Самодельная фито-лампа. Как сделать светильник для подсветки растений и рассады.

Вырастить что то сколь нибудь путное зимой и в условиях квартиры довольно проблематично. Растениям нужно тепло и свет. И если с теплом вопрос решается как бы попутно – квартира все равно отапливается – то с подсветкой растений возникают серьезные вопросы. Статья расхода «на освещение» становится весьма заметной и обременительной в семейном бюджете. Это подтвердят все, кто занимается растениеводством «на дому». Да и дачник знает, что без дополнительной подсветки действительно качественную рассаду – не вырастить. Она будет переросшей, худосочной и слабо приспособленной к жизни на открытом воздухе. И в душе дачника идет постоянная борьба – или «светить, и никаких гвоздей» (а это очень дорого), или так, подсвечивать с серединки на половинку, на подоконнике, в надежде авось и так сойдет.
К счастью, научный и технический прогресс добрался и до этой проблемы.
Во-первых, выяснилось, что растениям совершенно безразличен зеленый свет! Т.е. та часть спектра в «радуге», на которую можно разложить белый свет. Они, растения, собственно, потому и зеленого цвета, потому что весь его отражают. Ну не нужен он им! Может быть во времена появления растений Солнце светило другим спектром. Может быть так они защищаются от перегрева. Уж не знаю, почему, но это именно так. А именно на желто-зеленую часть спектра приходится основная энергия излучаемая Солнцем.
Поэтому светить на растение зеленым светом – все равно что вовсе не светить, растение его не воспринимает. А светить белым светом – это выбрасывать деньги на ветер (на свет). Человеку-садовнику смотреть на зелень безусловно приятно, но растениям достаются жалкие крохи от этого света! Ну когда свет халявный, от Солнца – пусть светит, кто против. А вот когда за свет приходится платить — вот тут есть повод свой лобик поморщить, а за то ли мы платим?
Логичным результатом этого открытия стало создание т.н. фито-лампы. Фито лампа – это лампа, излучающая необходимый и достаточный по интенсивности и по спектру для растения свет. А это красный и синий края спектра видимого света. Причем в неравном соотношении. Растениям достаточно примерно 60-80% красного света и 40-20% синего. Для человеческого глаза такой свет выглядит как пурпурный. А сами растения в нем выглядят как темно-серые и даже черные, что свидетельствует о том, что весь свет они именно поглощают, а не отражают.
Первые фито-лампы были созданы на традиционной основе – был создан люминесцентный материал для ламп дневного света, который излучал такой спектр. Однако это незначительно продвинуло дело в плане снижения затрат на освещение плантаций. Да и сами лампы были очень дороги, что съедало всю выгоду.
Настоящий прорыв случился только с появлением и массовым распространением светодиодной техники. Это во-вторых. Именно светодиоды, достаточно мощные, превосходящие лампы накаливания по КПД в 5-7 раз, и не уступающие люминесцентным, но превосходящие их по долговечности в те же 5-10 раз, и гораздо более дешевые и безопасные, сделали возможным рентабельное выращивание полноценных растений практически в любом теплом месте, вплоть до подвалов.
Но самое главное, такую фито-лампу можно изготовить самостоятельно! (Разумеется, можно купить и готовую). Причем расходы будут весьма гуманными. А с учетом того, что эти лампы горят по многу часов в день, то вложения в них очень быстро, в течении нескольких месяцев, окупаются. С такими лампами самостоятельное выращивание овощей и зелени в доме действительно становится не баловством и чудачеством, а реальным способом экономии! Да и еще и продукты на вашем столе становятся значительно качественнее.
Ниже я расскажу и покажу, как сделать светодиодную фито-лампу самостоятельно, своими руками. Начнем с теории…
Распределение энергии по солнечному спектру неравномерное. На всю коротковолновую часть спектра — от волн длиною менее одного ангстрема до приблизительно 400 нм (нанометров), т. е. на гамма — лучи, рентгеновские и ультрафиолетовые лучи, — приходится только 7% солнечной энергии. На оптически видимый диапазон спектра — электромагнитные волны в интервале длин 400 – 760 нм — приходится 48% энергии. Именно в оптическом диапазоне находится максимум излучения, соответствующий сине-зеленому интервалу световой гаммы излучения. А он, как мы помним, для растений бесполезен. Остальные 45% энергии солнечной радиации содержатся в основном в инфракрасном излучении — в волнах длиннее 760 нм; из этого количества энергии лишь незначительная часть приходится на радиоизлучение. Но и ИК-излучение нас мало волнует — тепло мы берем из других источников.
Как мы видим, из всего спектра солнечного излучения, при котором растение прекрасно себя чувствует, нам потребуется лишь незначительная его часть: красный и синий интервалы. Едва ли в них будет 30% всей мощности излучения.
