Какие светодиоды подходят для растений

Советы по выбору светодиодного освещения для растений

При недостатке естественного света растения излишне вытягиваются, истончаются, им не хватает сил для формирования завязи и обильной зелени. Но не все искусственное освещение одинаково поглощается рассадой. Спектр излучения обычной лампы накаливания находится, преимущественно, в области инфракрасного диапазона. Причем, большая часть энергии уходит на выработку тепла.

Чтобы достичь такого сочетания, фитолампы оснащены светодиодами с разным свечением.

Сегодня выпускают:

  • двухцветные или биколорные (синий и красный цвет);
  • многоцветные ( белый и ультрафиолетовый).

В некоторых моделях ламп возможна регулировка соотношения излучения и отключения лишних элементов подсветки. На упаковке фитолампы должно быть указание ее пиков спектрального свечения в красном и синем луче.

Наиболее продуктивной длинной волны считается в среднем:

  • для красного спектра 635 нм;
  • для синего – 450 нм.

Для наглядности на упаковке с лампой для рассады размещена спектрограмма. По ней можно без труда сориентироваться имеет ли спектр фитолампы нужный диапазон для ускорения роста растений или нет. Если данные пиков на спектрограмме не совпадают с оптимальной длинной более чем на 10 нм., то такая лампа будет малоэффективна.

Многоцветные фитолампы не рекомендуются для постоянного применения в комнатах, где есть регулярное присутствие людей. Так как ультрафиолетовое свечение может негативно сказаться на зрении и кожных покровах.

Чтобы определиться с количеством и мощностью фитоламп, нужно учесть ряд факторов:

  • объем помещения,
  • необходимый спектр,
  • длительность периода освещения,
  • допустимое расстояние между лампами и растениями.

Есть несколько вариантов реализации искусственного освещения для выращивания растений с помощью светодиодов:

  1. LED ленты с синим и красным светом. Готовые ленты фиксируют на нужном уровне. При этом диодов с красным цветом должно быть в два раза больше, чем синих.
  2. Специальные светодиодные фитолампы и фитосветильники, дающие свечение красной и синей частей спектра  необходимые для выработки хлорофилла. Обычно светильники можно закрепить стационарно или на подвесной конструкции с возможностью изменения уровня высоты.

Расчет мощности подсветки и длины ленты

Установлено, что для биологических процессов, протекающих в растениях, необходима определенная длина световых волн. На рисунке 1 представлен график, демонстрирующий эту взаимосвязь.

Зависимость чувствительности растений от определенного спектра
Зависимость чувствительности растений от определенного спектра

Обозначения:

  • А – график зависимости синтеза хлорофилла;
  • В – фотосинтеза;
  • С – фотоморфогенеза.

Мы видим, что растениями наиболее интенсивно поглощаются световые волны длиной 445 нМ и 660 нМ, приходящиеся на синий и красный участки спектра. Именно поэтому обычные источники не подходят для искусственно освещения, понадобится фитолампа или фитолента. Наиболее эффективная подсветка, в которой соотношение синего и красного света 1 к 4-6.

Иногда так называют RGB источники, что не является правильным, поскольку установка светодиодов полного спектра на ленту технологически невозможна.

Источник УСКИ, представляют собой светодиод синего спектра, покрытый специальным люминесцентным слоем.  Такая конструкция позволяет излучать световой поток в диапазоне 400-800 нМ, при этом пик интенсивности приходится на 630-640 нМ (спектрограмма показана на рисунке 3).

Спектрограмма светодиода УСКИ
Рисунок 3. Спектрограмма светодиода УСКИ

Некоторые недобросовестные производители указывают в своей продукции пик интенсивности 660 нМ, это, мягко говоря, не соответствует действительности, поскольку применяема технология не позволяет получить источник с такой характеристикой. Это ограничение можно обойти при изготовлении матриц, с этой целью в них устанавливаю несколько кристаллов красного спектра.

Светодиод и светодиодная матрица, изготовленные по технологии «УСКИ» (пропорции не соблюдены)
Светодиод и светодиодная матрица, изготовленные по технологии «УСКИ» (пропорции не соблюдены)

Стоимость данного типа светодиодного источника не намного меньше фитоленты, что делает его не совсем приемлемой альтернативой.

В качестве эконом варианта для подсветки комнатных растений может быть использована красная (630нМ) и синяя (465нМ) светодиодная лента. Их пик интенсивности несколько смещен от фитоспектра, но это некритично, эффективность такого освещения снизится, но незначительно.

