Подключить провода блока питания к светодиодному модулю и соединить их с электрической розеткой вы, безусловно, сможете и сами, без дополнительно разъяснений. Лучше я расскажу вам о ключевых нюансах, касающихся сборки лампы.
Как создать фитолампу своими руками
Фитолампы стали невероятно востребованным решением для людей, которые занимаются домашним растениеводством или растят растения в закрытых помещениях. Они обеспечивают необходимый спектр света, который необходим растениям для фотосинтеза и их роста. Хотя на современном рынке существует множество готовых фитоламп, вы можете существенно сэкономить деньги, создав свою собственную фитолампу самостоятельно. В данной статье мы ознакомим вас с несколькими простыми этапами, которые помогут вам собрать функциональную и эффективную фитолампу.
Большинство требуемых материалов можно легко найти в строительных магазинах, а также на сайтах, специализирующихся на продаже радиодеталей. Все необходимые компоненты доступны для заказа онлайн. Итак, что же потребуется для сборки?
- Светодиоды или LED-ленты;
- Драйвер или блок питания;
- Термоклей или термопаста;
- Провода и вилка;
- Основание из теплоотводящего металла;
- Стойка или подвесная система для установки и крепления лампы;
- Фурнитура для крепления;
- Паяльник (рекомендуется использовать не более 25 Вт, чтобы избежать перегрева диодов).
Дополнительно можно предложить:
Фитолампы бывают не только на основе светодиодов, но также существует возможность использования газоразрядных ламп. Некоторые люди даже советуют применять люминесцентные лампы, предназначенные для офисов. Однако стоит отметить, что это нецелесообразно, так как спектр таких ламп совершенно неподходящий для растений и их роста.
В нашем случае мы предпочитаем использовать светодиоды, так как они являются наиболее оптимальным решением: они имеют высокий коэффициент полезного действия (КПД), невысокие расходы электроэнергии, длительный срок службы и минимально нагреваются, что позволяет избежать перегрева растений. Кроме того, у светодиодов есть направленное свечение, что упрощает контроль над направлением светового потока, и часто можно обойтись даже без использования отражателя. При сборке фитолампы самостоятельно вы сможете выбрать спектр светодиодов в зависимости от особых потребностей культуры, которую планируете выращивать.
Для сборки фитолампы понадобятся базовые навыки пайки. Если таких навыков у вас нет, возможно, проще будет приобрести уже готовую подложку с напаянными светодиодами или сразу заказать готовое решение на нашем сайте.
Для правильной сборки фитолампы нужно учитывать несколько ключевых аспектов, таких как спектр светодиодов, их количество, системы охлаждения и драйвера. Давайте подробнее разберем каждый из пунктов.
Спектр светодиодов для фитолампы
Для фотосинтеза, цветения и плодоношения растения требуют определенные длины волн света, которые поддерживают фотосинтез и оптимальный рост. При выборе светодиодов для создания фитолампы важно учитывать спектральные потребности растений на различных стадиях их роста.
Наиболее эффективными и необходимыми для фитоламп являются светодиоды синего спектра (440 нм) и красного спектра (660 нм), а также дальнего красного спектра (730-740 нм), известного как Far Red, и в меньшей степени – ультрафиолетовые светодиоды (380 нм). Каждый из этих спектров выполняет свою особую роль в физиологических процессах растений и сильно влияет на их развитие и рост.
Синий свет (примерно 440 нм) исключительно важен в фотоморфогенезе, то есть в процессах, влияющих на рост, форму и развитие растений. Он способствует компактизации роста и формированию прочных стеблей, а также активирует фоторецепторы, такие как фитохромы и криптохромы, что влияет на фотосинтез, фототропизм и фотопериодизм.
Красный свет (примерно 660 нм) поддерживает фотосинтез, способствует цветению и созреванию плодов; он активирует хлорофилл, запасает энергию и регулирует физиологические процессы, такие как рост корней и стеблей.
Дальний красный спектр (730-740 нм) добавляет к красному спектру, активируя фитохромы и поддерживая фотопериодизм, цветение, созревание плодов и повышение уровня флавоноидов.
Ультрафиолетовый свет (примерно 380 нм), хотя и не является основным компонентом фитоламп, все же может быть полезен в малых количествах, поскольку он способствует производству фитохромов и усиливает фотоморфогенез. Даже его небольшое присутствие может оказывать влияние на синтез флавоноидов и антиоксидантов, что улучшает защитные механизмы растений.
