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.
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.
Видео «Что нужно знать об искусственном освещении для растений»
В этом видео эксперт расскажет об искусственном освещении для растений.
Нагрев лампы
Продуманная система подсветки имеет ограничение – тепла не должно выделяться много, ведь саженцам перегрев вреден. Именно поэтому не подходят лампы накаливания – колбы существенно разогревают окружающий воздух в непосредственной близости.
Натриевые лампы высокого давления хороши для теплиц или оранжерей. Однако если речь идет о домашнем выращивании рассады, тепла излучается слишком много.
Светодиодные ленты – лучшее решение при домашнем выращивании растений, поскольку практически не греются и подходят для городских квартир.
Спектр излучаемого света
Растительный хлорофилл питается светом с длиной волны от 380 до 710 нанометров (нм), игнорируя остальную часть спектра. Одна часть поглощенного света активирует процесс деления клеток, способствуя приросту зеленой массы; другая делает более интенсивными процессы цветения и плодоношения.
Существуют светодиодные ленты белого света с длинами волн:
- 400–500 нм (холодный);
- 500–700 нм (теплый).
Расстояние для установки светодиодных ламп и лент
Что лучше: купить или сделать самому?
Завышенная стоимость так называемых фитоламп с длиной волн 440 нм и 660 нм — это главное препятствие при покупке. Условия протекания фотосинтеза, цена на специализированные фитолампы, — всё это подталкивает цветоводов и огородников к изготовлению светодиодной подсветки своими руками. Ещё большее желание возникает, когда пользователь узнаёт о недостатках недорогих изделий из Поднебесной. Способы снижения себестоимости продукции у недобросовестных производителей просты:
- Применение в светильниках дешёвых полупроводниковых светодиодов с заниженной мощностью. В итоге вместо 50 заявленных лампа выдаёт 25-35 Ватт.
- Установка ограничивающих ток резисторов, что увеличивает срок службы светодиодов, но снижает интенсивность испускаемого света.
- Питание «слабых» светодиодов повышенным током ускоряет процесс выгорания люминофора и снижает срок использования светильника.
- Экономия на размерах алюминиевого радиатора, который не обеспечивает должный теплоотвод.
Проверить характеристики без специальных приборов в торговой точке невозможно — для этого необходим люксметр и полная разборка светильника, для измерения токов светодиодов. Остаётся положиться на добросовестность производителя и продавца или изготовить фитолампу своими руками. Целесообразность самостоятельного изготовления фитоламп повысилась при появлении матричных светодиодов, драйверы питания которых размещены на единой плате. Размеры матриц позволяют устанавливать их в прожекторы, модернизируя их в фитосветильники.
3 варианта изготовления системы искусственного освещения растений
Их создают после окончания расчета схемы на основе выбора необходимого спектра и анализа других светотехнических параметров.
Для подсветки в условиях квартиры сейчас популярны источники с нитями накаливания, люминесцентные и КЛЛ, а также светодиодные конструкции. Вот их и рассмотрим чуть подробнее.
Досветка рассады обычными люминесцентными лампами, накаливания и энергосберегающими КЛЛ
Заниматься сложным конструированием схемы при применении подобной фитолампы нам не придётся. После приобретения ее потребуется подвесить на необходимой высоте и включить.
Люминесцентный источник позволяет досвечивать относительно большие площади.
Энергосберегающие лампочки КЛЛ ставят на маленьких подоконниках.
Фитолампы с цоколем Е27 можно просто подвесить над рассадой.
Секреты такой подсветки хорошо объясняет владелец видеоролика «Садовый гид». Ознакомьтесь.
Какая подсветка нужна для растений
Качество освещения для домашних цветов зависит от:
- Спектра освещения;
- интенсивности освещенности;
- длительности освещения в течение суток.
Также влияют температура в помещении и концентрация углекислого газа, но в пределах квартиры влиять на эти параметры трудно, потому опустим их.
