Небольшие габариты, высокий КПД — вот основные достоинства светодиодных источников света, позволяющие собирать высокоэффективные и экономичные светильники.
Однако обычные светодиоды хоть и подходят для подсветки рассады, они расходуют свою энергию не так эффективно, как хотелось бы. Дело в том, что растениям не нужен равномерный спектр во всем диапазоне, им подавай побольше красного и синего. Именно эта часть спектра нужна хлорофиллу для фотосинтеза. Излучения в других диапазона для растений совершенно бесполезны.
Поэтому для подсветки рассады и взрослых растений целесообразнее всего собирать фитолампы для растений своими руками из светодиодов красного и синего свечения. Раньше так и делали:
В последнее время появились одиночные светодиоды, излучающие как раз в красной и синей частях спектра. Их еще называют светодиодами полного спектра (full spectrum led) или фитосветодиодами.
Именно на таких полноспектральных светодиодах я и решил собрать свой первый светильник для рассады.
Интересно, что я никогда не думал о том, как сделать светодиодную подсветку для рассады своими руками, пока не возникла такая необходимость. Оказалось, что это весьма увлекательное занятие.
Для этих целей были закуплены 3-ваттные полноспектровые фитосветодиоды для растений на кристалле Epistar.
Для питания была собрана небольшая схема драйвера (источника тока) на 500 ма, которую мне удалось разместить внутри корпуса от старого зарядника от мобильного телефона. На время тестов перемотал его изолентой, когда (и если) все заработает как надо — посажу на клей.
Можно вообще не заморачиваться с подходящим драйвером, а сразу купить весь комплект (драйвер + светодиоды) рублей за 400. Например, такой.
Известно, что главной проблемой при конструировании фитоламп своими руками из светодиодов является эффективное отведение тепла. При недостаточном охлаждении внутри кристалла светодиода протекают необратимые изменения, приводящие к снижению яркости и, в конечном итоге, к перегоранию.
Задачу охлаждения светодоидов решают разными способами:
- Активное охлаждение — когда светодиод обдувается кулером. Это снижает ресурс всей системы, привносит дополнительную вероятность поломки и увеличивает шум. Зато позволяет серьезно сократить размеры радиаторов.
- Пассивное охлаждение — это когда светодиоды устанавливают на радиатор из теплопроводного материала (медь, алюминий) и охлаждение происходит за счет естественного теплообмена с окружающей средой.
Второй способ, конечно, более привлекательный и менее затратный. Надо только взять радиатор побольше.
Площадь радиатора рассчитывается с помощью всяких сложных формул, но уже с древних времен радиолюбители всего мира используют тайное знание — на каждый ватт рассеиваемой мощности нужен радиатор 20 см 2 .
Для тех, кто собирает светодиодные фитосветильники для растений своими руками в промышленных масштабах, в продаже имеются специальный радиаторный профиль. Но он, на мой взгляд, слишком уж дорогие (200 руб за каждые 10 см профиля). Хотя выглядят, конечно, зачетно.
Поэтому я пойду по пути здравомыслящего человека — возьму алюминиевый профиль. Из него можно замутить лампу для рассады своими руками, которую не стыдно повесить над подоконником и при этом добиться отличного охлаждения.
В ближайшем строймаге были приобретены два П-образных профиля, один — поменьше (20х25х20х2, 133 руб), другой — побольше (30х30х30х1.5, 148 руб).
Отрезал желаемый кусок (у меня получилось 56 см), из остатков сделал заглушки по торцам, в которых проковырял отверстия под кабель и выключатель.
Для подвешивания светильника над цветами приделал две петли. Для этих целей хорошо подошли зажимы для тросов по 17 рублей за пару:
Изначально все светодиоды полного спектра для растений имеют планарное расположение выводов, поэтому их надо немного нарастить и загнуть вниз под 90 градусов. Вот так:
В мелком профиле насверлил дырок (туда будут вставляться светодиоды):
Для приклеивания светодиодов нужно брать спец клей, коих развелось просто пруд пруди.
