Подсветка рассады светодиодными лентами своими руками

Особенности использования и подключения светодиодных лент для растений

Солнечный свет играет важную роль в жизни растений, его недостаток негативно отражается на фотосинтезе, что приводит к замедлению жизненных функций. Решить проблему можно при помощи искусственного освещения. Но обычные лампы не подходят для этой цели, поскольку требуется особый спектр, который могут излучать не все источники света. Рассмотрим, как сделать своими руками подсветку для комнатных растений или рассады, используя светодиодную фито ленту. Начнем с теории.

Длина спектра светодиодов для растений

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

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.

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

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

Светодиодная лента для роста растений полного спектра

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).

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)

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

Использование синих и красных светодиодных лент

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

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.

Расчет мощности подсветки и длины ленты

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 м 2 (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.

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.

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.

Блок питания для подсветки

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. Например для светильника, потребляющего 9,6 Вт, потребуется блок питания (на 12 В) не менее, чем на 0,8 А (12/9,6=0,8). Стоимость таких устройств порядка 100-120 рублей.

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.

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).

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).

Рисунок 9. Схема элементарного блока питания

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

1. Включаем собранную конструкцию и проверяем ее работоспособность.

Собранный фитосветильник можно установить на стойки или подвесить над растениями.

Источник

Подсветка для рассады: сравнение вариантов, изготовление своими руками

Учитывая то, что сажать ростки мы начинаем чаще всего в январе, когда световой день особенно короткий, дополнительное освещение – это правило №1. Оно необходимо в утренние и вечерние часы. Особенно уделите внимание этому вопросу, если ваши окна смотрят на север или же вы живете на первом этаже. Но стоят современные фито-лампы так дорого, что в совокупности затрат на теплицу такие овощи потом получаются «золотыми». Неужели раньше не справлялись без современных технических новшеств? И что можно соорудить в домашней мастерской? На самом деле – многое, только важно сначала разобраться с такими понятиями, как «спектр», «конус» и «светодидоды». Итак, делаем подсветку для рассады своими руками!

Зачем рассаде специальная подсветка?

При низком освещении фотосинтез растений протекает вяло, крайне медленно нарастает биомасса, а сеянцы болеют. Причем у каждого растения – свои требования к спектру освещения, но, в общем, в белом дневном свете есть все составляющие. И современные технологии все-таки позволяют максимально приблизиться к нужным параметрам.

О «нужном» и «ненужном» спектре

Что касается «полезности» спектра, то самое большое заблуждение, что рассаде совершенно не нужен зеленый свет – ведь она его отражает. На самом деле нужен и еще как – для многих важных процессов. Не экспериментируйте с ним!

Самый полный спектр – у солнечного света. Это полны разного цвета и разной длины. Так,

• Синий и фиолетовый призваны регулировать рост клеток, чтобы ростки были короткими и крепкими.
• Красный оказывает влияние на прорастание семян и стимулирует цветение.
• Желтый и зеленый – отражаются от листовой пластины, но необходимы.

Конечно, искусственные источники света при всех достижениях современной науки все еще далеки до солнца – в них до сих пор есть смещения в ту или иную сторону некоторых цветов. Поэтому в качестве отражателя лучше используйте матовый экран – он не только повышает эффективность подсветки, но и делает свет «диффузным» – рассеянным. Такой намного лучше усваивается растениями, чем прямой и горячий.

Какому типу ламп отдать предпочтение?