Светодиодные ленты красного и синего спектра
Светодиодные ленты красного и синего спектра

Вместо двух лент разного цвета можно использовать одну RGB, но для управления ее работы помимо блока питания потребуется специальный контролер, что ведет к удорожанию конструкции.

Для подсветки комнатных растений или рассады мощность светильника подбирается из расчета 30-50 Вт на один квадратный метр (при наличии естественного освещения). Зная характеристики светодиодной ленты и площадь комнатной оранжереи несложно произвести необходимые расчеты.

Допустим, нам необходимо организовать подсветку для ящика рассады площадью 0,2 м2 (20х100) см, следовательно мощность источника подсветки должна быть 8 Вт (40 * 0,2). Если выбрать ленту 3528-60 (4,8 Вт/м), то ее потребуется два метра.

Не забываем про соотношение между красными и синими светодиодами, значит, берем 0,5 м синей ленты и 1,5 м красной, то есть 1 к 3. В результате в подсветке будет 30 синих светодиодов и 90 красных.

Предлагаем ознакомиться  Салат растение полезные свойства

Следует обратить внимание на особенность лент, она состоит из сегментов, на каждом находится три светодиода, это неделимая часть, которая определяет кратность резки. У 3528-60 этот параметр – 5 см, а для 3528-120 – 2,5 см. На рисунке 6 красным кругом отмечено место, в котором может производиться резка.

Ленту можно обрезать только в указанных местах
Рис.6. Ленту можно обрезать только в указанных местах

Для подсветки домашних растений использовать ленту с силиконовым покрытием не имеет смысла, тем более, что оно снижает интенсивность светового потока.

Выбор спектра фитоламп

Кроме спектра свечения, при покупке фитолампы нужно определиться с типом формы устройства.

Сегодня производители предлагают 2 вида ламп:

  • круглые – в виде диска со встроенными по всему диаметру светодиодами;
  • линейные – в виде трубчатой лампы с элементами подсветки внутри.

При покупке той или иной формы фитолампы, определитесь с расположением растений в комнате. Если растение одно, либо расположить рассаду можно в радиусе 25 см. от центра лампы, тогда подойдет круглая модель до 16 ватт. Для радиуса 40 см. применяют лампу 36 ватт.

Если саженцы располагаются на подоконнике либо полках, то понадобится линейная лампа. В теплице при стандартной (параллельной) рассадке растений, тоже подойдут трубчатые фитолампы.

Кроме формы фитолампы, различаются по источникам излучения, бывают:

  • Люминесцентные фитолампы. Они не греются, поэтому не обжигают рассаду, даже при близком расположении светильника. Являются энергосберегающими и позволяют регулировать цвет облучения. К недостаткам можно отнести раздражающий лиловый свет, который постоянно освещает комнату. Но, если вас это не раздражает, тогда можно смело применять люминесцентную лампу для рассады.
  • Светодиодные фитолампы. Имеют срок службы до 60 000 часов. При работе потребляют мало электроэнергии. Устанавливаются в стандартный патрон любого светильника и не требуют дополнительного устройства. При использовании светодиодных фитоламп можно регулировать мощность облучения.
  • Натриевые фитолампы. Имеют очень яркое излучение и могут вредить глазам и ослеплять при установке в жилых комнатах. Поэтому их устанавливают в парниках и теплицах для поддержания созревания овощей и ягод. При работе сильном нагреваются, поэтому нужно правильно располагать относительно растений. Натриевые светильники требуют специальной утилизации, поскольку содержат опасные для человека вещества.

При сильном нагреве нельзя трогать излучатель, иначе можно получить серьезные ожоги.

Мф – мощность фактическая.

Кс – количество светодиодов.

Мн – мощность номинальная (максимальная, указанная производителем).

Тип растения Рекомендуемая мощность
Рассада овощей, зеленые салаты, зелень: петрушка, лук-батун, укроп, кинза. 50–80 Вт/м²
Плоды овощей в период созревания: помидоры, перцы, огурцы. 100–170 Вт/м²
Корнеплоды: лук репчатый, морковь, свекла, редис. 50100 Вт/м²
 

Ягоды в период созревания

150–200 Вт/м²
Декоративные растения в период цветения 100–150 Вт/м²

Мт – мощность требуемая.

Пз – площадь засадки.

Мр – мощность рекомендуемая (берем из таблицы выше).