| Название клея | Теплопроводность, Вт/(м·К) | Впечатления |
|---|---|---|
| Thermally Conductive Adhesive GD9980 | 0.671 | Хорошая консистенция, достаточно жидкая, легко расплющивается. Цвет белый. Схватывает минут за 15, полностью твердеет часа через 3, держит крепко. Можно найти за 460руб/30г. |
| Thermal Glue Halnziye HY910 | 0.975 | Внешне и по консистенции напоминает Stars-922, только запах приятнее. Схватывает часа через 2, полностью застывает где-то через сутки. Легко наносится, хорошо выдавливается изо всех щелей, так что слой получается довольно тонкий. Остались хорошие впечатления. Цена: 150руб/10г. |
| Heatsink Plaster Stars-922 | 1.1 | Довольно жидкий, размазывать удобно. Сохнет сутки, держит слабо. Тюбик после открывания надо использовать довольно быстро, за 2-3 недели, потом совсем засыхает. Не понравился, не смотря на то, что дешевый (80руб/10г). |
| Fujik Heatsilk Compound | 1.2 | Клей белого цвета, чем-то напоминает КПТ-8, но более жидкий. Клеить приятно: нанес капельку, притер к поверхности и прям чувствуешь как его присасывает. Подождал полчаса и можно паять, а через час уже фик оторвешь. После вскрытия упаковки клей можно годами хранить в холодильнике. Цена: 460руб/50мл. Короче, понравился. |
| Термоклей АлСил-5 | 1.46 | Не понравился из-за того, что сохнет прямо в шприце. Купил, один раз воспользовался, закинул в ящик стола, а когда через пару месяцев он снова понадобился — он уже полностью затвердел. А один раз я прямо из магазина принес засохший. Фигня какая-то. Стоит 150 руб/3г. |
| Теплопроводный клей Kafuter K-5204K | 1.6 | Отличная прочность после высыхания (светодиод руками не оторвать), схватывается минут за 10, полностью закоксовывается через сутки и более. Объемное сопротивление 1×10 15 Ω•cm. Продают за 450 руб. (в тюбике 80 грамм). |
| Thermopox 85CT | 2.2 | Двухкомпонентный теплопроводящий клей, то есть перед применением необходимо смешивать как эпоксидную смолу. Не удобно. Приклеивает прочно, не хуже чем Kafuter. Теплопроводность на уровне хорошей термопасты, но дорогой (480 руб. за 5 грамм) и фик где найдешь. |
Естественно, чем выше теплопроводность, тем круче. Но, если поверхности ровные и плотно прижаты друг к другу (на расстоянии в десятки микрон, тоньше листа бумаги А4), то теплопроводность термоклея перестает иметь определяющее значение. Хоть детским вазелином мажь, нормальный отвод тепла обеспечен. Тут уже на первое место выходит прочность соединения.
Термоклей, конечно, штука хорошая, но для небольших мощностей достаточно обычного красного герметика из автомагазина, которым мажут всякие прокладки при сборке двигателей. Я взял вот такой:
Держит очень даже неплохо.
Через сутки, когда герметик полностью схватился, подключил все светодиоды последовательно:
Осталось только соединить половинки корпуса и можно включать.
Свет от этих светодиодов очень непривычный, напоминает разведенную в воде марганцовку.
Измерения показали, что фитолампа потребляет 500 ма, общее напряжение 32 вольта.
К сожалению, уже через полчаса работы корпус лампы сильно разогрелся (60-65°C). Сам блок питания — тоже горячий. Работать-то оно при такой температуре будет, но все-таки радиаторы лучше брать побольше. Думаю, 30 см 2 на каждый Ватт мощности светодиода, будет самое то.
Несколько отверстий в корпусе зарядника помогли решить проблему перегрева драйвера:
Кстати, недорогой радиатор для одиночного светодиода куда-нибудь на дачу или в теплицу можно сделать из полос алюминия:
В завершении хочу показать еще как сделать фитолампу для растений своими руками (видео не мое, но очень познавательное):
Если вы такой же новичек в области светодиодного фитосвета, надеюсь, моя история помогла разобраться как сделать подсветку для рассады на подоконнике. Только не повторяйте моих ошибок — берите радиаторы бОльшей площади или ставьте вентиляторы.
Осталось только придумать, как повесить фитолампу на пластиковое окно и можно звать хозяйку принимать работу.
