Подсветка для растений из светодиодов

Делаем светодиодную подсветку растений: расчет мощности, выбор ленты, расчет питания

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:

  1. Рассчитать необходимую мощность светодиодного освещения для цветов.
  2. Подобрать модель ленты.
  3. 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 использования светодиодной ленты для подсветки растений

Растения всегда создают в доме уют и приятную атмосферу. Поэтому очень многие занимаются их выращиванием как на продажу, так и в личных целях. В любой ситуации, будь то квартира или специальное сооружение (например, теплица), для выращивания растений необходимо создать оптимальное освещение.

Сегодня большой популярностью среди всех осветительных приборов пользуется светодиодная лента. С ее помощью можно достаточно легко сделать своими руками необходимый тип подсветки для самых разнообразных растений. Почему стоит выбирать именно светодиодные ленты, а также как с ними работать, поведает наша сегодняшняя статья.

Почему именно светодиоды?

Не для кого ни секрет, что для оптимального роста и развития растений им необходим свет. Его могут создать разнообразные источники света и осветительные приборы. Но в данной ситуации необходимо помнить, что свет характеризуется длиной волны и спектром. Неправильный подбор каждого из этих двух параметров может привести к гибели флоры из-за нарушений процесса фотосинтеза и стимуляции других патогенных механизмов внутри клеток растений.
На сегодняшний день самым оптимальным видом освещения для флоры, выращиваемой в домашних и промышленных условиях, являются светодиоды, а именно — светодиодные ленты.

Led-продукция обладает массой положительных моментов, среди которых стоит выделить такие:

  • низкое потребление электроэнергии;
  • красивый и эстетичный свет;
  • возможность сделать светильник своими руками;
  • качественный световой поток;
  • возможность установки изделия на любую поверхность, будь-то стеклянная полка, подоконник балкона или деревянная полка;
  • возможность подборки диодов по спектру излучения;
  • простой монтаж, который проводиться благодаря наличию у ленты самоклеящейся основы;
  • продолжительный срок службы;
  • светодиодные ленты могут давать свет разного цвета.

Обратите внимание! Для освещения растений следует использовать красный и синий спектры.

Внешне светодиодная лента напоминает прорезиненную узкую основу, на которой с одной стороны вмонтированы источники света – светодиоды. Они располагаются друг от друга на наиболее оптимальном расстоянии, чтобы создаваемая ими подсветка давала яркий и равномерный свет.
Все электрические компоненты ленты обладают изоляцией, а некоторые модели имеют защитный слой, который предотвращает проникновение влаги внутри изделия. Именно влагозащищенные светодиодные ленты будут оптимальным решением для подсветки любых растений.

Светодиодное освещение цветов

Но здесь следует помнить о том, что выбирая искусственный тип подсветки флоры нужно уделять особое внимание спектру свечения источника света.

Свет, его спектр и влияние на живые организмы

Самым лучшим освещением для животных и растений будет естественный свет, который дает солнце утром, днем или вечером. естественное освещение может быть как видимым (например, красный, оранжевый или синий свет), так и невидимым человеческому глазу (например, инфракрасный или ультрафиолетовый свет).

Обратите внимание! Создавая в доме своими руками искусственное освещение, нужно стараться максимальным образом приблизить световой поток к естественным значениям.

Для того чтобы оформить правильную подсветку, необходимо ориентироваться на параметры наиболее важного для них процесса – фотосинтеза. Он проходит в тех случаях, когда свет имеет длину волны в диапазоне 380–710 нм. Кроме этого следует помнить, что некоторый тип света будет стимулировать у растений рост, а другой – созревание плодов.
К примеру:

  • красный спектр (620—740 нм) светового излучения способствует накоплению в растительных клетках углеводов, стимулирует рост побегов и листьев;
  • синий спектр (440—485 нм) света приводит к образованию аминокислот, а также стимулирует деление клеток.

Обратите внимание! Оптимальным решением будет использование светодиодов, дающих и красный и синий свет.

Оптимальная подсветка растений

Кроме этого следует помнить, что ультрафиолетовое излучение, которое находиться в диапазоне 280 нм и ниже, может негативным образом влиять на рост цветов и овощных культур. При избытке такого освещения посадки начинают болеть, их стебли и листья скручиваются и желтеют. Но такая ситуация возможна только при использовании чистого ультрафиолета. В естественном свете также присутствует ультрафиолет, но здесь он имеется в небольших количествах. Основная его часть задерживается озоновым слоем. Поэтому содержание ультрафиолета в естественном освещении будет минимальным и следовым.
В диапазоне от 315 до 380 нм (длинные ультрафиолетовые лучи) стимулируют у растений набор массивности, а также накопление витаминов и способность переносить незначительные заморозки. Поэтому такой свет особенно актуален для растений, которые должны начать плодоношение, особенно при выращивании их в холодный период сезона.
Для фотосинтеза отлично подходят синий и фиолетовый, а также красный или оранжевый цвета подсветки.