Кроме того, белые светодиоды также имеют важное значение в фитолампах. Во-первых, они представляют собой источник полного спектра света, что делает их универсальными для выращивания различных растений; во-вторых, белые светодиоды обеспечивают более высокую яркость, что увеличивает общую интенсивность света; и, наконец, белый свет обеспечивает естественное восприятие состояния растений, что удобно для наблюдения за их состоянием, проверки наличия вредителей, оценки готовности к сбору урожая и других аспектов ухода за растениями.
Оптимальное соотношение различных светодиодов с разными длинами волн зависит от потребностей конкретных растений и их стадии роста. Обычно рекомендуется комбинировать синий, красный и белый спектры в пропорции 2:1:1 или 1:1:1 (синий:красный:белый) для обеспечения оптимального роста и развития растений.
Если вы хотите добавить также дальний красный и ультрафиолетовые спектры, можно использовать так называемое соотношение:
- Синий свет: 40-60% от общей мощности фитолампы.
- Красный свет: 30-40% от общей мощности фитолампы.
- Дальний красный свет: 10-20% от общей мощности фитолампы.
- Ультрафиолетового света в большинстве случаев должно быть не более 5%.
Это предполагаемое соотношение обеспечивает достаточное освещение синим светом для стимуляции роста и формирования растений, а также нужное количество красного света для фотосинтеза, цветения и плодоношения. Включение дальнего красного света активирует фотопериодические реакции и способствует развитию плодов.
Важно равномерно располагать светодиоды на основании лампы, чтобы каждое растение получало достаточное количество света всех спектров.
Отметим, что каждый вид растения может иметь свои предпочтения относительно спектров света. При необходимости вы можете подкорректировать соотношение светодиодов, чтобы оптимально соответствовать потребностям ваших растений и добиться наилучших результатов в их росте и развитии.
Светодиодная фитолампа своими руками
Шаг 1. Исходные материалы для фитолампы
Что нам понадобится для сборки?
В одном интернет-магазине в России (alled.ru) были приобретены 10 штук синих сверхъярких светодиодов марки 3GR-B (с напряжением питания от 2,9 до 3,6 В) и 3 красных марки 3GR-R (с напряжением питания от 1,9 до 2,6 В).
Дополнительно, чтобы увеличить срок службы светодиодов, они требуют специальный источник, который стабилизирует ток, так называемый драйвер. Например, такой как у меня.
Драйвер был заказан в том же магазине, и он был заранее подобран по формулам, изложенным в следующем шаге.
Шаг 2. Расчет драйвера для светодиодов
Как его правильно выбрать? Для начала необходимо суммировать напряжение всех светодиодов, которые мы будем подключать.
В моем случае, у нас есть 10 синих светодиодов по 3,6 В и 3 красных по 2,2 В. Следовательно, получаем 10*3,6+3*2,2=42,6 В.
Однако самое важное, помимо напряжения, мы также должны учитывать ток, который мы будем подавать на светодиоды.
Так как все 13 светодиодов могут быть подключены к току в 350 мА, драйвер соответственно должен поддерживать 350 мА.
Учитывая эти значения, мы вычисляем мощность драйвера. Для этого нужно умножить напряжение 42,6 В на ток 0,35 А. Итак, получаем 14,91 W.
ИТОГ: Таким образом, в магазине мы с уверенностью покупаем драйвер на 15W/350мА.
Шаг 3. Основа-каркас для фитолампы
Далее необходимо закрепить светодиоды на алюминиевом профиле. Выбор алюминия обусловлен тем, что светодиоды, в любом случае, выделяют тепло, и для отвода этого тепла мы используем алюминий как хороший теплоотвод.
Какую основу-каркас выбрать для светодиодов? Я предлагаю использовать декоративную накладку-порожек, которую можно приобрести практически в любом строительном магазине. Этот материал, как раз алюминий, а широкий выбор цветов позволит вам адаптировать фитолампу к любому дизайну интерьера.
С помощью простого карандаша размечаем места для установки светодиодов. В моем случае шаг между диодами составил около 75 мм. Если у вас лишний раз получится профиль другой длины, соответственно, нужно будет подкорректировать расчет шага.
Шаг 4. Проверка светодиодов с использованием тестера
Следующий этап — проверить работоспособность приобретенных светодиодов. Это очень важно, так как различным факторам могут поддаваться размеры и качества продукции.
Для проверки понадобится мультиметр (тестер).
Переключаем тестер в режим прозвонки и соединяем красный щуп с положительным контактом светодиода, а черный щуп – с отрицательным.