Знаю, что проще всего закрепить лампу на окне на супер-присосках, вот таких:
Я же пошел по наиболее дешевому пути: вырезал хомут из тонкого пластика (из крышки от ведра из-под краски) и загнул ему ножки с помощью фена. Вроде нормально получилось. А главное, можно, не снимая лампы, открывать окно в режиме микропроветривания.
И вот, моя первая светодиодная лампа для растений своими руками уже висит над рассадой:
Уменьшение естественной инсоляции зимой приводит к световому голоданию комнатных растений и снижению интенсивности фотосинтеза. Светодиодная подсветка для растений и цветов решает эту проблему, но нужно уметь ее подобрать. Разберем как выбрать светодиодную лампу для растений и сделаем ее своими руками.
При недостаточной освещённости тормозятся процессы фотосинтеза что неизбежно приводит к торможению роста. Стебли истончаются, вытягиваются в сторону основного источника освещения. В период обильного цветения недостаток освещения приводит к самовольному сбросу бутонов.
Какая подсветка нужна для растений
Качество освещения для домашних цветов зависит от:
- Спектра освещения;
- интенсивности освещенности;
- длительности освещения в течение суток.
Также влияют температура в помещении и концентрация углекислого газа, но в пределах квартиры влиять на эти параметры трудно, потому опустим их.
Требования к подсветке цветов и растений:
- Отсутствие сильного тепловыделения, растения не должны перегреваться;
- наличие в спектре излучения красного и синего света, необходимого для нормального процесса фотосинтеза.
Нагрев лампы
Из-за большого нагрева колбы, лампы накаливания непригодны для использования.
Натриевые лампы высокого давления (ДНАТ) лучше подходят для подсветки растений и широко применяются в теплицах. Но для домашних условий они мало пригодны из-за высокой мощности и соответственно значительного тепловыделения (колба может нагреваться до 600 градусов). Также они дорогие в эксплуатации (высокая стоимость трансформаторов розжига).
Светодиоды практически не греются (подробнее про нагрев светодиодов), потому подойдут для квартирного использования.
Спектр излучаемого света
Хлорофилл, находящийся в зелёных листьях, способен активно поглощать свет с длинной волны 380-710 нанометров, остальной спектр не активирует процессы фотосинтеза.
График эффективной длины волн для растения
Более короткие волны в спектре 380-500 нанометров стимулируют процессы деления клеток и увеличение зелёной массы, а излучение с длинной волны 500-700 нанометров необходимо для интенсивного цветения и плодоношения.
На графике наглядно видно, какой цветовой диапазон более эффективный для роста растения. Теперь сравним со спектром, излучаемым разными типами ламп.
Сравнение спектров разных источников света
Обыкновенные лампы накаливания мало подходят для подсветки комнатных растений, поскольку у них преобладает теплый спектр (700+ нанометров). Люминесцентные, которым отдают предпочтения за счет их стоимости, по спектру совсем бедные и уступают даже лампам накаливания.
Спектр излучения светодиодов для растений будет идеальным. Особенно при объединении холодного белого – 400-500нм и теплого белого 500-700нм цветов.
Преимущества подсветки цветов светодиодами
Минимальный срок службы светодиодов 50 000 часов при минимальных потерях в яркости.
Светодиоды более экономичны и расходуют меньше электроэнергии (по сравнению с лампами накаливания в несколько раз). Обладают крайне высоким КПД и выдают около 100 Лм на 1Вт потребленной энергии.
Светодиодные ленты излучают свет под углом 120 градусов, что позволяет сконцентрировать излучение на растениях, а не освещать комнату.
Компактные размеры позволяют создавать освещение для цветов любых форм.
| Сравнительный анализ фитоламп для растений | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Люминес-центная | Ртутная | Металл-галогенная | Натриевая | Свето-дидная | |
| КПД ФАР | 20-22% | 10-12% | 16-28% | 26-30% | 99% |
| Cрок службы | 10-15 тыс. часов | 10-15 тыс. часов | 6-10 тыс. часов | 16-24 тыс. часов | 50-100 тыс. часов |
| Средняя световая отдача | 50-80 лм/Вт | 45-55 лм/Вт | 80-100 лм/Вт | до 150 лм/Вт | до 100 лм/Вт |
| Минусы, ограничения использования | Не годится для большой площади, не подходящий спектр для растений | Экономически невыгодна | Невысокий индекс цветопередачи | Невысокий индекс цветопередачи | Нет |
| Среднее потребление энергии | 15-65 Вт/час | 50-400 Вт/час | 70-400 Вт/час | 70-600 Вт/час | 1 Вт/час на один диод или 15Вт на метр ленты |
| Коэффициент пульсации | 22-70% | 63-74% | 30% | 70% | Менее 1% |
| КПД | 50-70% | 50-70% | 50-70% | 50-70% | 90% |
Специализированные светодиодные фитолампы для растений
Фитолампы – это красные и синие светодиоды с пиком интенсивности в диапазоне 440 и 660 нанометров, т.е. вся мощность излучения находится в эффективном для растений диапазоне.