Обратите внимание! Зеленый спектр света для растений не несет ничего. Он просто проходит сквозь листья, не оказывая значительных изменений в них.

Это обязательно следует учитывать в ситуации организации своими руками светодиодной подсветки домашнего сада. Правильно подобранная светодиодная лента даст возможность в разы увеличить объем урожая, а также получить рослые и сильные растений и овощные культуры даже в холодный период времени, при сохранении других условий выращивания.

Работа с осветительной продукцией

Светодиодные ленты, при правильной работе с ними, позволяют быстро и своими руками сделать для домашнего сада или овощных культур в горшочках оптимальный тип подсветки и добиться необходимого результата – получения вкусных и крупных плодов или цветения.

Вариант светодиодной подсветки домашних «грядок»

Но для этого вам нужно будет либо собрать светильник своими руками, что займет достаточно времени, либо же просто самостоятельно прикрепить покупную модель. Второй вариант является более рациональным, так как при использовании влагозащитных лент, даже обильный полив домашнего сада или огорода не сможет негативным образом повлиять на работоспособность осветительного изделия. Поэтому здесь нет необходимости прятать светодиодную ленту за корпусом светильника.

Обратите внимание! При монтаже своими руками светодиодной ленты для подсветки растений вам не нужно будет сверлить кучу дырок, вбивать гвозди или вкручивать саморезы.

Сама установка ленты представляет собой понятный и простой процесс, который сводиться к выполнению следующих манипуляций:

  • место (нижняя часть полок, подоконника и т.д.), на которое будет крепиться светодиодная лента, должно быть очищено от жира и грязи. Для этого его нужно промыть влажной тряпкой и мылом;
  • после того, как поверхность была хорошо вымыта, ее насухо протираем чистой сухой тряпкой;
  • затем с нижней стороны ленты снимаем защитное покрытие, которое производитель наклеил поверх самоклеящейся основы;

Обратите внимание! Если кусок светодиодной ленты имеет большую протяженность, то снимать защитную пленку нужно аккуратно и частично, чтобы в момент ее монтажа не запутаться в ней или прикрепить криво.

Самоклеящаяся основа изделия

  • далее, не сильно нажимая на ленту, нужно разместить ее вдоль поверхности. При наличии искривлений хода прорезиненной основы led-продукции, нужно аккуратно ее подправить;
  • когда полученный результат вас удовлетворил, аккуратно прижимаем изделие к поверхности.

Наклеенная на поверхность лента

Еще одним плюсом в данной ситуации будет то, что такая продукция продается катушками по пять метров. Поэтому, купив одну катушку, вы сможете подсветить несколько полок. Светодиодная лента можно нарезаться на кусочки любой длины. Но при этом необходимо помнить, что разрезать нужно только в специально обозначенных для этого местах.

Место разреза на ленте

После того, как лента была установлена или нарезана на кусочки, подключаем к ней блок питания путем припаивания проводов.

Обратите внимание! Светодиодная лента для своего питания от стандартной сети в 220 В требует подключения специального преобразователя – блока питания т.к. led-продукция является низковольтной, рассчитанной на 12 или 24 вольт.

Блок питания для ленты

Он присоединяется путем припаивания проводов к ленте в месте ее контактных площадок. Они имеются с двух сторон от линии разреза. После этого вам только останется проверить работоспособность самодельной подсветки и поставить под нее растительность.

Места применения светодиодов

Благодаря своим многочисленным преимуществам, светодиодные ленты сегодня очень часто применяются для освещения не только растений, но и жилых и нежилых помещений. Они используются для подсветки следующих помещений:

  • зимних садов и оранжерей;

Светодиодное освещение теплицы

  • теплиц и утепленных балконов или лоджий;
  • как альтернативная замена морально устаревших источников света (например, ламп накаливания);
  • кладовок и других типов комнат.

Как видим, область применения светодиодов на сегодняшний день достаточно обширна.

Заключение

Светодиодная лента для освещения растений в любых помещениях (дом, балкон, теплицы и т.д.) является самым лучшим решением, которое по многим критериям будет максимально полно удовлетворять потребности представителей растительного царства, стимулируя их рост, развитие, а также формирование красивого цветения и вкусный плодов. Что особенно хорошо, такая подсветка легко реализуется своими руками и прослужит вам долгие годы.

Светодиодные фитолампы для растений своими руками

Сегодня купить светодиодную фитолампу через интернет-магазины не составит труда. Это может быть лампочка с цоколем Е27 под стандартный светильник, мощный прожектор, собранный на COB-матрице или готовый фитосветильник на нескольких светодиодах. Вот только стоимость готовой продукции достойного качества слишком велика. К тому же размер и параметры стандартной подсветки не всегда отвечают требованиям растениеводов. Преодолеть данные препятствия можно, сконструировав светодиодные фитолампы для растений своими руками.