Оптимальная освещенность – 8000 люкс, и с помощью одних только дополнительных ламп вы легко добьетесь освещенности в 6000 люкс. Для устройства качественной подсветки вы можете использовать такие лампы:

• Фитолампы – самые популярные для досвечивания рассады. Они особенно эффективны, компактны, экологичны, безопасны, экономны и долговечны. Лучшими из них пока признаны фитолампы фирмы Paulmann – не нагревают ростки и долго служат. Недостатки – излучают сиренево-розовое свечение, которое вызывает у людей головные боли. Чтобы избежать этого, используйте внешние зеркальные отражатели.
• Ртутные лампы имеют наибольшее «сечение» в области дневного света – почему они так и называются. Для человека как раз и больше всего важен этот белый свет, а вот для растений – уже не так. Им больше необходима красная и фиолетовая часть. И только фито лампы имеют максимум излучения в крайних частях спектра.
• Натриевые металлогалогенные лампы – эффективны и экономичны, просты в применении, но в них не достает синего спектра.
• Отечественные натриевые лампы «Рефлакс» высокого давления. Желательно ставить нескольких разновидностей: ДНаЗ со встроенным зеркальным отражателем, ДНаТТ без такого отражателя, ДРиЗ со стабильным световым потоком. Их всех лучше комбинировать, и все они излучают оражево-желтое свечение, которое не вызывает раздражение глаз. Стоят только дорого, и необходимо дополнительно устанавливать регулирующее устройство.
• Обычные лампы накаливания не только неэффективны, но еще и неэкономны. Только 5% энергии они превращают в свет, а остальные 95% – в тепловое излучение. Рассада от этого только вытягивается, сохнет и получает ожоги. Да, наверное, нет ничего проще, чем подвесить обычную лампу. Но, к сожалению, это крайне неэффективный способ. Как мы уже отметили, света она дает мало, зато слишком греет и здорово мотает свет.
• Люминесцентные лампы типа ЛБТ или ЛБ – это лампы дневного света, которые предоставляют холодный свет. Т.к. они маломощны, вам нужно будет ставить их несколько штук сразу, но учтите, что доля красного света в них низка. До контейнера с растениями оставляйте не менее 15-35 см.
• Особенно хороши светодиодные лампы : экономичные, долговечные, с ними легко подобрать нужную интенсивность и спектр.

А какие из ламп выбрать – решать только вам.

Хорошо себя также зарекомендовали LED светильники – КПД у них высокий, а спектр можно легко корректировать. Да и долговечность радует. Вот как сделать из них хорошую подсветку:

• Шаг 1. Приобретите недорогие светильники (например, ЛПО-01-2х36) и по две лампы OSRAM L36W/765 для дневного света дополнительно в каждый светильник.
• Шаг 2. Повесьте за растениями занавес из белой ткани или фольгированные отражатели – чтобы рассаде хватало света со всех сторон.
• Шаг 3. Лампы закрепите на проволочных петлях – это позволяет при необходимости быстро сделать демонтаж.
• Шаг 4. Повесьте полочки – лучший вариант, когда четыре из них высотой до 36 см и три ровно по 22 см. Низкие хороши для клубники, петунии и лобелии.

При такой «системе» росткам довольно комфортно: днем температура достигает 26°С, а ночью опускается до 20°С. На самую нижнюю полку, где прохладнее всего, ставьте едва проклюнувшуюся рассаду – ей рекомендуется на два-три дня снизить температуру. Единственный минус: LED лампы дорого стоят – при выращивании они окупятся только через года два.
Видео-сравнение люминисцентной и светодиодной ламп:

Конструируем светодиодную подсветку самостоятельно

Светодиоды удобны тем, что их можно расположить по своему личному усмотрению. Лучше, конечно, делать их в две линейки – ради равномерности освещения всей площади. Также помните, что у каждого светодиода световой конус – с углом в 70-120°С, а потому располагать их нужно так, чтобы проекции конусов перекрывали друг друга.

Светодиодные лампы применяют уже те, кто хорошо разобрался, что на самом деле нужно растениям и испробовал все друге виды. Это – осознанный выбор в пользу малого потребления электроэнергии и возможности составить свой личный, персональный спектр. Даже, комбинируя самые разные спектры через светодиоды, сегодня выращивают невиданные до сегодняшнего дня сорта! А для хорошей крепкой рассады тоже полезно сочетать в разные сроки разные спектры:

• До пикировки. Здесь лучше использовать синий и красный светодиоды в отношении два к одному. Синий хорошо стимулирует рост корней, но слегка замедляет развитие стебля – так, чтобы она больше росла не вверх, а вширь. Стебель получается толстым, а между листьями – небольшое расстояние.
• После пикировки. А здесь на пару дней лучше уменьшить интенсивность освещения. Ведь в это время растения испытывают стресс, и им необходим период покоя какое-то время. Поэтому примерно месяц досвечивайте ростки в отношении 1:1 – синим и красным.

