Самодельные светодиодные фитолампы: сборка и область применения

Правила использования подсветки

Чтобы развитие рассады в домашних условиях прошло успешно и растения дали хороший урожай, недостаточно пойти в магазин и купить светодиодные светильники с нужным спектром. Необходимо суметь их правильно применить.

Количество и мощность

Тут все зависит от размеров «приоконного» хозяйства и культуры, которую выращивают. Учитывая вид растения, освещенность может лежать в диапазоне 6 000 – 10 000 люкс. Она напрямую зависит от светового потока, создаваемого осветительным прибором. К примеру, если лампа создает световой поток 500 люмен, то на участке площадью 1 м² освещенность составит 500 люкс.

Зная, какой световой поток создает осветительный прибор, и площадь, которую необходимо осветить, несложно подсчитать количество ламп для обеспечения нужной освещенности.

Обычно создаваемый лампой световой поток указывается на ее упаковке. Тем, кто решил самостоятельно собрать фитолампу, полезно знать, что светоотдача современных сверхъярких светодиодов составляет 80-120 лм/Вт.

Более подробно о выборе количества и мощности фитоламп можно узнать из статьи «Какое освещение для рассады лучше выбрать».

Расстояние до грунта или растений

Максимальную освещенность создает световой поток, падающий на поверхность перпендикулярно. Поэтому оптимальный вариант расположения ламп – сверху растений. Это поможет избежать наклона рассады в сторону света и избавит вас от постоянного поворачивания лотков.

Что касается расстояния от источника света до верхушки освещаемого растения, то оно обычно составляет 200-250 мм для светолюбивых культур и 550-600 мм для теневыносливых. До появления всходов его можно уменьшить до 10-12 см.

Важно! Выбирая расстояние до растений, учитывайте, что оно во многом зависит от типа применяемых ламп. Если для досветки будут использоваться устройства, которые сильно нагреваются (накаливания, дуговые), то расстояние нужно увеличить, чтобы не «поджарить» рассаду

К светодиодным и люминесцентным лампам это не относится, поскольку тепловое излучение у них невелико

К светодиодным и люминесцентным лампам это не относится, поскольку тепловое излучение у них невелико.

Сколько времени должна работать

Необходимо учитывать количество естественного света, получаемого растением. Если рассада на подоконнике, то достаточно включать подсветку утром и вечером, чтобы увеличить продолжительность светового дня. Если она недополучает естественное освещение даже днем – расположена на северной стороне дома или в глубине комнаты, то светить придется весь световой день.

Для примера приведем таблицу, в которой указано время, в течение которого рассада должна получать достаточно света. Учитывается не только досветка, но и естественное освещение.

Растения, как и мы с вами, отлично отличают день от ночи и ночью предпочитают спать. Поэтому оставлять освещение на ночь – не плохая, а очень плохая идея. Светим только днем, на ночь выключаем.

Если вы хотите четче определиться с режимом досвечивания или освещения рассады, прочитайте статью «Досветка растений в домашних условиях».

Как сделать фитолампу?

В домашних условиях светодиодную фитолампу для растений своими руками можно сделать за 1,5-2 часа без особенных инструментов. Достаточно разобраться в необходимых материалах и правильно произвести расчеты

Также в процессе изготовления фитолампы своими руками важно уметь держать в руках паяльник

Выбор светодиодов

Источником света могут быть как светодиоды, так и светодиодные ленты с длиной волны около 450 для синих и 660 для красных диодов. Светодиоды допускают корректировку освещения, когда росткам понадобится меньше красного цвета. Ленты обходятся дешевле, но придется размещать две полоски – красного и синего цветов: таким образом, пропорции спектров будут нарушены и эффективность работы снизится.

Что касается пропорций красных и синих светодиодов, то на стадии развития ростков и до появления первых 3-4 листков рекомендуется использовать соотношение светодиода красного цвета к синему 2:1. Дальше росткам требуется больше синего цвета, поэтому пропорция меняется на 1:1.

Существуют специальные светодиодные ленты, которые, помимо универсального сине-красного излучения, содержат часть теплого белого и зеленого. Они не первичны для растений, но необходимы для полноценного цикла развития.

Расчет потребляемого света

Интенсивность светодиодного освещения и количество фитоламп определяется не только количеством, но и местом расположения рассады. Если она находится на подоконнике, то количество необходимого света составит 40 Вт/м², примерно 80 Вт/м² потребуется при отсутствии дневного света. Гроубоксы стандартно оборудованы осветительными приборами из расчета 150 Вт/м².

Если рассматривать расчет света более точно, то его можно определить по формуле Ф= E×S/Kи. Расшифровывается она так:

Ф – световой поток, измеряется в люменах (лм).
E – освещенность, необходимая для выращиваемого вида растения, измеряется в люксах (лк).
S – площадь освещения, м².
Kи – коэффициент потери света из-за рассеивания.

Даже при точном вычислении необходимого освещения лампу рекомендуется оснастить отражателями, особенно если она выполнена на основе светодиодных лент. Расчеты необходимого количества света могут оказаться бессмысленными при неправильном расположении осветителя относительно ростков либо когда угол рассеивания слишком мал или нет пересечения между излучением.

Расчет драйвера для светодиодов

Чтобы подобрать блок питания для светодиодной лампы, в первую очередь потребуется вычислить общее падение напряжения всех диодов. Этот параметр указан в описании диода. Затем подберите драйвер так, чтобы суммарное напряжение диодов оказалось меньше, чем выходное напряжение драйвера. На блок питания напряжением 60-83 В можно установить 24-33 диода с падением напряжения по 2,5 В, потому что 24 х 2,5 = 60 В, а 33 х 2,5 = 82,5 В.

Оптимальная мощность блока – 50 Вт. Если в лампе будет много светодиодов, вместо одного мощного драйвера рекомендуется взять несколько маломощных. Блоку питания с мощностью от 100 Вт потребуется сильное охлаждение, и он обойдется дороже двух блоков по 50 Вт. Дополнительным преимуществом в раздельном питании участков лампы окажется удобство ремонта.

Каркас для фитолампы

В качестве каркаса оптимальным материалом считается алюминиевый профиль либо алюминиевая пластина. Диоды нагреваются у основания, а алюминиевая основа рассеивает выделенное тепло. Также используются жестяные пластины, но этот материал хуже отводит тепло, поэтому может потребоваться дополнительное пассивное охлаждение, например в виде радиатора. Собрать устройство можно и из корпуса производственной люминесцентной лампы.

В зависимости от материала для лампы конструкция будет меняться, поэтому точной схемы изготовления нет.

Крепим светодиоды на профиль

Для крепления диодов к профилю или пластине понадобится термоклей и обезжиривающая жидкость (спирт, растворитель).

Последовательность действий:

Очистить и обезжирить поверхность пластины/профиля;
Обезжирить заднюю сторону светодиода;
Нанести термоклей ровным слоем по всей площади основания светодиода.
Приклеить светодиоды разного цвета, располагая «плюс» с одной и той же стороны у каждого.

Схемы соединения и пайка

Провода нужно припаять к матрицам диодов, учитывая полярность — «плюс» одного диода соединяется куском провода с «минусом» другого, и так до конца цепи. Во время пайки пользуйтесь металлическим пинцетом в качестве теплоотвода, чтобы не перегреть диоды.

После этого к крайним светодиодам припаивается 2 длинных провода. На каждом из них необходимо сделать пометки «+» и «-» соответственно. Эти провода подключаются к драйверу по схеме, указанной на самом драйвере или в его инструкции. Готово, можно использовать лампу по назначению.

Виды ламп освещения

Фитолампа для освещения растений

Перед тем как определиться с видом искусственного освещения рассады в домашних условиях, необходимо определить для себя характерные особенности которыми должна обладать подобная конструкция.

Лампа для рассады должна соответствовать следующим характеристикам:

Наиболее благоприятными для выращивания растений в домашних условиях считаются лампы с синими и красными лучами.
Лампа не должна греться (греть растение), она должна только излучать свет.
Излучение от лампы должно издавать неяркий, не раздражающий зрение человека свет.
Свет должен распределяться равномерно на всю рассаду (лампа должна быть плоской).

Возможно, Вам пригодится статья о светодиодных лентах для дома.

О правилах освещения кухни Вы можете узнать здесь.

А эта статья расскажет о led подсветке для дома.

Садоводы, которые занимаются выращиванием рассады в домашних условиях долгие годы, выделяют три вида ламп для подсветки рассады, которые благоприятно сказываются на ее росте, а именно:

люминесцентные;
энергосберегающие;
фито или светодиодные.

Люминесцентные осветительные приборы представляют собой трубчатые светильники. Такие лампы благодаря своей форме и характерным особенностям можно располагать над самими саженцами рассады на небольшой высоте.

Такие приборы не нагреваются и не выделяют тепла, что благоприятно сказывается на росте растений. Благодаря своей форме и небольшому размеру люминесцентные осветительные приборы можно с легкостью установить на подоконнике, к тому же они имеют несколько цветовых оттенков свечения.

Энергосберегающие лампы имеют два весомых преимущества, а именно — экономия в энергосбережении, а также довольно мощное освещение, которое компенсирует солнечный свет в пасмурные дни и холодное время года. Так же, как и люминесцентные светильники, энергосберегающие приборы не выделяют сильного тепла и как следствие не обжигают листья растений.

Возьмите на заметку: фито лампы один из наиболее распространенных вариантов для подсветки домашних растений, а также рассады. Такие светильники выделяют большое количество света и при свечении не наносят вреда саженцам. Фито приборы максимально схожи с дневным солнечным светом, поэтому и растения под ними ускоряются в росте.

Перед высадкой рассады необходимо особое внимание уделить выбору лампы, ведь от этого напрямую зависит качество саженцев. Самым последним инновационным изобретением для освещения рассады являются фито лампы или светодиодное освещение. Такой вид освещения наиболее благоприятно скажется на росте растений, но цена на него значительно выше, нежели на другие виды подобного освещения

Такой вид освещения наиболее благоприятно скажется на росте растений, но цена на него значительно выше, нежели на другие виды подобного освещения.

Важно знать: для того чтобы понять нужно ли дополнительное освещение рассаде необходимо на время включить лампу, и если листья начнут подниматься кверху, а не останутся на прежнем месте, то освещение нужно

Источник питания

Выбирая драйверы, создатель светильника настоятельно рекомендует быть внимательными: если в схеме вместо трансформатора стоит дроссель с двумя обмотками, то использовать такой драйвер для изготовления самодельных светильников опасно для жизни.

Драйверы, выписанные из Китая, необходимо проверить на наличие гальванической развязки индикатором фазы, прижимая его по очереди к выходным клеммам драйвера.

viktor50Участник FORUMHOUSE

Если ни на одном выходе индикатор не зажегся, значит, драйвер с трансформатором; гальванически развязан с сетью. Если индикатор зажигается – развязки нет и обязательно нужно, чтобы розетки были включены в щитовой через УЗО (устройство защитного отключения).

Необходимый инструментарий

Изготовление фитолампы своими руками имеет смысл, если вы планируете применять ее не в промышленных масштабах. Приобретать фитосветильник для комнатных растений не всегда целесообразно. Тем более что изготовление не требует очень серьезных профессиональных навыков.

Какие материалы потребуются:

светодиоды, LED-ленты;
основание или стойка для установки;
драйвер УФ прибора или блок питания;
провода для соединения медно-гибкого типа;
отражатель;
термоклей и паста;
вилка, шнур.

Для изготовления качественной лампы используются разные источники.

Специальные светодиоды, которые имеют разные спектры излучения и мощности. Их проще всего устанавливать самостоятельно.
Можно применять как яркие, так и маломощные диоды, но последних потребуется гораздо больше. Это скажется на трудоемкости работы.
Ленты светодиодного типа красного и синего оттенков, длинноволновые – 630 нм, средневолновые – до 465 нм.
Лента, оснащенная RGB-контроллером. Это самый упрощенный вариант, который не отличается достаточной мощностью.

