Jsme největší eshop s akvaristikou v ČR a SK!
Expedujeme ihneddoprava zdarmasklad v OpavěDokážeme poradit

Průvodce pro snadné pochopení LED osvětlení

V kategorii: Osvětlení

administrator - 28/04/2013

LED osvětlení je v současné době velice oblíbené, a tak je neméně důležitým i mezi akvaristy. Ať už se jedná o hustě osázené akvárium nebo nádrž s pár rybkami, kvalitní světlo je samozřejmostí. V akvaristickém osvětlení se už prostřídaly CFL, PLL, halogeny, T5tky, T8čky, T12ky ale momentálně se zdá být jako nejlepší osvětlení LED. Pojďme se tedy podívat na některé jejich klady a zápory.


 


Výhody:


- velmi nízká spotřeba elektrické energie


- vysoký výkon osvětlení


- výdrž komponentů


- dlouhodobě ekonomicky výhodné


- velmi malé rozměry


- nejnovější technologie


- vlnová délka osvětlení lze upravit dle potřeby výrobcem


 


Nevýhody:


- vysoké počáteční náklady


- další náklady pro údržbu komponentů LED osvětlení


- křehkost, je nutné si dát pozor při instalaci


 


A jak všichni dobře víme, musíme mít hodně dobrý důvod, abychom začali s něčím novým :-)


 


PAR


Před začátkem diskuze o LED bych Vám chtěl vysvětlit zásadní věc v osvětlení. Nazývá se PAR, což je zkratka pro fotosynteticky aktivní záření.


Měření probíhalo v našich nádržích a měřili jsme ve Watt/galon.


Pozn. galón je cca 3.8 l


Pojďme tedy jen předpokládat, že máme dvě nádrže o stejném objemu 10 galónů, ale jejich výška se liší. Jedno je vysoké 14" (palec je zhruba 2,5 cm) a druhé 9". Položíme li světlo ve stejné výšce nad obě nádrže, bude množství dopadajícího světla na dno stejné?


Rozhodně ne. Pojďme teď tedy diskutovat o PAR trochu podrobněji.


Intenzita osvětlení může být měřena v luxech, což je intenzita, kterou vnímá lidské oko. Nebo může být měřena v jednotkách PAR, což je naopak intenzita, kterou vnímají rostliny. PAR je zkratkou pro "fotosynteticky aktivní radiaci" - což je světlo, které používá rostlina k fotosyntéze (fotosyntéza je chemická přeměna, při níž zjednodušeně rostlina mění světlo na energii). Jednotka PAR je počet dopadajících mikromolů fotonů (foton = nejmenší částice světla) na 1 m2 za sekundu. Takže 1 PAR je jedna miliontina z mol fotonů dopadajících na 1 m2 každou sekundu.


Nebojte se, není to zase tak složité. Naše oči vidí žlutou a zelenou část světelného spektra, což znamená, že naše oči jsou citlivé na žlutou a zelenou barvu. Rostliny jsou zase citlivé na červenou a modrou, takže absorbují největší množství světla právě z těchto odstínů a zároveň jsou méně citlivé na zelnou a žlutou. To je důvod, proč většinu rostlin vidíme zelených a žlutých (ostatní barvy totiž více pohlcují, než tyto dvě zmíněné).


 


Jak měřit PAR? Na trhu je mnoho měřících zařízení, které Vám PAR zjistí, stačí se jen podívat na ebay. Hodnota PAR se snižuje s rostoucí vzdáleností od zdroje světla. To znamená, že čím blíže světlo dáte, tím větší bude hodnota PAR a naopak.


Asi se ptáte, kolik je potřeba přibližně PAR na 4 wat/galon , ale na to se nedá s přesností odpověď. Nicméně se můžeme řídit touto jednoduchou příručkou:


 


10-30 mikromolů PAR - slabé světlo


30-50 mikromolů PAR -  střední osvětlení


50 a výše silné osvětlení


 



 


Tento obrázek to vysvětluje velmi dobře. Podívejte se na žluto-zelenou barvu (500-600 nm), tady můžeme vidět nejnižší body na grafu. Pamatujte si, že to neznamená, že by rostliny toto barevné spektrum nepřijímaly, ale jen jej nepohltí tolik jako ostatní. Oproti modré, fialové a červené je to ovšem malé množství. Červené spektrum je bohužel vhodné především pro růst řas, takže se nám do akvária nehodí. Z toho vyplývá, že pro naše účely poslouží tyto barevné části světelného spektra:


- světle červená


- zelená


- žlutá


- tmavě modrá (důležitá)


- fialová (důležitá)


Můžete svítit i červeným světelným spektrem, pak však ale musíte do akvária správně doplňovat CO2 a neméně důležité je také správně hnojit.


 


LED


Nyní pojďme hovořit o LED. Znovu připomenu, že tento článek řeší základní problematiku LED, takže nic odborného zde nehledejte. Určitě nebudu zacházet ani hluboko do světa polovodičů, takže se nemusíte bát a můžete číst dál.


LED diody jsou velmi malé světla. Mají pozitivní i negativní pól. Jak už jsem napsal, jsou malé a proto jsou připájené na drát. Z tohoto důvodu výrobci LED diody montují do takzvaných hvězd. Díky toho mají výrobci dost místa pro pájení na dráty a pro chladiče. Velikost hvězdy je obecně něco kolo 20 mm. Na fotografiích níže Vám vše ukážu.