Требования к подсветке цветов и растений:
- Отсутствие сильного тепловыделения, растения не должны перегреваться;
- наличие в спектре излучения красного и синего света, необходимого для нормального процесса фотосинтеза.
Нагрев лампы
Из-за большого нагрева колбы, лампы накаливания непригодны для использования.
Натриевые лампы высокого давления (ДНАТ) лучше подходят для подсветки растений и широко применяются в теплицах. Но для домашних условий они мало пригодны из-за высокой мощности и соответственно значительного тепловыделения (колба может нагреваться до 600 градусов). Также они дорогие в эксплуатации (высокая стоимость трансформаторов розжига).
Светодиоды практически не греются (подробнее про нагрев светодиодов), потому подойдут для квартирного использования.
Спектр излучаемого света
Хлорофилл, находящийся в зелёных листьях, способен активно поглощать свет с длинной волны 380-710 нанометров, остальной спектр не активирует процессы фотосинтеза.
График эффективной длины волн для растения
Более короткие волны в спектре 380-500 нанометров стимулируют процессы деления клеток и увеличение зелёной массы, а излучение с длинной волны 500-700 нанометров необходимо для интенсивного цветения и плодоношения.
На графике наглядно видно, какой цветовой диапазон более эффективный для роста растения. Теперь сравним со спектром, излучаемым разными типами ламп.
Сравнение спектров разных источников света
Обыкновенные лампы накаливания мало подходят для подсветки комнатных растений, поскольку у них преобладает теплый спектр (700+ нанометров). Люминесцентные, которым отдают предпочтения за счет их стоимости, по спектру совсем бедные и уступают даже лампам накаливания.
Спектр излучения светодиодов для растений будет идеальным. Особенно при объединении холодного белого – 400-500нм и теплого белого 500-700нм цветов.
Преимущества подсветки цветов светодиодами
Минимальный срок службы светодиодов 50 000 часов при минимальных потерях в яркости.
Светодиоды более экономичны и расходуют меньше электроэнергии (по сравнению с лампами накаливания в несколько раз). Обладают крайне высоким КПД и выдают около 100 Лм на 1Вт потребленной энергии.
Светодиодные ленты излучают свет под углом 120 градусов, что позволяет сконцентрировать излучение на растениях, а не освещать комнату.
Компактные размеры позволяют создавать освещение для цветов любых форм.
Специализированные светодиодные фитолампы для растений
Фитолампы – это красные и синие светодиоды с пиком интенсивности в диапазоне 440 и 660 нанометров, т.е. вся мощность излучения находится в эффективном для растений диапазоне.
Такой светодиодный светильник для растений применяется, если необходимо освещать небольшую площадь в 30-50 см2 (одно растение или один горшок), т.к. светоизлучающий модуль имеет угол светового потока 120 градусов. Для подсветки большого количества растений (рассада) более рентабельно использовать светодиодные ленты и модули.
Фитолампа – хороший выбор для роста одного комнатного цветка, но цена на них неоправданно выше чем на обычные светодиодные ленты. При комбинировании теплого и холодного света светодиодных лент, вы получите тот же результат, но за меньшие деньги.
Выбор формы светодиодной фитолампы
Крепеж и монтаж ленты для освещения растений
Устанавливая дополнительную подсветку, лучше выбрать светодиодную ленту, так как именно такое освещение наиболее имитирует естественный солнечный свет. Установка и монтаж ленты в выбранное Вами место — легкий процесс. Вам не придется сверлить отверстия, использовать гвозди, вкручивать саморезы и так далее. На одном из этапов производства обратная сторона светодиодной ленты промазывается специальным веществом – клеем. Все что вам нужно, это отклеить защитную пленку и прикрепить к месту. Лента гарантировано будет держаться практически на любой поверхности. Если Вам необходимо, Вы легко можете разрезать ленту на нужного Вам размера кусочки. Таким образом, Вы сами рассчитаете то количество света, которое необходимо для здорового роста Ваших растений. Например, размером в 2 см светодиодная лента очень удобна для подсветки растений дома. Особенно такие размеры рекомендуют применять для растений, которые только начали прорастать и соответственно им нужно небольшое количество света.