При желании фитолампу можно изготовить в домашних условиях своими руками. Понадобятся такие материалы и инструменты:

  • профиль из алюминия;
  • светодиоды 3GR-R (красные) — 3 единицы;
  • светодиоды 3GR-B (синие) — 10 единиц;
  • порожек алюминиевый;
  • паяльник на 40 Вт;
  • электрический стабилизатор;
  • драйвер;
  • клей;
  • провода.

Процесс можно подразделить на несколько этапов:

  1. Покупаем в магазине все перечисленное выше. Приобретая драйвер, следует правильно определить его параметры. Для этого складываем показатели напряжения всех имеющихся светодиодов, которыми оснащена фитолента. Например, 10 синих (по 3,6 В) суммируем с 3 красными (по 2,2 В) и получаем результат — 38,4 В. Далее берем в расчет силу тока (для 13 диодов понадобится 350 мА). Таким образом, понадобится драйвер на 15W/350мА.
  2. С помощью тестера проверяем состояние диодов. Для этого красный щуп направляем к « », а черный — к «-». Рабочий диод при тестировании обозначится загоревшейся лампочкой. Также следует выяснить полярность диодов.
  3. Делаем разметку порожка. С помощью карандаша отмечаем участки, где будут находиться диоды. Ориентировочный шаг — 75 мм. С помощью клея фиксируем диоды на заранее определенные места (учитываем полярность). Проклеиваем только окантовку маленькой лампочки. Последовательность соединения диодов: C-C-K-C-C-C-K-CCC-K-CC (K — красные диоды, а C — синие). Для улучшения отвода тепловой энергии рекомендуется под каждый диод нанести немного компьютерной термопасты.
  1. Присоединяем диоды друг к другу с помощью обычных проводов (в изоляционном слое). Под диодные ножки подклеиваем скотч. Это поможет изолировать алюминиевый порожек.
  2. Припаиваем драйвер к участкам выхода из светодиодной системы. Прикрепляем к драйверу провод с вилкой.
Предлагаем ознакомиться  Как отличить ложные шампиньоны от настоящих: фото и описание, как выглядят и чем отличаются от поганок, как узнать настоящие или нет

Если все сделать правильно, получится работоспособный светодиодный светильник. Светить он будет не хуже, чем произведенный в заводских условиях.

Преимущества фитолент перед другими источниками

Приведем несколько факторов, говорящих в пользу светодиодной подсветки:

  • меньшее потребление по сравнению с галогенными, ртутными и люминесцентными фитоисточниками;
  • узкий спектральный диапазон гарантирует максимальную эффективность;
  • низкое напряжение питания повышает уровень безопасности;
  • высокий КПД;
  • менее подвержены нагреву, чем лампочки, следовательно, их можно ближе располагать к растениям, что позволяет использовать источник меньшей интенсивности;
  • не содержат веществ, несущих угрозу здоровью.
Фитолента с соотношением синего и красного света 1:5
Фитолента с соотношением синего и красного света 1:5

К сожалению, у такого источника есть один существенный недостаток, ограничивающий его широкое применение – высокая стоимость, поэтому рассмотрим альтернативные варианты.

Светодиодные лампы считаются лучшим выбором, когда речь идет о создании наиболее комфортного освещения при выращивании растений. Среди преимуществ светодиодных светильников следует упомянуть такие качества:

  1. Характерная особенность диодных светильников — возможность выбора спектрального состава. Достигается это простым монтажом диодов в нужном количестве и соответствующего потребностям спектра.
  2. Свечение диодов — максимально реалистичное среди всех потенциальных конкурентов. Дневной свет от люминесцентных лампочек проигрывает световым диодам по всем пунктам.
  3. Диодные лампы экономно расходуют электричество. В сравнении с лампами накаливания светодиоды обеспечивают 4-5-кратную экономию.
  4. Светодиоды характеризуются продолжительным сроком службы (до 50 тысяч часов). Если перевести на годы, то лампа для комнатных цветов на основе светодиодов будет работать в течение 10-12 лет из расчета 16-часового ежедневного свечения.
  1. Интенсивность свечения диодов практически не меняется по прошествии многих лет.
  2. Светодиодные фитолампы не склонны к чрезмерному нагреву. В связи с такой особенностью Лед-светильники можно размещать в непосредственной близости от растений, и это не причинит им ожога.
  3. Простота в использовании. Нет необходимости в дополнительных устройствах (отражатели, стекла, патроны).
  4. Экологическая безопасность. В светильниках этого типа отсутствует ртуть, и они не выделяют каких-либо иных опасных веществ. Диодное освещение можно использовать везде: в квартире, на балконе, в офисе и т.д.