У высококачественных светодиодов негативная ножка обычно помечена от производителя маленьким выбитым овальным отверстием.
Купить или сделать самому?
Что касается итоговых расходов, то сумма в 1400 рублей включает в себя светодиоды, драйвер и доставку Почтой России. Алюминиевый порожек обошелся в 160 рублей, суперклей стоил 20 руб., термопасту я имел под рукой, а 1,5 метра шнура со штекером обошлись в 70 руб. Всего – 1650 рублей.
Как вы видите, это значительно дешевле, чем покупные фитолампы.
И еще один небольшой совет. Если вы хотите автоматизировать процесс досвечивания рассады, рекомендую подумать о покупке электронного программируемого таймера. Это позволит вам контролировать продолжительность работы фитосветильника и устанавливать интервалы между его включениями. Например, моя лампа работает с 5 утра до 12 дня и с 16 до 21 часа, а в остальное время, в течение 4 часов, светодиодное солнце отдыхает.
В следующем году я планирую сделать специальный контейнер для выращивания рассады и обложить его изнутри фольгированным материалом для оптимального отражения света — это будет особенно полезно для роста моих любимых растений.
Как бы вы не решили реализовать освещение — с использованием обычных люминесцентных ламп или фитоламп — лучше заботиться о вашем растительном хозяйстве, чем вовсе игнорировать их потребность в доскональном освещении.
P.S. В данный момент лампу, собранную согласно данным инструкциям, я заменил на более простую, на белом свете из самодельных светодиодов. Она также состоит из 13 светодиодов, установленного драйвера и алюминиевого уголка 20×20 длиной немного меньше ширины окна.
На этом все. Спасибо всем за внимание! Если остались вопросы, не стесняйтесь спрашивать.
С уважением, Антон Лапшин.
Если вам понравилась эта статья или урок, пожалуйста, поддержите меня, нажав на кнопки социальных сетей ниже. Таким образом, вы поделитесь информацией о блоге GimpArt.Org со своими друзьями. Спасибо!
Автор блога GimpArt.Org — Антон Лапшин
За десять лет я обучил работе в фоторедакторе Gimp более 12 000 пользователей, а мои видеоуроки и мастер-классы на одноименном YouTube канале просмотрело более 1 400 000 раз.
Качественная фитолампа своими руками за 1250 рублей
В данной статье мы покажем, как собрать линейную светодиодную лампу длиной один метр и мощностью 25 Вт. После прочтения статьи вы поймете принцип сборки и сможете создать лампу любого удобного размера и мощности. Даже одной такой лампы будет достаточно для достижения заметного эффекта на подоконнике площадью 1м х 0.4м. Используя 2-3 таких лампы на 1 м², можно успешно выращивать рассаду совершенно без солнечного света, например, в подсобном помещении или на стеллаже, что освобождает подоконник.
КПД и срок службы фитолампы
Коэффициент полезного действия (КПД) качественных светодиодов колеблется в диапазоне 35-45% — это доля электроэнергии, преобразуемой в свет. Остальные 55-65% электроэнергии трансформируются в тепло. Недорогие китайские диоды представляют собой настоящую рулетку с КПД, варьирующимся от 10 до 20%. Важно знать, что со временем КПД диода снижается, а его долговечность во многом зависит от температуры работы.
Недостаток теплоотведения может привести к снижениям КПД светодиодов. В интернете можно найти графики, показывающие изменения эффективности работы диодов при разных температурах. К примеру, если диод будет работать при температуре 55 градусов, его КПД может упасть на 40% за 10 лет ежедневного использования по 18 часов. Если температура поднимется до 80 градусов, данный эффект может проявиться уже за 4 года. При еще более высоких температурах деградация будет происходить значительно быстрее, что делает использование диодов экономически нецелесообразным, поскольку эффективность теряется слишком быстро. Максимальной температурой, предотвращающей предполагаемые осадки, считается 70 градусов, поэтому светодиоды лучше не перегревать. В нашей лампе температура на диодах не превышает 55 градусов, а в некоторых случаях остается даже ниже этого порога.
Существует два способа избежать перегрева диодов:
- Установить оптимальный ток питания для диода, чтобы избежать его перегрева.
- Использовать радиатор для отвода тепла от диодов.
Драйвер для фитолампы
Для подключения светодиодной лампы к электрической сети нужны драйвера, которые имеют два основных параметра:
- Сила тока, который драйвер подает на диод.
- Общее число диодов, которое можно подключить к данному драйверу.