Расчёт необходимого света

Для того чтобы фитосветильник действительно ускорил рост растений, необходимо произвести корректный расчёт его параметров. Главной оптической характеристикой любого источника света является световой поток, который указывает на то, сколько световой мощности (люмен) выдаёт лампа. Его значение указывается на упаковке. В свою очередь, для растений основным показателем является освещённость, указывающая количество люмен в 1 м 2 .

Расчёт светового потока, необходимого для эффективной подсветки, производят по формуле Ф= E×S/Kи, где:

Ф – световой поток, лм;
E – требуемая освещённость, величина которой задаётся индивидуально для каждого вида растений, лк;
S – площадь, которую следует освещать, м 2 ;
Ки – коэффициент, учитывающий потери света на рассеивание.

В ламповых светильниках с плохим отражателем за счёт отсутствия строго направленного свечения значение Ки может снижать КПД светильника более чем наполовину. Светодиод имеет направленное свечение, угол распространения которого определяется линзой. В связи с этим в светодиодных светильниках отражатель не столь сильно влияет на эффективность осветительной системы в целом, а Ки достигает 0,8–0,9 единиц.

И всё же подсветка рассады светодиодными лампами в домашних условиях зачастую нуждается в отражателе. Особенно это касается фитосветильников, сконструированных на основе светодиодных лент, где отражатель помогает сконцентрировать максимальное количество света на полезной площади.

Не стоит забывать о мощности светодиодного светильника и угле половинной яркости, часто именуемом как угол рассеивания. Иногда, даже правильно собранный фитосветильник оказывается неэффективным. Излишняя удалённость приводит к потерям световой мощности (закон обратных квадратов), а маленький угол рассеивания – к недосветам по краям. Светодиоды испускают тепло в противоположную сторону относительно излучаемого светового потока. Поэтому их можно максимально приблизить к растениям, оставляя в запасе всего несколько сантиметров.

Как сделать фитолампу и что для этого понадобится?

Для изготовления фитолампы своими руками понадобятся:

  • светодиоды со специальным спектром излучения;
  • источник питания;
  • система охлаждения;
  • корпус;
  • вспомогательный материал и инструмент.

Чипы синих, красных и пурпурных фитосветодиодов встречаются в разных модификациях: в виде дискретных SMD-элементов или COB-матриц. Все они пригодны для изготовления светильника своими руками. Проще всего делать подсветку из готовой светодиодной ленты для растений, разрезав её на несколько отрезков. Сложнее – из отдельных SMD чипов или COB-матриц, для которых потребуется правильный расчёт радиатора.

Источник питания для светодиодов и матриц представляет собой драйвер со стабилизированным постоянным током на выходе, а для светодиодных лент – это источник напряжения +12В соответствующей мощности.

Пассивная система охлаждения является обязательным элементом светильника для растений. Она отвечает за соответствие оптических характеристик излучающих диодов в течение всего срока службы. О форме, размерах и материалах для изготовления радиатора рассказано в отдельной статье. В большинстве самодельных светильников радиатор одновременно является корпусом.

Кроме перечисленных светодиодов, в качестве источников света можно использовать фитодиоды, изготовленные по технологии УСКИ (универсальное сине-красное излучение). Они имеют уникальный спектр излучения, полученный за счёт особого состава люминофора. В данном случае люминофор выполняет функцию избирательного фильтра, пропуская волны преимущественно в синем, красном диапазоне, а также незначительную часть жёлтого и зелёного света. При этом синяя область имеет ширину 380–480 нм с небольшим переходом в ультрафиолет и пиком на длине волны 445 нм. Красная область намного шире, захватывает оранжевый и инфракрасный спектр, доля которых достигает 50%. Общая ширина красного излучения примерно составляет 570–770 нм с максимумом на 640–660 нм.

Благодаря расширенной спектральной характеристике, светодиоды УСКИ идеальны в конструировании ламп для растений своими руками. Светильник на их основе обеспечит растение полным циклом роста: от вегетативного развития до созревания плодов и может применяться для подсветки растений с крайне низкой долей солнечного воздействия.

Применение фитоленты

Чтобы сконструировать простой светодиодный светильник для растений, понадобится фитолента с блоком питания и недорогие детали для корпуса, в качестве которых можно использовать подручный материал. Светильник может иметь любую форму и размер, благодаря гибкости и возможности резать ленту на отрезки, кратные 5 см, а клейкое основание позволяет монтировать её на любую гладкую поверхность.