Итак, вот как можно самостоятельно сделать подсветку. Первым шагом приобретаем в специализированном магазине несколько светодиодов:

• Красные 3GR-R в количестве 30 штук, с длиной волны в 650-660Нм.
• Белые 3HP2С 3800-4300K в количестве 10 шт, и чистые белые 4800-5300K – тоже 10 шт. Первые по своим параметрам соответствуют полуденному солнцу, а вторые – утреннему.
• Синие 3GR-B 445-452Нм в количестве 20 шт.

И драйвера к ним: HG2217 и RLD10 ШИМ. Все это можно приобрести также в интернет-магазинах.

Реализовываем схему таким образом, чтобы можно было включить самые разные цвета и их комбинации. Например, 20 синих и 20 белых. Корпусом лампы должен служить промышленный светильник на 2 лампы. Из него просто удалите внутреннюю начинку.

Прикрепляем светодиоды термоклеем – прямо к алюминиевой пластике. К слову, ее можно приобрести в обычном хозяйственном магазине. После крепим вентиляторы – подойдут даже те, что остаются от старых блоков питания.

Вот как еще проще соорудить светодиодный светильник для рассады. Что вам для этого понадобится:

• Блок питания 24 В и 2 А постоянного тока.
• Блок питания 12В для куллера.
• Компьютерный куллер для охлаждения.
• Полоса анодированного алюминия – чтобы отводить тепло от диодов.
• Синяя светодиодная матрица10W Integrated High power LED.
• Две красных светодиодных матриц 10W Integrated High power LED.
• Провода, термоклей и эпоксидный клей.

Далее следуйте такой инструкции:

• Шаг 1. Зачистите концы отрезков проводов и обмажьте их расплавленным облудилом.
• Шаг 2. К концам паяем диодные матрицы так, чтобы соединились «+» и «-» от соседних диодов.
• Шаг 3. К крайним оставшимся концам припаиваем провода, которые потом присоединяем к выходу блока питания. Важно, чтобы количество диодов было подобрано так, чтобы их рабочее напряжение суммарно равнялось параметрам блока – если это 24В, значит, необходимо столько же.
• Шаг 4. Берем полосу алюминия и делаем в ней два «уха» для крепления куллера при помощи термоклея.
• Шаг 5. Приклеиваем цепочку диодов к алюминию – эпоксидным клеем.
• Шаг 6. Гнем края алюминиевой полосы так, чтобы она стала отражателем.
• Шаг 7. Включаем в розетку – все работает!

Поверьте, это вам под силу!

Как проверить, подошёл ли свет?

Понять, достаточно ли рассаде света, легко: если стебельки тянутся – значит, не хватает. А если растения прямые, обладают широкими ярко-зелеными листьями – ростки здоровы. А вот как определить, не сильно ли жарит лампа? Просто поставьте руку прямо перед листьями – вы чувствуете тепло? Если да, значит, все-таки жарит.

К слову, о том, когда нужно вечером выключать досветку, подскажут и сами растения – их листья начнут как бы смыкаться – занимать вертикальное положение. И каждому сорту необходима своя доза света – обычно около 13 часов, хотя бывают и такие культуры, которым нужны все 17.

Запомните: досвечивать растения нужно и в пасмурные дни. Определить, нужна ли подсветка, просто: включите лампу, если заметили, что освещенность увеличилась – значит, дополнительный свет необходим. Если разницы никакой – просто выключите.

Да, в теории все это кажется сложным – но на практике все куда проще, попробуйте!

Источник