Теперь обратимся к такой величине, как яркость и освещенность. В ясный солнечный день 1 кв. метр падает примерно 100.000 люмен (лм). А в пасмурный день – примерно 1.000 лм. Но это всего видимого света. Растениям же достаточно и 50-30%. Поэтому можно считать, что силы «правильного» света в 3.000-5.000 лм на кв. метр будет более чем достаточно. Это будет что то вроде «переменной облачности», если сравнивать с открытым небом.
У каждого из светодиодов среди его характеристик есть и эта величина. Она примерно равна 50 – 120 лм на 1Вт мощности светодиода. У красных и синих светодиодов эта величина, к сожалению склонна с нижним значениям. Проще говоря, что бы создать освещенность в 5.000 лм на квадратном метре, нам потребуется примерно 70-100 Вт светодиодов. Но это фактически максимальная освещенность, которая может потребоваться. Это «солнечный день». Большинство растений себя чувствует прекрасно при гораздо меньшей освещенности – 1-2 тыс. лм. Соответственно и мощность светильника можно уменьшить в разы, до 30-50 Вт на кВ. метр. Представляете, всего 30-50 Вт на квадратный метр – и все растет! Именно растет как надо, а не выживает! Это ли не повод перейти на светодиодные фито-лампы?
Практика.
Светодиоды выпускаются разной мощности. От мизерной, до 50-100 Вт и более. Впрочем, мощные светодиоды представляют собой матрицы из менее мощных. Проблема в том, что светодиод, несмотря на высокий КПД (по сравнению с лампами накаливания), большую часть энергии все же излучает в виде тепла, которое надо отводить от мелкого кристаллика. Поэтому сделать огромный монокристалл нельзя – он тут же перегреется и расплавится. Даже светодиоды начиная с 1 Вт мощности надо снабжать эффективными теплоотводами. Светодиоды мощностью 10 и более Вт уже выгоднее охлаждать принудительно, вентиляторами (они стоят меньше, чем огромные алюминиевые чушки радиаторов).
Поэтому покупая светодиоды, не гонитесь за избыточной мощностью. Делайте то, что вам нужно, а не с тройным запасом. Потому что это тот случай, когда запас карман оттягивает и даже очень. По мощности светодиоды в лампе надо распределять так же, как и в солнечном спектре. Примерно 60-80% мощности на красные и 40-20% — на синие.
Например, нам нужно сделать лампу для освещения растений на площади 0,5 кв. метра. (этой площади вполне достаточно, что бы круглогодично обеспечивать семью свежей горшечной зеленью или вырастить рассаду для дачи). Поэтому нам потребуется минимум 15-20 Вт светодиодов, и максимум 50 (больше просто нет смысла, хотя и не запрещено).
Мы можем сделать очень компактный светильник, поставив, например красный LED на 30-50 Вт и 10-ти ваттный синий, Но такой лампе потребуется принудительное охлаждение. Кроме того, возможно взаимное затенение растений, если они высокие, при точечном источнике. А можем сделать достаточно большой по размерам светильник с использованием 1 или 3-х ваттных светодиодов. Им хватит и пассивных радиаторов в виде алюминиевой пластинки площадью 20-50 кв. см (считается, что для рассеивания 1 Вт тепла достаточно 20 кв. см поверхности.) Правда возни с распайкой светодиодов будет больше.
Кроме самих светодиодов потребуется еще и блок питания лампы. Тут можно приобрести либо просто блок питания, но надо рассчитать не только его мощность, но и напряжения. Маломощные светодиоды требуют напряжения 2-3 Вольта на корпус, при токе 300-700 мА. Поэтому следует приобретать блок питания на более высокие напряжения (12-24 В) и соединять светодиоды последовательно до набора нужного напряжения (с небольшим запасом в 5-10%, что бы не перегружать кристаллы). Например, для блока питания в 24 В лучше взять 10-11 диодов по 2,5 В, а не 9… Надежность – немаловажный фактор для устройств, предназначенных работать «всегда и постоянно».
Можно приобрести и специальные блоки питания – драйверы. Их отличие от простых блоков питания в том, что они имеют стабилизатор тока и рассчитаны на конкретный тип светодиодов. Например «драйвер за 7-10 LED 1W». Диоды в 1 Вт потребляют силы тока ок. 300 мА (обычно). Это значит, что вы можете включить от 7 до 10 диодов последовательно, и драйвер сам подберет нужное напряжение для обеспечения нужного тока (300 мА) в этой цепи. Этот факт сулит лучшую защиту на случай перенапряжения или других катаклизмов, чем простой блок питания.
Что выбрать? Драйверы выпускаются на совершенно различные нагрузки (от 1-3 светодиодов, до 20-30), а блоки питания – это более мощные устройства. Поэтому при малых мощностях до 20-30 Вт выгоднее использовать драйверы, а если ваша лампа более мощная – то проще применить стабилизированный блок питания.
Какую лампу и какой конфигурации делать — решать вам, исходя из потребностей и возможностей. На нижеприведенном примере вы убедитесь, что это совершенно не сложно.

Оставить комментарий

Рекомендуем

все проститутки тюмени тут на сайте интим досуга в тюмени
Интересное