Оптимальным материалом для корпуса станет тонкая алюминиевая (в крайнем случае, жестяная) пластина, которая послужит прекрасным отводом тепла для светоизлучающих чипов ленты. В углах пластины нужно сделать крепёжные отверстия. Вся конструкция подвешивается на двух декоративных цепочках, которые цепляются за крюки-саморезы, вкрученные в стену. Переставляя звенья цепи можно регулировать высоту.

Мощная фитолампа с цоколем Е27 своими руками

Сделать эффективную и экономичную подсветку для рассады своими руками можно из нескольких светодиодных ламп, которые собирают из отдельных компонентов. Для этого на нужно купить DIY-набор (например на Aliexpress), включающий все необходимые детали для сборки лампы, а именно:

  • пластиковый корпус и разборный металлический цоколь Е27;
  • алюминиевый радиатор с саморезами;
  • плата под smd-светодиоды;
  • линзы с углом рассеивания 90° и держатель для них.

Отдельно приобретают синие и красные smd led, драйвер подходящей мощности, легкоплавкий припой и термопасту. Сборку начинают с монтажа светодиодов на плату при помощи фена и паяльника, разогретого до температуры 280°C. После этого к плате припаивают провода от драйвера и кратковременным включением проверяют схему на работоспособность. Убедившись в свечении всех чипов, переходят к сборке корпуса.

В местах контакта платы с радиатором наносят тонкий слой термопасты и прижимают их саморезами. Над всеми светодиодами устанавливают линзы, которые фиксируют держателем с винтами. Внутри пластикового корпуса размещают драйвер, выходные провода которого припаивают к плате, а входные прижимают к центральной и боковой части цоколя.

Одна такая фитолампа способна обеспечить полноценный досвет в вечернее время нескольким комнатным цветкам или рассаде, высаженной на площади до 0,25 м 2 .

Топ 4 ошибки при самостоятельной сборке фитосветильника

Сделать светодиодную лампу для растений своими руками несложно. Но всегда есть нюансы, о которых следует помнить, начиная со стадии проектирования. Перечислим основные ошибки, которые свойственны начинающим растениеводам:

Покупка дешёвых светодиодов. Каким бы хорошим ни был светильник, если в нём установлены светодиоды низкого качества, то результирующая эффективность будет крайне низкой. У фитосветодиода есть два основных параметра – это световой поток и спектр излучения, измерить которые без специальных приборов невозможно. Этим активно пользуются китайские производители, выдавая обычные синие и красные led за высококачественный продукт. Попасться на подделку очень легко, так как продавцы привлекают потенциальных покупателей всяческими заманчивыми предложениями, скидками и акциями.

Неправильный расчёт системы охлаждения. Эта распространённая ошибка для многих радиолюбителей, в том числе собирающих своими руками светодиодные светильники. Неважно, какой тип охлаждения выбран: пассивный или активный – радиатор должен быть всегда. Тем не менее, в китайских фитолампах мощностью более 20 Вт нередко можно встретить вентилятор, установленный непосредственно на тыльную сторону платы со светодиодами. Такое решение не обеспечивает отвод тепла должным образом. Любая система охлаждения должна состоять из:

  • радиатора, способного равномерно рассеивать тепло от чипов;
  • термопасты, улучшающей контакт радиатора с подложкой;
  • блока защиты для отключения фитолампы при аварийном останове вентилятора.

Низкое качество сборки и комплектующих. С целью удешевления конструкции многие китайские фирмы используют некачественные детали при сборке светодиодных фитоламп. Не стоит ориентироваться на их изделия и пытаться что-либо скопировать. Все комплектующие должны быть надёжно скреплены между собой и иметь определённый запас прочности. Кроме этого корпус светильника не должен препятствовать естественной конвекции воздуха.

Нестабильность выходных параметров источника питания. Подать на светодиод номинальный и, главное, стабильный ток – значит гарантировать продолжительную работу всего светильника. Поэтому экономить на драйвере нельзя. Изготовить драйвер для небольшой светодиодной фитолампы для растений своими руками можно на основе LM317. При этом выходная модность драйвера должна быть в 1,2-1,5 раза больше мощности потребления светодиода.

Подводя итоги

На основании информации из разных источников, включая практические наблюдения и видеорепортажи с обзором различных фитоламп, можно сделать следующий вывод. На сегодняшний день ситуация на российском рынке такова, что выгоднее сделать подсветку для растений своими руками, чем купить готовый продукт. Дешёвые фитолампы имеют много недостатков, а фитосветильники высокого качества многим не по карману. Поэтому самодельный светодиодный светильник – это золотая середина.

Освещение растений белыми светодиодами — проверочная работа

Эта статья написана под впечатлением от другой статьи на GT, о чем говорит похожее название. Дело в том, что этой темой я интересуюсь лет двенадцать и потому статья iva2000 вызвала довольно живой отклик в моем сознании. Результаты и выводы меня почти убедили, но остались моменты, с которыми я не согласен. Решил всё пересчитать и так как результат получился довольно объемный, я решил написать его в виде отдельной статьи, а не комментария.

Прочитав заголовок и вступление, я был настроен критически. Еще бы! Я сам производил расчеты, куча людей производит и использует специальные фитолампы (не только светодиодные — посмотрите на люминесцентные светильники в любом цветочном магазине!), а тут некто заявляет, мол, всё это туфта, белые светодиоды не хуже. Но ознакомившись до конца, я свое мнение изменил и понял что в этом мнении есть существенная доля истины, но надо разбираться… Всем кто не читал эту статью — убедительная просьба ознакомиться для лучшего понимания, т.к. для сокращения объема и исключения дублирования информации я буду только ссылаться на данные указанной статьи, но не повторять их. Остальные же — давайте продолжим!

Итак, сначала, что же мне показалось спорным.

1. В указанной статье приводится кривая фотосинтетической активности света McCree, которая означает прибавку биомассы растением при освещении его светом узкой полосы, но почему-то отметается её значение вовсе под предлогом, что «в широкой полосе разница будет незначительной). В разделе „Результаты анализа спектров серийных белых светодиодов“ под пунктом 3 и вовсе приведена формула расчета энергетической ценности света с использованием ДВУХ интересных параметров — это ɳ — световая отдача в лм/Вт и Ra — индекс цветопередачи.

Обе этих величины имеют жесткую привязку к другой кривой, которая называется „фотопической“. Это кривая чувствительности человеческого глаза к свету. Чтобы не быть голословным, посмотрим на картинку:

Они едва ли похожи друг на друга, верно? Поясню, что люмены измеряются датчиком, имеющим чувствительность, строго соответствующую приведенной фотопической кривой. А фотосинтез осуществляется в соответствии с приведенной кривой McCree (она и есть гоафическое отображение интенсивности фотосинтеза в зависимости от длины волны). И, как вы уже заметили, кривых на рисунке две. Одна из них — нормирована к числу фотонов, а вторая к мощности излучателя, что в обсуждаемой статье даже не упомянуто. Уважаемый автор приводит кривую нормированную по числу фотонов, но не указывает этого и в дальнейшем не использует её, а использует кривую чувствительности глаза человека. Но, простите, причем здесь тогда фотосинтез? Либо не использовать никакую кривую и считать все фотоны равнозначными либо использовать ту, которая соответствует изучаемому процессу! Индекс цветопередачи же — это вообще некий виртуальный показатель, который говорит — на сколько точно будут переданы цвета (фотографии, ткани и т.п.) при освещении их данным источником света. Т.е. тоже никакого отношения к фотосинтезу не имеет. Т.е. приведенная формула является слишком грубым приближением чтобы оценить реальное качество источников со сложным спектром излучения!

Дальше-больше! Я проверил расчетные значения ФАР в мкмоль/дж, которые автор приводит в таблице с помощью приведенной им же формулы и получилось вообще черте что:

Цифры вообще не те и отличаются в разы от приведенных. Неужели автор не проверял свои же данные для статьи? Это меня никак не устроило и я сделал расчет как положено — без странных формул с не понятно откуда взятыми коэффициентами и параметрами, относящимися к другой области применения.

Для начала цифруем картинки всевозможных графиков и загоняем их в табличный процессор. Оп!

Затем делаем так. Сначала рассчитаем коэффициент фотосинтетической активности для каждого источника. Для этого для выбранного источника умножаем мощность излучения на каждой длине волны на число из графика McCree, для той же длины волны. Затем подсчитываем интеграл (сумму) мощности для исходного графика и результата перемножения. Делим второе на первое — получаем коэффициент, означающий эффективную долю излучения для данного источника (ту, которая примет участие в фотосинтезе):

Вот, уже можно сделать предварительные выводы!

1. ДНаТ — это супер для освещения растений! Эффективность его спектра достигает 79% и это для лампы, которую первоначально проектировали в общем-то не для этого, а для освещения автомагистралей и промышленных объектов.
2. Фитолампы не смотря на „специальный“ спектр не превосходят обычные белые светодиоды с цветовой температурой 4000К и не сильно лучше „холодно-белых“ 6000К.
3. Светодиоды красного (обычного) и дальнего красного вообще вне конкуренции.
4. Получается, что если хочется выжать всё из каждого ватта освещения, нужно брать обычные красные светодиоды (излучатели дальнего красного — почти в 2 раза дороже), а если хочется сэкономить в цене аппаратуры — нужно брать белые светодиоды.

Но, как я уже сказал, выводы эти предварительные и основаны только на оценке эффективности спекра источников, без учета их кпд и некоторых других моментов. Поэтому разбираемся дальше.