Сила тока у драйверов варьируется от 300 до 600 мА. Важно учитывать следующие факты при подборе силы тока:
- Чем больше сила тока, тем ярче светит диод, но и его нагрев тоже увеличивается.
- Максимальный КПД диода достигается при токе 300 мА, и с увеличением тока КПД снижается.
На практике это означает, что светодиоды, работающие при токе 300 мА, практически не нагреваются, и их рабочая температура даже ниже 55 градусов, что значительно увеличивает срок их службы. Возможно, такая лампочка прослужит даже дольше вас! При этом КПД на уровне 300 мА максимален; если повысить ток до 600 мА, световой поток, безусловно, увеличится, но не в два раза, а только примерно на 20% меньше ожидаемого эффекта. Из-за этих двух причин многие предпочитают использовать именно такой режим работы.
Но в таком случае вам нужно будет устанавливать в два раза больше ламп, что в свою очередь увеличит расходы на их покупку. Учитывая, что на наших лампах при токе 500-600 мА температура диодов не превышает 55 градусов, за 4 года ежедневного использования их мощность упадет на 20%. Однако в тот же период времени проявятся новые диоды с более улучшенными характеристиками, поэтому это считается более разумным — принимать данное во внимание. К тому же, экономия на электроэнергии благодаря КПД на 20% выше, с учетом наличия тарифа 4 рубля, экономия не окупится раньше, чем через 4 года ежедневного использования, и, для садовода, который учитывает эти лампы только пару месяцев в году, экономия на электроэнергии никогда не будет достаточно, чтобы оправдать инвестиции в покупку дополнительных ламп.
Зона засветки
Зоной засветки называется площадь, которая поглощает свечение от источника. Она зависит от высоты подвешивания и угла рассеивания линзы диодов. Чем больше у вас область засветки, тем меньшее количество энергии приходится на единицу площади. Для культивирования растений, например, марихуаны, часто используют линзы с углом рассеивания 60 градусов, так как это позволяет сосредоточить свет на растениях и снабдить их оптимальным набором энергии. Чтобы облегчить расчеты, ниже представлена таблица, показывающая соотношение диаметра зоны засветки относительно высоты подвеса для самых распространенных светильников мощностью 15 и 36 Вт.
При различных значениях высоты подвеса светильника или угла рассеивания фитолампы для определения диаметра области засветки можно использовать формулу:
Диаметр области засветки
15 Вт, см
Диаметр области засветки
36 Вт, см
r=h*tg α/2
r — радиус круга засветки, h — высота, на которой располагается источник света, α — угол рассеивания диода или линзы.
Расчет оптимального числа светодиодов
Перед тем как рассчитывать необходимое количество светодиодов, определитесь с их мощностью. Для полноценного цикла жизни каннабиса нормальной мощностью считается значение между 100 и 150 Вт на квадратный метр. Если фитолампа используется только для рассады или в стадии вегетации, достаточно иметь мощность от 50 до 100 Вт на квадратный метр. Рекомендуется все же использовать 100 Вт для обоих случаев, поскольку сорта могут по-разному реагировать на свет, к тому же могут возникать другие непредвиденные обстоятельства. Поэтому лучше придерживаться этих значений.
Количество необходимых светодиодов или уже готовых фитоламп должно быть подобрано так, чтобы каждый участок площади культивирования получать рекомендуемое выше количество света. Для этого круги областей засветки должны полностью покрывать целевую площадь, без пробелов между ними. Несколько примеров представлены ниже:
Как сделать фитолампу и что для этого понадобится?
Для сборки фитолампы своими руками потребуется:
- светодиоды с специализированным спектром излучения;
- источник питания;
- система охлаждения;
- корпус;
- вспомогательные материалы и инструменты.
Чипы синих, красных и пурпурных фитосветодиодов доступны в различных модификациях: в виде отдельных SMD-элементов или COB-матриц. Все они подходят для создания собственных светильников. Самым простым вариантом станет использование готовой светодиодной ленты, которую можно разрезать на части. Более сложным будет создать осветитель из отдельных SMD чипов или COB-матриц, для которых потребуется правильно рассчитанный радиатор.
Источник питания для светодиодов и матриц представляет собой драйвер со стабилизированным постоянным током на выходе, а для светодиодных лент — это источник постоянного напряжения +12В необходимой мощности.
Пассивная система охлаждения очень важна для функционирования светильника, так как именно она отвечает за сохранение оптических характеристик светодиодов в течение всего срока их эксплуатации. Информацию о формах, размерах и материалах для радиаторов можно найти в отдельных статьях. Во многих самодельных светильниках радиатор выполняет также функцию корпуса.