Такой светодиодный светильник для растений применяется, если необходимо освещать небольшую площадь в 30-50 см 2 (одно растение или один горшок), т.к. светоизлучающий модуль имеет угол светового потока 120 градусов. Для подсветки большого количества растений (рассада) более рентабельно использовать светодиодные ленты и модули.
Фитолампа – хороший выбор для роста одного комнатного цветка, но цена на них неоправданно выше чем на обычные светодиодные ленты. При комбинировании теплого и холодного света светодиодных лент, вы получите тот же результат, но за меньшие деньги.
Важно. Решив использовать фитолампы, не покупайте формфактор типа «кукуруза». Большая часть излучения будет тратится впустую, даже при наличии рефлектора, снижая общую эффективность освещения.
Делаем светодиодную подсветку для цветов своими руками
Изготавливать светодиодные лампы под цоколь нет смысла. Это не практично. Мы будем использовать светодиодную ленту. Изготовление самодельной фитолампы для цветов сводится к трем пунктам:
- Рассчитать необходимую мощность светодиодного освещения для цветов.
- Подобрать модель ленты.
- Подобрать блок питания.
Расчет мощности светодиодного освещения
Необходимая освещенность для полноценного роста цветов составляет 10000-15000 Люкс. Исходя из этих цифр следует отталкиваться при расчёте подсветки для растений из светодиодов.
Разберем на конкретном примере. Делаем подсветку рассады в коробке размером 0,75 x 0,3 метра. Обеспечим растения освещением 15 000 Люкс.
15 000 Люкс – интенсивность излучения 15 000 Люмен, освещающего поверхность 1 м 2 с высоты 1 метр.
Наша освещаемая площадь:
0,75м * 0,3м = 0,225 м 2
Значит наша требуемая интенсивность света:
15000 Лм/м 2 * 0,225м 2 = 3375 Люмен
Определим высоту расположения освещения. Полученная интенсивность освещения в 3375 Лм нужна при расположении светодиодных ламп для растений на высоте 1м. Уменьшив высоту в два раза, требуемая интенсивность упадет в 4 раза (закон обратных квадратов). Разместив освещение на высоте 0,5м, получим интенсивность света:
Закон обратных квадратов — при увеличении расстояния до источника света в 2 раза, интенсивность светового излучения падает в 4 раза.
3375 / 4 = 845 Лм
Осталось подобрать LED ленту по этим параметрам.
Подбираем светодиодную ленту для подсветки цветов
Из расчета мы получили необходимую интенсивность света 845 Лм. При наших размерах коробки с цветами, лучше взять 2-4 отрезка ленты, длиной 0,75 м, чтобы равномерно покрыть всю площадь.
Световой поток LED ленты указывается из расчета на 1м. Если нам нужно только 0,75м, то необходимо добавить 25% к заявленной производителем интенсивности светового потока.
845 / 2 * 1,25 (компенсируем длину ленты) = 530 Люмен (для двух отрезков)
845 / 4 * 1,25 = 265 Люмен (для четырех отрезков)
Итоговые параметры ленты:
- Интенсивность света (яркость) 465 Лм;
- Температуру света – комбинируем теплый + холодный (3000К + 6000К);
- Напряжение питания 12В – самый распространенный тип лент.
Нам подойдет SMD3528-W-60led — 3 метра, или SMD2835-W-60led — 1,5м. Здесь можете почитать про маркировку лент.
Выбор блока питания для светодиодных лент
Важно подобрать подходящий для драйвер для питания освещения комнатных растений. Критериев всего несколько:
- Мощность (самый важный);
- тип корпуса;
- дополнительный функционал.