Что же будет, если учесть КПД источников? Данные о КПД взяты частично из статьи iva2000, а по красным светодиодам я точных данных не нашел, но в старых моих записях по данным литературы были числа меньше чем для синих светодиодов, т.к. в последнее время всё развитие технологии было направлено именно на светодиоды синего свечения, а другие оставались в хвосте прогресса.

По большому счету их цифры взяты наобум, но они в данном случае не играют основную роль, поэтому хватит об этом. И если кто-то сообщит более достоверные данные, я буду только благодарен.

Вот тут-то расстановка сил уже меняется!

Оказывается, светодиоды с CCT 4000К лучше даже ДНаТ! Причем, если для 1000 Ваттной лампы преимущество это не существенное, то для натриевых ламп малой мощности (100Вт) преимущество уже достигает 2,4 крат! А фитолампа — бесполезная трата денег — она уступает обычным белым светодиодам на 25%! Вот тебе и фитолампа!

И чтобы уже всё сделать предельно точно, считаем на фотоны по формуле:

Где h- постоянная Планка, c — скорость света.

Но число фотонов нам не нужно, поэтому чтобы перевести все в моли, делим всё на число Авогадро и умножаем на миллион для представления в микромолях.

Вот теперь можно сделать окончательные выводы:

1. ДНаТ имеет сравнимую эффективность только при использовании ламп большой мощности (600-1000Вт). Если Вы хозяин крупного тепличного хозяйства, то по совокупности эксплуатационных характеристик лампы на киловатт — Ваш выбор! Затраты на установку освещения и замену ламп будут существенно ниже, а затраты на электроэнергию приблизительно одинаковы со светодиодами. Малое количество синих лучей в спектре ламп компенсируется наоборот высоким их количеством в естественном свете, особенно зимой (цветовая температура неба достигает 15000К!) — это как раз ситуация с теплицами, когда досветка включается утром и вечером, а днем используется естественное освещение.

2. Наиболее эффективны светодиоды с цветовой температурой 4000К. 100 Ваттная светодиодная лампа дает на 43% больше фитоактивного излучения чем лампа ДНаТ той же мощности! Цена, как ни странно, тоже на стороне светодиодов — цена лампы ДНаЗ на момент написания статьи — чуть больше 1000р., в то время как светодиоды с той же мощностью на алиэкспрессе идут за 360р. (в исполнении COB — много чипов на одной подложке)! Это еще не считая балласта в обоих случаях. Если вы растите зелень на подоконнике или в гроубоксе, то белые светодиоды — вне всякой конкуренции. Достаточно один раз купить хорошие светодиоды и их обвязку и вы обеспечены отличным экономичным освещением на годы.

3. Фитолампы. Я изначально был другого мнения, но основываясь на данных о практическом использовании белых светодиодов из статьи iva2000, подтвержденных теперь собственным исследованием приходится констатировать, что они не дают никакого преимущества по энергоэффективности или по качеству выращенных растений, а всё с точностью до наоборот! Скрипач не нужен!

* Небольшое пояснение по фигурировавшим в таблицах комбинациям белых светодиодов с красными. Я для интереса рассмотрел вариант освещения, когда в дополнение к белым светодиодам дополнительно устанавливаются обычные красные или специальные с дальним красным спектром свечения (в пропорции 3:1 по мощности). Это бывает необходимо для стимуляции цветения. Если вы разводите цветочки или землянику или другие растения, у которых цветение или плодообразование является основной целью, это может быть оправдано. Если вы растите салат и петрушку, то вряд ли стоит заморачиваться — красные светодиоды дороже белых раза в 2,5, а специальные „фито“ с дальним красным — в 4 раза! Если цель — нарастить зеленой массы за минимальные деньги, лучше взять еще один или даже два белых светодиода — будет лучше и дешевле! Только не стоит загонять бедные диоды в гроб — зная любовь китайских товарищей к завышению параметров, нужно следить, чтобы при работе основание светодиодов грелось как можно меньше — позаботиться об эффективном теплоотводе и ограничивать рабочий ток. Лучше купить на 20% больше диодов и пустить на них на 20% меньший ток и таким образом в разы увеличить их время жизни, чем навалить на полную катушку и через год получить 50% первоначального светового потока и половину нерабочих корпусов!

В целом нельзя не отметить, что революция в малом растениеводстве свершилась и это не может не радовать! Ко мне сейчас едут несколько мощных светодиодов и если со свободным временем всё сложится, то в продолжении будет практический результат в дополнении к этой сугубо теоретической части.

PS: Друзья! Большое спасибо за положительную оценку моей небольшой, но я очень надеюсь полезной для всех работы! Мне интересно пообщаться на эту тему и ответить на все вопросы, по ней, в рамках объема моих знаний. Так что не стесняйтесь — заходите в обсуждение. Особенно приветствуются дополнения и ссылки на другую информацию, которые могли бы восполнить возможные пробелы в этом материале!