Где применить светодиодное освещение для растений:
- В теплицах, зимних садах, оранжереях.
- Для замены устаревших ламп различного типа.
- В закрытых помещений, кладовках, комнатах с маленьким освещением или без окон.
- В качестве основного освещения в пределах до 1,1 м2, учитывая высоту подвеса от 40 см до 1,3м.
Особенности подключения
В диодной ленте, как правило, подключение последовательное. И это не случайно. Такое соединение позволяет использовать сразу много светодиодов, потому что сила тока не повышается с каждым прибавлением светодиода в отличие от параллельного соединения.
Подключение светодиодов и светодиодной ленты отличается использованием драйвера, который понижает напряжение сети 220 вольт до нужного напряжения.
Последняя особенность подключения связана с высоким нагревом светодиода. Для долговечной работы (а работать они могут в несколько раз дольше аналогов) нужно обеспечить его охлаждение, как и всей светодиодной ленты. Для этого используют кулеры и алюминиевый корпус с высокой теплоотдачей.
3 вариант конструкции
Получившая лама будет более мощной.
Необходимые материалы:
- 5 штук красных светодиодов FRM-R1, 5 штук синих FRM-B1.
- Радиатор из алюминия.
- Драйвер RLD.
- Электрический провод.
- Радиатор.
- Припой и паяльник.
- Флюс.
- Скотч, который проводит ток.
- Теплопроводящий клей.
Перед тем как приступать к работе, все светодиоды желательно проверить на исправность при помощи мультиметра. Если найдутся нерабочие, то их просто придётся выкинуть или заменить в магазине на исправные. Диоды приклеиваются при помощи теплопроводящего клея.
Цвета чередуем. Чтобы произвести изоляцию, надо применить скотч. После приклейки, диоды хорошо паяются при помощи выбранного проводка.
Цепь полностью готова. К ней подсоединяется драйвер, но для начала рассчитывается мощность. Она будет равняться сумме мощности деталей конструкции.
Драйвер помещается в корпус из пластика — для защиты от воды. Проводки изолируются при помощи скотча.
Светодиодная фитолампа из ленты своими руками с резистором готова.
Самый простой вариант и наиболее дешёвый, — это со светодиодной лентой. Собрать ее может абсолютно любой человек, даже который раньше не сталкивался с электротехнической задачей.
К положительным свойствам самодельной фитолампы относят не только дешевизну, но и свободу выбора нужной формы, а также подбор необходимых цветов и количество светодиодов.
После обработки лампой, можно добиться хорошего цветения.
Требования по установке оборудования на примере духового шкафа:
Какую ленту выбрать для растений
К сожалению, универсальной светодиодной ленты для растений нет. Но, зная теорию спектра и понимая этапы созревания и классификации культуры, можно выбрать нужную плату.
Спектр светодиодов для растений
Каждому этапу роста культуры соответствует определенный световой спектр с нужной длиной волны
Зависимость чувствительности культуры от длины волны спектра
| Длина волны, нм | Цвет излучения | Влияние на растения |
| до 380 | ультрафиолет | При длине ниже 280 нм чистый ультрафиолет губит растения (желтеют). В природе он проникает через озоновый слой и не доходит до поверхности флоры. Длина от 315 до 380 нм не позволяет стеблю идти в рост, но при этом поддерживает его жизнедеятельность, набирая витамины и укрепляя стебли, листья. Применяется, когда необходимо переждать заморозки и принести плоды поздней осенью. |
| 380 — 430 | фиолетовый | Активно идет рост культуры за счет хорошего фотосинтеза. Пик при 465 нм |
| 430 — 490 | синий | |
| 490 — 570 | зеленый | Никак не влияет на цвет зелени, но растения вытягиваются ввысь. Фотосинтез минимальный. |
| 570 — 600 | желтый | Максимальный фотосинтез при 630 нм. Быстрое развитие плодов, цветов, корневой системы. |
| 600 — 780 | красный | |
| от 780 | инфракрасный | Защищает поверхность листьев от перегрева, т.е. стабилизирует влажность. |
Наибольшее потребление света растениями происходит при 445 нм и 660 нм, что соответствует универсальному сине-красному излучению (УСКИ).