Кроме светодиодов, в качестве источников света можно использовать фитодиоды, изготовленные по технологии УСКИ (универсальное сине-красное излучение). Эти диоды обладают уникальным спектром, полученным благодаря специальному составу люминофора. В данном случае люминофор работает как избирательный фильтр, пропуская волны в синем, красном диапазоне, а также малую часть желтого и зеленого света. При этом синяя область составляет 380–480 нм с небольшим переходом в ультрафиолет и пиком на длине волны 445 нм. Красная область шире, охватывающая оранжевый и инфракрасный спектры, доля которых может достигать 50%. Общая ширина красного излучения составляет примерно 570–770 нм, при этом максимум находится в диапазоне 640–660 нм.
Благодаря расширенным спектральным характеристикам, светодиоды УСКИ идеальны для сборки ламп для растений своими руками. Лампа на их основе обеспечит растению весь спектр света, необходимый для всех стадий роста — от вегетативного периода до созревания плодов, и может применяться для подсветки растений в условиях недостаточного солнечного света.
Применение фитоленты
Для создания простого светодиодного светильника для растений потребуется фитолента с блоком питания и недорогие материалы для корпуса, которые можно найти под рукой. Данный светильник может принимать любую форму и размер благодаря гибкости фитоленты, которую можно нарезать на сегменты по 5 см, а клейкое основание позволяет крепить её на любую гладкую поверхность.
Наилучшим материалом для корпуса послужит тонкая алюминиевая (если нет, можно использовать жестяную) пластина, которая будет служить эффективным радиатором для отвода тепла, выделяющегося светодиодами. В углах пластины необходимо сделать крепежные отверстия. Вся конструкция подвешивается на двух декоративных цепочках, которые прикрепляются к саморезам, вкрученным в стену. С помощью переустановки звеньев цепи можно контролировать высоту.
Мощная фитолампа с цоколем Е27 своими руками
Создать эффективную и экономную подсветку для рассады можно из нескольких светодиодных ламп, которые вы можете собрать из отдельных компонентов. Для этого нужно приобрести DIY-к комплект (например, на Aliexpress), включающий все необходимые компоненты для сборки лампы.
Топ-4 ошибки при самостоятельной сборке фитосветильника
Собрать светодиодную лампу для растений своими руками несложно, однако есть несколько нюансов, которые следует учитывать на стадии проектирования. Вот основные ошибки, которые делают начинающие растениеводы:
1. Покупка дешевых светодиодов. Какой бы хорошей ни была конструкция светильника, если в ней установлены некачественные светодиоды, эффективность будет крайне низкой. У фитосветодиодов есть два главных параметра — световой поток и спектр излучения, измерить которые без специальных приборов невозможно. Этот факт активно используют китайские производители, предлагая обычные синие и красные светодиоды под видом высококачественного продукта. Незабудьте, что легко попасться на подделку, поскольку продавцы привлекают покупателей заманчивыми предложениями, распродажами и акциями.
2. Неправильный расчет системы охлаждения. Это распространенный просчет многих радиолюбителей, включая тех, кто собирает светодиодные светильники. Независимо от типа охлаждения, будь то пассивное или активное, радиатор необходим. Тем не менее, в некоторых китайских фитолампах мощностью свыше 20 Вт можно столкнуться с вентилятором, установленным непосредственно на задней стороне плат с диодами. Подобное решение не обеспечивает необходимого отвода тепла. Любая система охлаждения должна состоять из:
- радиатора, способного равномерно рассеивать тепло от диодов;
- термопасты для улучшения контакта радиатора с подложкой;
- блока защиты, отключающего фитолампу при аварийной остановке вентилятора.
3. Низкое качество сборки и комплектующих. Для удешевления конструкции многие китайские производители используют некачественные детали при сборке светодиодных фитоламп. Не стоит ориентироваться на такие изделия и пытаться что-либо скопировать. Все детали должны быть прочно соединены и иметь запас прочности. Наряду с этим корпус светильника не должен блокировать естественную конвекцию воздуха.
4. Нестабильность выходных параметров источника питания. Обеспечение светодиодов номинальным и стабильным током является залогом долговечности светильника. Поэтому не следует экономить на драйверах. Вы можете изготовить драйвер для небольшой светодиодной фитолампы самостоятельно, используя основное средство LM317. При этом выходная мощность драйвера должна быть в 1,2-1,5 раза выше, чем рекомендация для светодиода.