Как сделать LED фитолампу для растений

Предлагаем вашему вниманию решение проблемы с освещением – инструкцию по сборке фитолампы. Светодиодная фитолампа для растений своими руками – это недорогое и эффективное решение в вопросе искусственного освещения.

Сейчас в продаже есть специальные светильники для цветов и рассады, стоят они очень дорого, и не каждый садовод — любитель может позволить себе купить их. Поэтому, собрать фитолампу с необходимыми характеристиками самостоятельно, станет отличным решением.

Рассчитаем необходимое количество ламп и рассмотрим три способа сборки с разной степенью сложности.

  1. Расчёт необходимого количества фитоламп
  2. Как самому сделать фитолампу из светодиодной ленты
  3. Светодиодная фитолампа из алюминиевого профиля и светодиодов
  4. Светильник для растений из светодиодов своими руками
  5. Подводя итоги

Расчёт необходимого количества фитоламп

Прежде чем приступать к сбору фитолампы, нужно рассчитать, какое освещение и цветовой спектр Вам необходимы. Фитолампа должна иметь спектр как минимум двух цветов: красный и синий. Длина волны красного должна составлять 660 нанометров, а синего 445 нанометров. Эти значения указаны в характеристике светодиодов.

Красный цвет нужен взрослому растению, готовому к цветению и плодоношению, небольшое количество красного цвета нужно и только начинающей проклевываться рассаде.

Синий цвет отвечает за рост клеток. Растения, у которых в избытке синий спектр освещения перестают расти в длину. Можно использовать сочетание синего и фиолетового.

Зеленый и желтый цвета приносят растению пользу, хоть и не являются обязательными.

Варьировать количество этих цветов в фитолампе нужно в зависимости от цели. Точно подсчитать количество светодиодов трудно из-за разной энергии квантов, однако существует грубое соотношение цветов. Если нужно общее воздействие света на растения, то берут соотношение: 4-6 красных на 1 синий цвет. Для стимулирования роста нужно меньше красных, всего 4 и 1 синий, либо обойтись одним синими. Для плодоношения необходимо брать соотношение больше чем 6:1, либо только красные светодиоды.

На картинке представлен график зависимости активности роста растения от длины волны спектра.

Чтобы рассчитать необходимое количество фитоламп, нужно воспользоваться формулой: Р=L*H*В*K/S

  • P –суммарная мощность освещения всех ламп, В
  • L – длина площади, которую надо осветить, м,
  • H – ширина площади, которую надо осветить, м,
  • B – потребность в свете для растения в люксах или взять минимальное значение 8000Лк.

Таким образом, зная мощность фитолампы (мощность указана как на светодиодах, так и на светодиодных лентах), замерив освещаемую площадь и зная потребность света для растения в люксах можно рассчитать сколько нужно ламп.

Как самому сделать фитолампу из светодиодной ленты

Наиболее простой способ сделать фитолампу своими руками – это использовать LED-ленту. В ее основе лежит гибкий материал из пластика со встроенными токопроводящими дорожками, а значит можно сделать лампу, которая будет повторять необходимые Вам контуры.

Необходимая мощность блока питания рассчитывается довольно просто. Для этого нужно узнать мощность потребления светодиодной ленты. Мощность ленты фиксирована: 4.8Вт/м, 7.2Вт/м и 14.4Вт/м. Смотрим значение на своей ленте и умножаем на метры. Таким образом, Вы легко рассчитаете мощность блока питания.

Что нам потребуется:

  • Светодиодные ленты на 12 вольт: 2 м с красными светодиодами и 30 см с синими. Фотолампа будет квадратного размера на полотне 20х20 см.
  • Жесткий лист ПВХ толщиной 2 мм, размер 20х20 см. Похож на пластик, можно купить в любом строительном магазине.
  • Коннектор питания для светодиодной ленты
  • Блок питания напряжением 12В и мощностью достаточной для запитывания нашей led ленты.

Коннектор для подключения светодиодной ленты

Существует два основных типа светодиодов: SMD 3028 и SMD 5050. Цифры 3028 и 5050 означают размер светодиода в миллиметрах, следовательно, они имеют размеры 3,0 на 2,8 мм и 5,0 на 5,0 мм соответственно.

Для примера возьмем ленту фиксированной длины — 2,6 метра, с потреблением — 4,8 В/м. Путем простых вычислений получаем необходимую мощность блока питания 12,5 В (длину светодиодной ленты в метрах умножаем на ее мощность: 2,6 м х 4,8 В/м = 12,48 В). Подбираем блок питания мощностью, не менее 13 Ватт (с запасом).

Для начала разрезаем ленты на отрезки по 20 см. Получается 10 красных лент и 3 синих. Размещаем их на листе ПВХ в следующем порядке: 3 красных, 1 синяя, 2 красных, 1 синяя, 2 красных, 1 синяя, 3 красных.

В качестве основы для фитолампы можно использовать не только лист ПВХ, но и, например, лист пластика, поликарбоната или метала.

Существуют светодиодные ленты с клеящим слоем и без. Лента с клеящим слоем — это не самый лучший вариант, потому что она может отклеиваться и придется постоянно ее подклеивать. Поэтому, независимо от того, какой тип ленты вы используете, основу led ленты будущей фитолампы обязательно приклейте на термостойкий клей.
Далее нужно спаять кусочки ленты проводами. Не забывайте соблюдать полярность! В конце подсоединяем разъем для подключения к блоку питания. Вот так должна выглядеть готовая конструкция:

Готовая фитолампа из кусков ленты

Осталось только разместить фитолампу из светодиодной ленты над растениями, подсоединить блок питания и включить его в сеть.

В видео показан альтернативный способ сборки фитолампы из светодиодной ленты. Используется лента со светодиодами 5730. В качестве крепления ленты к основе – доске используется кабельный канал.

Светодиодная фитолампа из алюминиевого профиля и светодиодов

Рассмотрим третий способ сборки LED-освещения для растений. Отличие этой лампы от предыдущих в большей мощности.

Что нам потребуется:

  • Радиатор для ламп. Например, радиаторный ребристый профиль АВМ-002.1 размерами 30 х 72 х 500 мм
  • Светодиоды мощностью 350 мА. Красные3GR-R – 3 штуки, синие3GR-B – 9 штук.
  • Специальный готовый драйвер для светодиодов. Необходимо обратить внимание на то, что силу тока драйвера нужно выбирать в соответствии с силой тока светодиодов.
  • Термоклей.
  • Медная проволока.

Количество светодиодов того или иного цвета зависит от вашей цели. Чтобы взошла рассада нужно больше синего цвета и немного красного. Для взрослых растений нужно соответственно больше красного.

Сперва нужно прикрепить к профилю из алюминия светодиоды на термоклей. Расстояние между ними 5 сантиметров.

Припаиваем все светодиоды последовательно при помощи медной проволоки. Не забывайте соблюдать полярность.

Соединяем сеть светодиодов с драйвером как показано на схеме:


Лампа готова. Осталось закрепить ее над растениями. Используйте для этого крючки, либо любой другой подходящий крепежный материал.

Закрепите крючки в нужном месте, просверлите отверстия в металлическом профиле и повесьте лампу на стальном тросе.

Светильник для растений из светодиодов своими руками

Так же, как и в двух предыдущих вариантах искусственного освещения для рассады, тут тоже будут использоваться светодиоды. Однако этот светильник более мощный и подходит для освещения больших площадей, например, в теплице.

Что нам потребуется:

  • Светодиоды: красные светодиоды FRM-R1 — 5 шт., синие светодиоды FRM-B1 — 5 шт.
  • Алюминиевый радиатор.
  • Драйвер RLD
  • Радиатор
  • Провод электрический.
  • Паяльник.
  • Припой для паяния.
  • Флюс для пайки.
  • Токопроводящий скотч.
  • Клей теплопроводящий.

Перед началом работы рекомендуется проверить светодиоды с помощью мультиметра, чтобы исключить неработающие элементы.

Приклеиваем диоды на теплопроводящий клей. Цвета должны чередоваться. Для изоляции используем слой из токопроводящего скотча. После того как все светодиоды приклеены, нужно их спаять между собой с помощью провода.

Плюс одного элемента соединяется с минусом следующего.

Как только цепь спаяна, нужно подключить драйвер. Не забываем для начала рассчитать его мощность. Она равна сумме мощностей всех элементов цепи. Также необходимо поместить драйвер в пластиковый корпус, чтобы защитить его от влажности. Все провода изолируйте изолентой. Лампа готова, и вы можете ее повесить.

На видео показана готовая конструкция фитолампы и объяснён принцип ее сбора. Лампа состоит из 56 светодиодов: 41 красных, 9 синих, 6 имеют полный спектр, питание от 2х драйверов, дополнительно встроен вентилятор.

Подводя итоги

Из трех приведенных способов самый простой и недорогой – это лампа из светодиодной ленты. Ее сможет с легкостью собрать даже человек, никогда не имевший ничего общего с электроникой. Несомненным плюсом самодельных фитоламп является не только дешевизна по сравнению с готовыми светильниками, но и свобода в выборе его формы, количестве светодиодов и соотношении цветов. А это залог хорошего урожая или просто великолепных цветов у Вас на подоконнике.