Чтобы достичь результата, при установке СДЛ, следует для каждой культуры устанавливать определенный спектр, в зависимости от стадии её роста. Это сложный и трудоёмкий процесс, требующий практики.
Светодиодная лента для растений полного спектра
Светодиодная плата для растений полного спектра состоит из фитодиодов, содержащих кристаллы красного и синего цвета. Это позволяет плате распределять нужный спектр от 400 до 800 нм.
Спектрограмма УСКИ
По техническим характеристикам фитоленты классифицируют исходя из соотношения количества диодов синего цвета к красному (5:1, 15:5, 10:3).
При условии наличия солнечного света, универсальной является СДЛ с соотношением 5 к 1.
СДЛ в соотношении 5 к 1
Также можно использовать отдельно ленты красного и синего цветов. Их пик интенсивности свечения немного смещается от лент полного спектра, но это не мешает получить неплохие результаты.
Частые ошибки при выборе LED ленты для растений
Выбирайте ленты от проверенных изготовителей
Данные указанные в технических характеристиках платы должны соответствовать рабочим показателям.
Важно, что для каждой культуры рассчитан свой показатель светового излучения, от этого зависит его дальнейший рост. Нельзя выставить один спектр для цветов и плодоносных культур.
Правильно установленный блок питания, драйвер повысит надежность работы всей системы освещения
Для расчета мощности БП необходимо предварительно рассчитать длину и мощность СДЛ типа SMD3528 с плотность 60 диодов/м:.
- Определить площадь подсветки (например, ящик 0,2 кв.м.)
- Исходя из того, что для подсветки 1 кв.м. необходима лампа с мощностью от 30 до 50 Вт, рассчитываем мощность подсветки ящика: от 6 до 10 Вт (произведение площади на установленную мощность).
- Мощность выбранной платы 24 Вт на 5 м (4,8 Вт/м). Для подсветки ящика понадобится 2 метра (120 диодов) СДЛ полного спектра. Либо, по соотношению 5 к 1, 0,3 м красной ленты (18 диодов) и1,7 м синей (102 диода).
- Рабочий ток составит 0,8 А, при питающем напряжении 12 В (12/2*4,8).
- Мощность БП должна быть на 30% больше мощности платы. При средней мощности СДЛ 8 Вт, рекомендуется выбрать блок с мощностью не менее 12 Вт (8 Вт * 30%), рабочим напряжением 12 В и рабочим током 1 А.
Блок питания на 12 В
- Установка теплоотвода (алюминиевый профиль) увеличит срок службы устройств и позволит не перегружать блок питания и led кристаллы.
- Наличие герметизации защитит плату от влаги, которая появляется в результате испарения с поверхности земли и листьев.
Особенности подключения
Требования к подключению светодиодной ленты для растений ничем не отличаются от требований к их обычным аналогам. Светильник для подсветки растений, как правило, состоит из нескольких отрезков, которые включаются в параллель. Можно соединить два отрезка последовательно, то есть один за другим. В результате всё равно получится параллельное соединение, так как вся светодиодная лента разделена на группы из 3 излучающих диодов и резистора, подключенных параллельно. Вообще, конструкция светильника из отрезков фитоленты зависит от нескольких факторов:
- площади, которую нужно освещать;
- угла излучения каждого кристалла;
- расстояния между отрезками;
- вида растений.
В домашних условиях общая длина led-ленты, используемой в подсветке, редко превышает 5 метров. Поэтому для её подключения подойдёт блок питания открытого типа с запасом мощности около 20%. Для изменения яркости можно установить регулируемый источник питания или дополнить схему диммером.