Единственный существенный недостаток, которым отличается светодиодная лента, — высокая стоимость. Не всякий садовод в состоянии оплатить устройство, цена на которое может достигать несколько тысяч рублей. В связи с этим диодное освещение чаще всего используется профессионалами, которые выращивают растения в промышленном масштабе.

Расчет мощности для фитоламп

Определившись с мощностью ленты, выбираем для нее блок питания. Здесь необходимо принять во внимание характерные особенности светодиодов, они требуют стабилизации по току, а не напряжению. Рассчитать потребляемый лентой ток поможет закон Ома: I=U/P, где U – напряжение питания ленты, P – ее мощность.

Недорогой блок питания на 12 В и 1 А
Недорогой блок питания на 12 В и 1 А

Учитывая невысокую стоимость БП данного класса, делать их самостоятельно не имеет смысла, для «радиолюбительского зуда» лучше найти более достойное применение.

https://www.youtube.com/watch?v=B3DJTSjYv0k

Более мощный стабилизатор тока делать своими руками также бессмысленно, на общеизвестном сайте китайских производителей приобрести такое изделие, как показано на рисунке 8, можно всего за 50 рублей (с бесплатной доставкой).

Стабилизатор тока на 3 А (Китай)
Рисунок 8. Стабилизатор тока на 3 А (Китай)

Обратим внимание, что приведенное на рисунке устройство является стабилизатором тока, рассчитанным на входное напряжение от 3,5 до 35 В (постоянного тока), соответственно, подключать его напрямую к розетке, где 220 В, нельзя. Предварительно необходимо понизить напряжение и преобразовать его из переменного в постоянное, то есть собрать простейшую схему на основе трансформатора, диодного моста и полярного конденсатора (см. рис. 9).

Схема элементарного блока питания
Рисунок 9. Схема элементарного блока питания

Высота подвеса фитосветильника

В фитолампах с диодными элементами освещения общий радиус охвата облучения составляет 110–130˚. При этом наиболее продуктивным считается рассеивание в радиусе 70–90˚. Если расположить лампу слишком высоко от растений, она будет их освещать, но эффективность по периферии будет значительно меньше в среднем в 1,5–2 раза.

Для чего нужны линзы

Когда рассада вытягивается в высоту, лампу приходится перевешивать выше. При этом излучение удаляется от основания растений, и облучение становится более рассеянным. Чтобы сконцентрировать излучение в определенном месте применяют сужающие линзы.  Они сокращают угол рассеивания и направляют концентрированный пучок волн.

Если ваш линейный светильник регулируется по высоте от рассады, то достаточно стандартного рассеивателя в 60˚. Если установка светильника стационарная 70–100 см. от растений, то интенсивность излучения регулируется заменой рассеивателей (линз).  Начинайте с линз 15˚, на каждые 10 см. роста рассады, прибавляйте по 15˚ к углу рассеивания.

Высота растений Угол облучения
0 – 5 см. 15˚
10 – 15 см. 30˚
20 – 25 см. 45˚
30 – 35 см. 60˚
40 – 45 см. 90˚
Предлагаем ознакомиться  Польза и вред свеклы для организма человека как сколько и в каком виде лучше есть овощ

Рейтинг: ТОП–8 лучших

Чтобы не ошибиться при покупке осветителя для растений мы составили топ – марок по отзывам пользователей:

  1. Биколорная фитолампа линейная Grow Panel (красный синий свет). Имеет квадратный корпус 30 х 30 см защищенный от высокой влажности. Общее количество излучателей 225 шт. Может применяться в крупных теплицах – площадь охвата 10 м². Закрепляется на подвесах с регулировкой высоты.
  2. LADDER-60 – линейный облучатель для рассады на светодиодах . Размер 60 х 10 см. Устанавливается как в комнате, так и в стационарных парниках. Применяется в качестве самостоятельного осветительного элемента без дополнительных излучателей. Крепится устройство на подвесах и регулируется по высоте. Площадь охвата 1 м². Облучатель оборудован защитой от попадания влаги в корпус.
  3. Биколорная фитопанель 5630N. Размер 50 х 10 см. Лампа оснащена 36 светодиодными элементами синего и красного спектра, мощностью 18 Вт. Обеспечивает охват площади до 1 м². Осветитель имеет полимерную защиту от повышенной влажности. Расположение панели регулируется по высоте тросами – держателями. Применяется для комнатных растений в период цветения или в небольших парниках для овощных культур.
  4. Минифермер биколор. Имеет стандартный цоколь и встроенные линзы с углом 60˚. Универсальная лампа для комнатного размещения. Имеет эффективный спектр для разных периодов развития рассады: формирование корневой системы, набор зеленой массы, цветение, созревание плодов. Рекомендуется обеспечить принудительный обдув элементов облучения. Срок службы до 3-х лет.
  5. Фитолампа «Здоровья клад». Многоцветная лампа обеспечивает полный диапазон свечения с пиковыми показателями длины волн красного и синего цвета 640 и 450 нм. Если нет естественного освещения площадь облучения до 0,5 м². Гибкая подводка позволяет изменять угол наклона и высоту светильника. Мощность устройства 16 вт. Применяется для поддержания растений при цветении и выращивания рассады в доме.
  6. Ярче свет ФИТО WST-05 – универсальная лампа с возможностью выбора варианта облучения и типа установки. Имеет два независимых световых излучателя красного и синего спектра. На разных этапах развития растений можно отключать тот или иной диапазон подсветки. Крепление возможно на подвеске либо на упорах. Может устанавливаться в комнате или в небольшом парнике как единственный или дополнительный источник света.
  7. «Солнце – дар FITO Д – 10». Биколорная лампа размером 62 х 15 см. имеет полимерный чехол, который защищает от высокой влажности и загрязнений. Линзы позволяют размещать устройство на высоте до полуметра от рассады. Имеет сниженное энергопотребление. Крепиться фитолампа на металлические подвесы в комнате или парнике.
  8. Flora Lamp. Круглый светодиод с обычным цоколем, который устанавливается в любой патрон. Больше применяется для поддержания роста рассады 5–15 см. или низкорастущих культур. Имеет оптимальное сочетание синего и красного спектра. Применяется для восстановления растений после пересадки, поддержания во время цветения и созревания плодов. Устанавливается в квартире или небольшом парнике. Охват излучения до 0,5 м².

Подключение

Теперь, когда мы определились со всем необходимым можно приступить к изготовлению фитосветильника для ящика с рассадой 20х100 см. Если необходима подсветка для другой площади, в статье приведена вся информация, необходимая для перерасчетов.

Из материалов нам понадобится:

  • фрагмент листа ДВП толщиной 4-6 мм и размерами 60х20см;
  • профиль для гипсокартона UD-27 – 2 метра;
  • светодиодная лента для растений – 2 м или 1,5 м красной и 0,5 м синей;
  • блок питания на 12 В и 1 А;
  • медный многожильный провод сечением 0,75, например ПВС;
  • крепеж.

Необходимые инструменты:

  • паяльник мощностью 25 Вт;
  • ножницы обычные и по металлу;
  • шуруповерт с крестовой битой и сверлом диаметром 3мм;
  • монтажный нож.

Алгоритм сборки:

  1. Разрезаем профиль UD на четыре равных куска длиной 50 см.
  2. Производим монтаж профиля на ДВП, таким образом, чтобы до краев листа оставалось 5 см, и между профилями было одинаковое расстояние.
  3. Разрезаем ленту на куски длинной 50 см, в ходе этой операции следует следить, чтобы не перерезать сегмент.
  4. Снимаем с обратной стороны слой, защищающий клюющуюся поверхность, после чего прикрепляем ленту внутрь профиля.
  5. Подключаем ленту к БП, так, как показано на рисунке 10. Имеет смысл установить на обратной стороне ДВП листа клеммную колодку, куда вывести провода с лент и БП. Пайку нужно делать аккуратно, чтобы не повредить ленту. Соблюдайте полярность, неправильное подключение выведет светодиоды из строя.
    Способ магистрального подключения светодиодных лент к БП
    Способ магистрального подключения светодиодных лент к БП
  1. Включаем собранную конструкцию и проверяем ее работоспособность.

https://www.youtube.com/watch?v=WD_dRwpvje8

Собранный фитосветильник можно установить на стойки или подвесить над растениями.

Check Also

Цветы диффенбахия вред для здоровья

Содержание1 Цветение диффенбахии: вредно ли оно человеку?1.1 Лечебные свойства2 Особенности ухода3 Общие сведения о диффенбахии4 …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector