по металлу, напильник, дрель или шуроповерт,
заклепочник с заклепками и отвертки.
 
 Расчет потребного количества светодиодов

Цена – единственный недостаток "правильных" растительных светодиодов. Это связано с тем, что потребность в «растительных» намного меньше, чем в белых светодиодах для освещения. Чем меньше выпускаемая партия – тем дороже экземпляр.
Но так или иначе ищите. Дешевле всего их купить на аукционе ebay. com
Введите в строку поиска «led 1W 660nm» -и увидите сотни предложений. За качеством там строго следят.
Общее количество зависит от площади ваших контейнеров, горшочков и стаканчиков. На один кв. метр рассады достаточно 50 ватт светодиодной мощности. То есть 50 штук светодиодов по 1W. Это при условии, что вам нужно только досвечивать рассаду при наличии дневного света. Это опытная рекомендация, исходящая из самых минимальных затрат. Чем меньше света от ваших окон – тем больше надо увеличить эту норму. Некоторые форумчане дают рекомендацию 100 Вт/кв.м
Больше мощности - конечно же лучше. Не заметил чтобы растюхи страдали от избытка световой мощности, а может не дошел порога. :)
Так что сколько купить, зависит от вашего "кэша".

Пока рассада маленькая, ей достаточно минимальной мощности, но с ростом стебля и листьев потребность в свете возрастает. И растюшки тоже разные по габаритам. Если светильник универсальный для всех ваших растюх - тогда желательно чтобы был должен быть запас по мощности. Например только для петуний и перцев – то 40 Вт/кв.м достаточно, а томатам больше нужно. Отсюда предложение для рукастых- сделайте переключатель мощности светильника. Для начальной подсветки 30 Вт, а потом подключаем еще 30 или ...

Давайте рассмотрим конкретный пример.

Если у вас подоконник длиной 1,5 м и шириной 0,3 м – его площадь 0,45 кв. м. Значит для подсветки рассады достаточно 50/2 = 25 шт. округлим до 24 шт. Далее надо прикинуть соотношение цветов красный – синий. Твердых научных рекомендаций пока нет, есть только практические советы:
1. При уверенности, что высадка рассады произойдет в срок, сочетание красный-синий выберите 2:1.
2. Если вы не уверены в сроках - лучше использовать больше синего, вплоть до 1:1, что позволит дольше дотягивать рассаду до лучших условий.
Вы уже знаете, что синий цвет тормозит вытягивание рассады за счет роста корней. Итак получаем:
По первому условию возьмем 16 красных и 8 синих – всего 25 шт.
По второму условию 12 красных и 12 синих.
По самой большой цене в 50 р расход на 1000 р.
 
IMG_1562.JPG
Проработка конструкции каркаса светильника.

Удобство одноваттных светодиодов в том, что вы можете их расположить очень равномерно по над освещаемой площадью. Если ширина освещаемой площади менее 250 мм, то можно смонтировать светодиоды на одну «линейку». У нас в примере подоконник 0,3 м = 300 мм, тогда делаем в две линейки по ширине, чтобы обеспечить равномерность освещения всей площади. Для своих полок в 400 мм я беру три линейки.

Линейка – это кусок алюминиевого профиля длиной на 100 мм меньше длины подоконника. Для нашего примера это 140 см. Нужно разметьте две линейки так, чтобы на них разумно расположились по 12 светодиодов.

расположение светиков1.jpg

Светодиоды почти не греются и их можно очень близко располагать над растюхами (до 2 см)
Помните, что каждый светодиод излучает световой конус с углом 70-120 градусов, поэтому располагайте их друг от друга на таком расстоянии, чтобы проекции этих конусов хоть немного перекрывали друг друга.

Для того, чтобы скрепить линейки вместе нужен каркас.
Основное требование к каркасу, на который будут крепиться линейки со светодиодами и проводами
- это жесткость.
Сами линейки, кроме минимальной жесткости еще должны обеспечить достаточную площадь поверхности теплосъема. Это рассмотрим позже.

Для нашего подоконника длиной 1,5 м мы рассчитали количество светодиодов:
По первому условию нужно 16 красных и 8 синих.
По второму условию нужно 12 красных и 12 синих. Всего 24 штуки
Итак на каждую линейку нам нужно равномерно установить по 12 штук
светодиодов.
Разметим сначала на бумаге, а потом на реальном профиле. Если подоконник
1,5м, то длину светильника возьмем 1400 мм, поделим на 12, получим 116 мм.
Значит расстояние между светодиодами будет 115 мм, пока все.

Теперь вернемся к вопросу выбора самого профиля для линейки.
Для нормального съема тепла с каждого светодиода мощностью в 1 ватт,
требуется поверхность площадью не менее 25 кв. см.
Имея длину зоны расположения одного светодиода 11,5 см, вычислим ее ширину:

25 кв. см /11,5 см = 2,2 см. Это значит, что ширина нашего профиля в развернутом виде, не
должна быть меньше 22 мм. например, алюминиевый уголок 25 х 25 если
развернуть ширину, получается 50 мм. Подходит, да еще и с двойным запасом – это хорошо.
Вариантов столько сколько разных профилей.
Толщина металла для теплообмена не играет особой роли, не обязательно
тратиться на "толстые" профили - они дорого стоят.
Но второе условие прочность – жесткость соблюдается само и всегда при выборе профиля.
В нашем случае подойдет даже самый тонкий (1 мм) уголок. Удобнее всего
использовать для линеек П-образный симметричный профиль. У него и площадь
всегда больше чем у уголка.

Размечаем профиль по длине: от края 115/2 =57 мм -первый светодиод, далее
через 115 мм делаем еще 7 меток. Высокой точности не требуется.
Чтобы не повредить светодиоды при перевороте каркаса стороной свечения вниз,
желательно по его краям предусмотреть упоры высотой не менее 10 мм (выше светодиода).

Итак с каркасом светильника ясно. Прикрепить две линейки в каркас можно винтами или
вытяжными заклепками.

2011-11-09 13.06.28.jpg
 
 Об использование сверхмощных светодиодов

Сегодня продаются светодиоды фитоспектра мощностью более 5 Вт. Они удобны для подсветки высокорослых растений. Они имеют разные формы - круглые, квадратные и в виде прямоугольных пластинок. Правильнее называть их светодиодной матрицей, так как они состоят из нескольких 1 Вт-ных кристаллов, соединенных последовательно и распределенных на площадке.
(имейте в виду: выход одного кристалла из строя -матрицу на выброс!). Такие белые матрицы используют в прожекторах.
Некоторые форумчане используют такие "могучие" светики для рассады. Я считаю что это неудобно при дефиците площади размещения рассады, так как требуются высокая подвеска, как у лампы ДНАТ.
Значит на многоярусном стеллаже с рассадой для них нет места.
Но если вы их будете пользовать, то необходима другая конструкция теплоотвода, линейка не подойдет. Для 10 Вт нужна площадь теплосъёма более 250 кв. см.
Это примерно площадь алюминиевого подноса:aga: что неудобно. Лучше всего использовать разнообразные ребристые радиаторы от радиоаппаратуры или компьютеров. Можно купить новые. Они имеют компактные габариты, а за счет многочисленных вертикальных ребер - большую площадь.

фитосв.jpgae4678.jpg
 
 Крепление светодиодов

Прежде, чем крепить светодиоды к линейке, нужно промаркировать на ней где будет какой цвет.

Синие и красные нужно распределить равномерно, с учетом соотношения. Если 1:1, тогда они просто чередуются, другое соотношение -надо на бумажке продумать.
Способов крепления светодиода много: винтами, саморезами, заклепками и теплопроводным клеем.
Если светодиоды «на звездочках», то можно просверлить для каждого светодиода по два крепежных отверстия по разметке. Диаметр отверстий должен соответствовать крепежному элементу.20151204_091321.jpg
Раньше я прижимал (крепил) светики с помощью вытяжных заклепок. проще, когда заклепки диаметром 2,4мм, но они редки в продаже. Можно 3,2мм, но у них большие шляпки и придется потом их слега обкусить чтобы не замыкали контакты на звездочке
Светодиоды нужно прижать к профилю для теплового контакта. Больших усилий алюминий не позволяет, поэтому обязательно нужна термокомпенсирующая прокладка. Простейшей "термопрокладкой" является вязкая термопаста, которая заполняет все неровности и за счет наличия в ее массе пылевидных частиц меди, хорошо передает тепло от светодиода к линейке (профилю).

Но самый простой способ- использование 20151204_091600.jpg клея, который одновременно и термопрокладка и крепеж. Такие клеи продаются в радиомагазинах, под разными названиями, например "Алсил-5", "Radial" и т. д.
После монтажа всех светодиодов на каркас следует ватной палочкой снять излишки термопасты, выдавленной из-под звездочки. Обратите внимание: не запачкайте силиконовые линзы светодиодов. Ватка со спиртом поможет в этом.

Приступаем к пайке светодиодной цепочки.
На светодиодах имеется маркировка полярности, соединяем "+" одного с "-" следующего.
Я проверяю эту полярность, поскольку неоднократно сталкивался с несоответствием. Для проверки достаточно мультиметра в режиме "прозвонка". Создаваемый им ток заметно засвечивает кристаллик светика. Можно даже грубо оценить длину волны, если есть "эталонный" светодиод. Если не светится - перевернуть и уточнить полярность по выводам прибора.
Провод для пайки любой радиомонтажный от 0,2кв.мм.
Паяльник не более 40вТ. Технология пайки стандартная - зачистить, залудить, припаять, промыть место пайки от излишков флюса.
Если вы не имеете опыта пайки, то приобретите правильный припой со флюсом и спиртовый раствор канифоли. Не забываете предварительно лудить зачищенные концы проводников.
Выводим от цепочки два конца и маркируем плюс и минус. Можно установить на каркас люстровый зажим для соединения этих концов с источником питания – драйвером.
 
 Можно только прикинуть прямые расходы. Многим дачникам, не имеющих тяги к "рукоделию", но имеющих средства, проще купить готовый девайс и не "париться". Но немало и тех кто не хочет или не может сильно тратиться на хобби. Они делают сами или просят рукодельных приятелей.
Итак:
светодиоды правильные 1-3 Вт 50 шт. по 30 р. (средняя цена, из Китая выписать можно и по 10 р.) = 1500 р.
профили алюминиевые, заклепки, паста, припой - 1000 р. с лихвой хватит (если не с барахолки).
Стоимость источника питания еще 1000 р. и если с приятелем обмыть работу + 1000 р.
Итого 4500 р.
Если и это много, то есть бюджетные варианты (по расходам)
https://www.forumhouse.ru/entries/4843/
Готовый светильник будет всегда дороже в 2, 3 раза.
За 6500 можно купить только Светодиодный Фитосветильник Союз I 50 Вт с одной 50Вт матрицей (надежность? равномерность?)
Однако главное преимущество, которое деньгами не определить - свой светильник будет иметь правильное соотношение красный-синий, а не " подходит для всех растений" и сможет обеспечить рассаде РАВНОМЕРНОЕ досвечивание по всей площади. А регулирование соотношения за те же деньги? Купить такой выйдет от 40000 р.

20150128_103555.jpg доп светильник.jpg
 
 Выбор источника питания для светодиодов
Этот процесс я подробно описал в дневнике еще в 2012г.
https://www.forumhouse.ru/entries/1874/

С тех число драйверов приумножилось и среди стали появляться опасные поделки.
Номенклатура доступных драйверов непрерывно расширяется. Многие российские заводы начали поставлять "свои" драйвера собранные из китайских полуфабрикатов - это конечно радует. Но при этом стали попадаться драйвера по привлекательной цене, в характеристиках которых не указаны очень важные для электробезопасности сведения. Нам с вами не обязательно знать электрическую схему драйвера, но степень защиты от поражения электрическим током зависит именно от нее. Об этом подробнее.
Если в схеме есть трансформатор (у него две обмотки и более) - то он гальванически отделяет сеть от светодиодов (нет электрической связи между проводами 220В и проводами для подключения светодиодов!).

А если вместо трансформатора (для экономии), стоит дроссель с двумя обмотками, то никакого гальванического разделения входной и выходной цепей не будет! На самом деле, для знакомых с электрикой, ничего страшного в этом нет. Нужно знать где можно их использовать.
Такие драйвера можно использовать для светильников, висящих на недоступной высоте. В таких конструкциях предусматривают невозможность связи светодиодов с корпусом и есть надежное заземление.
Но использовать такие драйвера для самодельных светильников ОПАСНО дляЖИЗНИ!:mad:потому что фазный провод может быть гальванически связан с металлическим каркасом светильника. :mad: Поэтому, приобретая драйвера, обязательно интересуйтесь наличием гальванической развязки.
 
 Или рисуем желаемую топологию. И дальше по желанию и возможностям.
ЛУТ или заказ с оплатой подготовки к производству.
Snap_2015.12.06_00h24m48s_004.png
 

 Спектры цветов для рассадных светильников

Поскольку на форуме часто возникают вопросы по поводу спектрального соотношения при выращивании рассады и досветке, привожу графически понятные сочетания синего и красного цветов для светодиодных светильников. Я их не придумал - нашел на зарубежном сайте и сопоставил с собственными экспериментами и предлагаю ознакомиться.
Прочитав эту статью, поинтересуйтесь характеристиками ваших светильников и сопоставьте с приведенными. Вам станет понятнее, на что способен ваш светильник.
*************************************
Важность ПРАВИЛЬНОГО соотношения двух основных цветов в спектре доказана практическими достижениями ведущих европейских специалистов. Мы с вами тоже можем убедиться в этом.

image001.png F1 СПЕКТР 2:5


Общего назначения, высокая эффективность
F1 спектр подходит для различных видов растений, 
на протяжении всего их цикла роста. Он содержит высокую долю красного 
света, который стимулирует фотосинтез во время вегетативного роста
 и облегчает цветения. Он имеет самые высокие фотонэффективность урожайности.

рекомендуется 
 для небюджетных


image003.png F3 СПЕКТР 1:4


Лучше всего подходит для прорастания и цветения
Это обеспечивает быстрое прорастание и цветение Рекомендуется для использования в боксах прорастания и для цветов.


image006.png F6 СПЕКТР почти 1:1


Лучше всего подходит для вегетативного роста
 спектра имеет расширенную синюю область

и обеспечивает быстрый 
набор зеленой массы. Тормозит цветение. Экономит объем. Рекомендуется для производства листовых зеленых овощей

[​IMG]image007.png
 F7 СПЕКТР 3:1

Лучше всего подходит для рассады

 имеет самый высокое содержание синего
 и производит коренастые растения с короткими междуузлиями расстояния, весьма
 желательно на стадии всходов. Рекомендуется также для саженцев перед посадкой.


здесь можно найти спектральные характеристики фитоламп. http://linago.hotmail.ru/text/6.htm
 
 
 
 
 
 

Категория: Сад Дачя Растения, Сделай сам, Цэх Производство

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Комментировать статьи на нашем сайте возможно только в течении 15 дней со дня публикации.