Практическое применение подсветки на базе светодиодной фитоленты в большей мере ориентировано на выращивание цветов и рассады овощей. Для профессионального ухода за редкими комнатными растениями и овощными культурами на протяжении всего года рекомендуется делать дополнительное освещение на мощных фитолампах.
Как рассчитать длину спектра света
Чтобы выбрать правильно светодиодную ленту, нужно учитывать длину спектра света, которая имеет определенные показатели. Под такой длиной имеется в виду количество цветов света в ленте, каждый из которых влияет на рост саженцев.
Считается, что для домашних теплиц нужна досветка 3 цветов – синего, красного и зеленого. Синий воздействует на синтез хлорофилла ростка, поглощается с наибольшей интенсивностью при длине световой волны от 445 нМ до 660 нМ. На таком же расстоянии поглощается зеленый свет, который влияет на процесс фотосинтеза. Поглощение красного света с наибольшей интенсивностью отмечается только на расстоянии от 660 нМ. Красный свет светодиодной фитолампы влияет на фотоморфогенез растения.
При расчете длины ленты и расстояния ее размещения в домашней теплице, нужно в первую очередь учитывать эти показатели. Для обеспечения полноценного протекания этих процессов у растений нужно приобрести ленты, в которой красного света в 4-5 раз больше чем синего. Исключение одного из перечисленных цветов не сможет создать неполноценное освещение. Рассада вырастет слабой, снизится качество урожая.
Обычно производитель указывает на ленте пик ее интенсивности, но это не всегда соответствует реальным свойствам ленты. Поэтому при изготовлении такого освещения, нужно следить за состоянием рассады и если нужно, то доработать конструкцию.
Фитосветодиодные ленты, используемые для комнатных растений
При посадке новых растений, возможно, использовать все те же советы, касающиеся рассады. Но, в период уже полного формирования растения правильнее и практичнее будет использовать фитосветодиодные ленты, имеющие полный спектр, похожий на солнечный свет. Они более приемлемы для растений.
Но, тут следует учитывать годичные циклы комнатных растений, а также их видовые особенности касательно длины светового дня. Потому что многие из них, например, зимой, нуждаются в фазе покоя, когда нет нужды в дополнительном освещении. А некоторым и вовсе полезно его отсутствие.
Существует довольно несложный метод определения его необходимости. Включить освещение. Если стало намного светлее, то можно его оставить. Если особо ничего не изменилось, то дополнительное освещение не требуется для ваших цветов и рассады.
В тоже время следует отметить важность светодиодной подсветки ленты как элемента декора комнаты. Ее использование будет нести как практическую, так и эстетическую функцию
Угол освещения каждого из диодов 70–120 градусов, поэтому она может быть использована на бедно освещенных участках комнаты естественным светом, при так называемых северных расположениях комнат. Крайне красиво данная подсветка будет выглядеть в квартирах в стиле лофт или хай-тек.
Работа с осветительной продукцией
Светодиодные ленты, при правильной работе с ними, позволяют быстро и своими руками сделать для домашнего сада или овощных культур в горшочках оптимальный тип подсветки и добиться необходимого результата – получения вкусных и крупных плодов или цветения.
Вариант светодиодной подсветки домашних «грядок»
Но для этого вам нужно будет либо собрать светильник своими руками, что займет достаточно времени, либо же просто самостоятельно прикрепить покупную модель. Второй вариант является более рациональным, так как при использовании влагозащитных лент, даже обильный полив домашнего сада или огорода не сможет негативным образом повлиять на работоспособность осветительного изделия. Поэтому здесь нет необходимости прятать светодиодную ленту за корпусом светильника.