Необходимо рассчитать количество света, уровень которого разнится в зависимости от сезона, наличия окон и их расположения в помещении. Достаточная мощность фитоламп в среднем ориентируется на следующие показатели:

для подоконника – около 40 Вт на кв. м;
при единственном источнике освещения – примерно 80 Вт на кв. м;
в закрытых гроубоксах – 150 Вт на кв. м.

Во всех ситуациях расположение ламп должно быть равномерным и равноудаленным над растительностью. Оптимальное расстояние от 25 до 40 см

Важно предусмотреть наличие возможности изменения оттенков и яркости на разных этапах развития растений. В упрощенном варианте – выставить среднее значение и установить блок питания, который регулирует силу в зависимости от вида светодиода

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.

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.

О чем нужно подумать заранее

В первую очередь, о том, сколько света нужно вашим растениям. Для этого есть специальная формула — Ф= E×S/Kи. Ф в данном случае означает поток света. Остальные значения следующие:

Ки означает коэффициент потерь света, которые случаются при его рассеивании;
S это площадь, которую нужно вам осветить;
Е – это освещенность, которая нужна именно для тех растений, которые вы выращиваете.

Не забывайте о том, что коэффициент потерь составлять может 0,8-0,9. При этом, фитолампам нужны отражатели, особенно если фитосветильник сделан на базе светодиодной ленты: в этом случае отражатель поможет сконцентрировать на нужной вам площади максимум света.

Пайка светодиодов

Я уже много раз описывал пайку светодиодов на платы и заострять внимание на ней не буду. Скажу только, что надо соблюдать такие правила – применять маломощный паяльник й 20 Вт, легкоплавкий припой типа ПОС-61 и неактивный флюс. Надо обязательно использовать теплопроводную пасту или термоклей для улучшения контакта теплоотводящей площадни светодиода с платой и, естественно, быть аккуратным

Время контакта нагретого жала паяльника с выводом светодиода должно составлять не более 1-2 секунд

Надо обязательно использовать теплопроводную пасту или термоклей для улучшения контакта теплоотводящей площадни светодиода с платой и, естественно, быть аккуратным. Время контакта нагретого жала паяльника с выводом светодиода должно составлять не более 1-2 секунд.

Итак, светодиоды распаяны на платах. Винтами N12,5 х 6 мм платы закреплены на радиаторе через пасту КПТ-8 и проводом МГТФ 0,12 мм2 распаяны последовательно.

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/K и, где:

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

В ламповых светильниках с плохим отражателем за счёт отсутствия строго направленного свечения значение К и 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 К и 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.

Использование фитолампы. Как, когда и сколько.

Овощеводы заметили, что сеянцы не просто реагируют на разные спектральные цвета. В каждый период развития им необходим тот или иной спектр. С момента от посева семян до появления 2х-3х листиков, им наибольшую пользу принесут красный и синий светодиоды (2:1). Несколько дней после пикировки – осветительный перерыв. Растения должны прижиться на новом месте и подсветка им пока не потребуется. Весь остальной срок, вплоть до посадки в теплицу или в открытый грунт подсвечивать лучше красным и синим в пропорции 1:1.

Светодиодная фитолампа может использоваться как для рассады, так и для комнатных растений

Что касается длительности освещения, то некоторые включают светильники только утром и вечером или, например, только в пасмурную погоду. А кто-то пользуется ими весь световой день. Это зависит от того, используете ли вы только искусственное освещение или в основном – солнечный свет, а светильники только в качестве добавки. В целом овощным и цветочным культурам требуется от 12 до 16 часов освещения в сутки. А когда именно они устали, и можно нажать кнопку выключателя, подскажут сами саженцы. Они поднимут листики немного вверх, как бы закрываясь. Это и будет сигналом к окончанию их светового дня.

При выращивании дома рассады или цветов искусственное освещение помогает получить здоровые и крепкие растения. Самыми эффективными для этой цели считаются фитолампы, но готовые приборы — очень дорогие.

Москвич О. Михайлов сделал фитолампу сам,своими руками — и за небольшие деньги.

Ещё в работах великого русского ботаника К. А. Тимирязева было доказано, что фотосинтез растений более активен в красной части спектра и менее – в его сине-фиолетовой части.

Жёлто-зелёная составляющая спектра слабо участвует в этом процессе. Современные фитолампы, как правило, содержат несколько светодиодов красного и синего спектров в соотношениях 5: 2 или 7: 3. Обычно для изготовления таких ламп используются светодиоды типа 3GR-R, излучающие красный свет (650-660 нм), и 3GR-B, генерирующие синий свет (445-452 нм).

Фитоподсветка рассады – положительные стороны метода

Процесс фотосинтеза у растений происходит только при наличии достаточного освещения, которое требуется обеспечить в тепличных комплексах, зимних садах, особенно в темные зимние дни. Обычно для подсветки растений использовались люминесцентные лампы голубого или желтого цвета, которыми досвечивали рассаду в течение долгих лет. Новейшие исследования ученых показали, что оптимальным вариантом при устройстве освещения тепличных комплексов является использование одновременно нескольких цветовых спектров:

Для молодых растений полезен красный свет — он способствует ускорению роста

Синий цвет – ускоряет развитие корневой системы, помогает растению сформировать компактную низкорослую крону.
Освещение красного цвета стимулирует быструю всхожесть семян, способствует буйному цветению и образованию завязей.
Цвета желтого спектра имеют узконаправленные задачи при освещении зеленых листьев.

Экспериментально доказано, что фитолампы при освещении рассады намного эффективнее обычной подсветки люминесцентными лампами. Оптимальный режим освещения актуален при досвечивании широкого ряда декоративных и огородных культур.

Как собрать светодиодный светильник для рассады

Самый простой вариант LED фитолампы изготавливается из светодиодной ленты.

Материалы для работы:

Панель, размеры и форма которой совпадают с площадью, на которой будет расти рассада. Можно использовать светильник от испорченной люминесцентной лампы.
Алюминиевый профиль.
Красная и синяя лента из светодиодов на липучке. Не забудьте перед покупкой правильно рассчитать пропорции синего и красного спектров, рекомендуемые для ваших растений. Чаще всего это 1 длина синего спектра на 8 длин красного.
Блок питания или драйвер.

Схема сборки фитоленты своими руками

Сборка светильника состоит из следующих последовательных действий:

Очищаем и обезжириваем поверхность панели.
Прикрепляем к панели алюминиевый профиль – он нужен для отвода тепла и продления срока службы светодиодов.
Нарезаем ленту на нужные отрезки. Разрезать нужно между напайкой – она видна на ленте.
Соединяем отрезки коннектором или при помощи паяльника.
Снимаем защитное покрытие с изнанки ленты и приклеиваем с небольшим надавливанием на алюминиевый профиль. Избегайте сильных перегибов ленты, чтобы не повредить дорожки, питающие диоды.
Устанавливаем панель на подставку-ножки, которые будут удерживать светильник над рассадой на требуемой высоте.
Источник питания размещаем на нужном расстоянии от розетки и подсоединяем к светодиодной ленте

Важно соблюдать полярность.
Можно пользоваться.

Цена светодиодной лампы для рассады не должна заставить вас отказаться от такой качественной подсветки. При наличии работящих рук можно сделать вполне качественный светильник своими руками.

Создаем фитосветильник своими руками

Для него светодиодных ламп нужно несколько штук. Для начала покупаем DIV-набор, куда входят:

Цоколь металлический разборный Е-27;
Радиатор с саморезами из алюминия;
Линзы и держатель для линз (угол рассеивания – 90 градусов);
smd-светодиоды и плата;

Также нужно купить smd led красные и синие, припой легкоплавкий, термопасту и драйвер с нужной вам мощностью. Сперва монтируем на плату паяльником и феном светодиоды. Паяльник разогреваем до 280 градусов. Далее припаиваем провода от драйвера к плате.

На работоспособность схему проверить можно включив её на короткое время. Если светятся все чипы, начинаем собирать корпус.

Там, где радиатор контактирует с платой, нужно тонко нанести термопасту, прижмите все места контактов при помощи саморезов. Установите линзы над всеми светодиодами, их зафиксируйте при помощи держателей с винтами.

Разместите драйвер внутри корпуса из пластика.

Выходные провода этого драйвера припаиваем к плате, входные же прижимаем к боковой и центральным частям цоколя.