Расчет мощности блока питания. Рассмотрим на примере 3 метров ленты SMD 3528, 60 светодиодов на 1 погонный метр. Мощность 1 п.м. 4,8W. Прибавим 25% запаса на потерю в соединениях и проводниках и получим:
3м (длина) * 4,8W (мощность 1 метра) * 1,25 (запас) = 18W.
Подойдет любой БП мощностью больше 20Вт и напряжением 12В.
Тип корпуса. Бывают корпуса с разным уровнем пыле- влагозащиты, в алюминиевом или пластиковом корпусе с принудительным или естественным охлаждением.
- Степень защиты выбираем в зависимости от условий эксплуатации. При высокой влажности (размещение внутри теплиц) степень защиты должна быть не ниже IP67.
- Материал корпуса выбирайте любой. Преимуществ никаких не дает.
- Принудительное охлаждение необходимо при высокой мощности блока питания (свыше 200W). В противном случае достаточно пассивного охлаждения.
Дополнительный функционал. Блоки питания могут иметь дистанционное управление с пульта, снабжаться lcd экранами, иметь таймеры. Дополнительный функционал приобретайте по желанию. Чем больше функций — тем дороже блок питания.
Подключение ленты к блоку питания
Подключайте все отрезки лед ленты параллельно к блоку питания. При подключении используйте коннекторы (подробнее про соединение отрезков ленты). Один неразрывный участок ленты не должен превышать длины 5м.
Помните про класс защиты светодиодной ленты для растений и блока питания. Выбирая класс IP20 — размещайте освещение и питание в сухих, незапыленных местах. Если класс IP67,68 — размещать можно даже во влажных теплицах.
Варианты размещения освещения для рассады
- Индивидуальная подсветка растений светодиодами.
- Стеллажи для растений.
Индивидуальная подсветка растений.
Точечное освещение растений позволит не только избежать ежегодной передислокации всех горшков и вазонов к месту зимовки, но и создать уникальный, неповторимый дизайн интерьера. В качестве источника освещения можно использовать миниатюрные, но мощные светодиоды.
Светодиоды для подсветки растений способны выдавать до 120 люмен и быть как подсветкой для растения, так и ночником.
Для индивидуальной подсветки можно купить специализированную светодиодную фитолампу, о которых мы писали выше. Метод расчета тот же, что и для светодиодной ленты.
Стеллажи для растений.
При большом количестве объектов освещения более целесообразно сделать полки снизу которых будет монтироваться светодиодная лента для растений.
Стеллажи можно оградить светоотражающими материалами: фольгой, металлизированным утеплителем. Это позволит обеспечить круглосуточную подсветку, но не будет мешать отдыхать в вечернее время. Также такая ширма увеличит освещенность растений на 10-15 процентов.
Особенности светодиодной ленты для растений
В осенне-зимний период солнечных лучей из окон недостаточно для фотосинтеза комнатных цветов или рассады. Обеспечить оптимальный режим освещенности, необходимый для их развития, поможет подсветка специальной светодиодной лентой для растений. Традиционные лампочки не подходят для этих целей, поскольку имеют другой спектральный диапазон.
По сравнению со ртутными, люминесцентными и галогенными лампами, LED-освещение с фитоспектром имеет ряд преимуществ:
- экономичность — снижение потребления электроэнергии обеспечивается максимальной эффективностью освещения, благодаря оптимальному спектральному диапазону;
- электробезопасность — низкое напряжение питания исключает возможность поражения электрическим током при уходе за растениями;
- при их изготовлении не используются потенциально вредные для здоровья вещества, как например, ртуть в фитолампах другого типа.
Кроме того, можно расположить светодиодные ленты ближе к растениям для увеличения интенсивности подсветки, чего не позволяют фитолампы, сильно нагревающиеся при работе.
Преимущества покупки светодиодной ленты для растений в Леруа Мерлен
Наши продавцы-консультанты окажут Вам квалифицированную помощь при выборе подходящего изделия, дадут рекомендации по особенностям его установки и эксплуатации. Купить светодиодную ленту для растений по доступной цене можно онлайн, или посетив розничные магазины торговой сети Леруа Мерлен, широко представленные в Москве и других городах России.