Сама установка ленты представляет собой понятный и простой процесс, который сводиться к выполнению следующих манипуляций:
- место (нижняя часть полок, подоконника и т.д.), на которое будет крепиться светодиодная лента, должно быть очищено от жира и грязи. Для этого его нужно промыть влажной тряпкой и мылом;
- после того, как поверхность была хорошо вымыта, ее насухо протираем чистой сухой тряпкой;
- затем с нижней стороны ленты снимаем защитное покрытие, которое производитель наклеил поверх самоклеящейся основы;
Самоклеящаяся основа изделия
- далее, не сильно нажимая на ленту, нужно разместить ее вдоль поверхности. При наличии искривлений хода прорезиненной основы led-продукции, нужно аккуратно ее подправить;
- когда полученный результат вас удовлетворил, аккуратно прижимаем изделие к поверхности.
Наклеенная на поверхность лента
Еще одним плюсом в данной ситуации будет то, что такая продукция продается катушками по пять метров. Поэтому, купив одну катушку, вы сможете подсветить несколько полок. Светодиодная лента можно нарезаться на кусочки любой длины. Но при этом необходимо помнить, что разрезать нужно только в специально обозначенных для этого местах.
Место разреза на ленте
После того, как лента была установлена или нарезана на кусочки, подключаем к ней блок питания путем припаивания проводов.
Блок питания для ленты
Он присоединяется путем припаивания проводов к ленте в месте ее контактных площадок. Они имеются с двух сторон от линии разреза. После этого вам только останется проверить работоспособность самодельной подсветки и поставить под нее растительность.
Спектры светового потока
При выборе ламп для подсветки рассады важно учитывать спектральный состав света. Активное развитие сеянцев возможно при наличии комплекса спектров
Нет бесполезных составляющих частей спектра. Если нет возможности обеспечить весь диапазон, то преобладание необходимых должно быть.
Красный спектр важен с момента посева семян. Под его воздействием семена прорастают быстрее. По мере развития сеянцев световые волны этого спектра стимулируют рост вверх.
Синий и фиолетовый спектры активизируют фотосинтез, ускоряют деление клеток, стебель растет плотным, толстым. Если растение получает недостаточно синего света, оно вытягивается в сторону источника света, замедляется рост.
Желтый и зеленый спектры не оказывают ощутимого влияния, играют балансирующую роль, предотвращая избыток главных спектральных составляющих света.
1 верная формула для расчета количества фитоламп для досвечивания рассады своими руками
Посмотрите на картинке график, отображающий рост под влиянием разного спектра:
Именно поэтому перед началом сборки подходящей фитолампы, надо подобрать верный спектр.
Красный используют для цветков, что уже скоро начнут цвести. Его нужно обеспечить тем растениям, что начинают вырастать из рассады. Синий свет способствует росту клеток. Растения, перенасыщенные им, в длину больше не вырастут. Поэтому желательно применять смесь фиолетового и синего.
Жёлтый и зелёный свет необязательные, но определенную пользу всё равно могут принести растениям. Варьировать количество таких цветов необходимо, отталкиваясь от своей цели. Довольно сложно посчитать правильное количество светодиодов, поскольку имеется разнообразная энергия квантов, но можно подобрать соотношение цветов в грубом варианте.
Если нужно обеспечить общее воздействие световых лучей на цветок, тогда следует выбрать следующие соотношения: четыре или шесть красных, и один синий. Чтобы обеспечить стимуляцию роста, красных нужно поубавить — достаточно только четырех, а также можно добавить один синий цвет, либо просто обойтись только синим. Чтобы растения лучше плодоносили, соотношение лучше увеличить: шесть к одному, или только красный цвет. Для расчёта нужного количества ламп, используют формулу: P=L×H×B×K/S.
Расшифровка букв:
- P — мощность света всех собранных ламп, В.
- L — длина площади, которую нужно осветить при помощи ламп, M.
- H — ширина освещаемой площади, М.
- B — потребность в освещении. Используют минимальное значение в 8000Лк.
Если узнать мощность фитолампы, указываемую на ленте, измерить легко всю площадь освещения. А узнав потребность в освещении рассчитывается количество ламп.