 


Toto je LED:


Led dioda


 


Nyní se pojďme podívat, jak vypadá taková hvězda:


LED hvězda 


 


A když výrobce namontuje LED, tak to vypadá takto:


 LED hvězda finální


 


Fotografie výše ukazuje, jak finálně taková LED vypadá.


 


Kolik LED je potřeba pro mou nádrž?


Když vybíráme LED osvětlení pro naši nádrž, tak první myšlenka je, jak silné LED osvětlení potřebujeme. Jednoduché pravidlo říká:


Počet LEDek, které potřebujeme = plocha Vaši nádrže / 22.


Řekněme tedy, že když má Vaše nádrž rozměry 24"x12"x12" [DxŠxV], tak je plocha vaší nádrže 24" x 12" = 288 čtverečních palců.


Nyní když použijeme naše pravidlo, zjistíme, že potřebujeme použít 288/12 = cca 13 LED diod.


 


Jaké odstíny osvětlení potřebuji?


Bílé LED diody se prodávají ve třech barevných odstínech:


- Cool White (Teplota barvy - 6500K)


- Neutral (Teplota barvy - 5000K)


- Warm White (Teplota barvy - 3500K)


Nenechte se zmást vlnovou délkou a teplotou barvy. Vlnová délka se měří v nanometrech (nm) a teplota barvy v Kelvinech (K).


 


Pro osázené nádrže se obecně preferuje Cool white odstín. Pokud ale máte akvárium primárně určené pro ryby a zejména terčovce, pak sáhněte po Warm white. Tento odstín je nažloutlý a tak ryby pod osvětlením mají krásnou barvu (je to podobné jako u Hitachi trubic).


Jak jsme zmínili už výše, je pro nás ideální aby světelné spektrum obsahovalo světle červenou, zelenou, žlutou a vysoce modrou a fialovou.


Takže napodobit ideální podmínky se nám může podařit s chladným bílým odstínem. Jako například s Royal Blue, které mají vlnovou délku od 465 nm do 485 nm.


 


Parametry Cree XP-E Royal Blue:


Parametry Cree XP-E Royal Blue:


 


Nebo můžeme zvolit Violet LED, které mají vlnovou délku od 410 nm do 420 nm.


LED s vlnovou délku od 410 nm do 420 nm


 


Nyní se pojďme podívat na světelné spektrum PAR  některých kombinací LED diod:


 


Cool White + Warm White ve srovnání s Cool White + Neutral White má omnoho nižší množství modré a fialové.


 


Nyní se pojďme podívat na kombinaci Cool White + Warm White + Royal Blue. Modrá a fialová barva na grafu je vysoko nad ostatními odstíny, žlutou, zelenou a zejména červenou.


 


Teď už konečně víte, které světelné spektrum je pro Vaši nádrž to nejlepší! A jak asi správně tipujete, tak je to poslední obrázek s grafem. Můžeme vidět vysoko se tyčící odstíny modré a fialové, zatímco červená, která způsobuje růst řas se drží na minimálních hodnotách. Takže určitě volte kombinaci Cool White + Warm White + Royal Blue. Teď už se podíváme, jak správně takové LED osvětlení postavit.


 


Jak postavit LED osvětlení


Budeme potřebovat:


- chladič


- LED


- LED optiku


- Ovladač napájení (adaptér)


- Ventilátor pro chlazení (nepovinné)


- Stmívač osvětlení (nepovinné)


- drát


- pájecí kabel


- páječku


- tepelné lepidlo, nebo pastu


- 2AA baterie pro otestování LED


 


Chladič


Pro dlouhodobé svícení budeme potřebovat nějaký chladič osvětlení. Jeden takový můžete vidět níže.


 LED chladič


 LED chladič hliníkový


Chladiče mají žebra, které díky svému velkému obsahu plochy dokáždou LEDky dostatečně chladit. Tyto chladiče se obvykle vyrábí z hliníku nebo jsou momentálně také "IN" i různé slitiny (viz. černý chladič).


 


Existují 2 způsoby jak takový chladič k LED připevnit


Tepelné lepidlo - fevi kwik (značka výrobku) - Stačí kápnout na chladič a připevnit k LED. Tohle řešení je ale bohužel trvalé a v případě poruchy nebudete moci LED vyměnit.


Šrouby a teplovodivá pasta - Nejprve vyvrtejte otvory na chladiči. Na zadní stranu LED dejte pastu a pak přišroubujte k chladiči. Musíme LEDku připevnit tak, aby se všechno teplo z ní odvádělo do chladiče. Všechny vzduchové bubliny, které se do spojů dostanou, můžou znamenat, že se LED přehřeje.


Někdo se může zeptat, jestli toto chlazení bude stačit a není zapotřebí ještě k osvětlení připevnit ventilátory. To můžeme zjistit snadno, pokud necháme světlo puštěné 2-3 hodiny a pak šáhneme na chladič a dokážeme tam prsty udržet, tak není zapotřebí ventilátor. V opačném případě ventilátor bude zapotřebí.


 


LED


I LED mají své vlastnosti. Tak jako kupujeme zářivky podle jejich výkonu, tak kupujeme i LED podle směru propustnosti a maximálního napětí. Například A Cree XT-E Royal Blue LED má napětí 3V, příkon 3W a maximální proud z adaptéru je 1500 mA. Z toho mužeme usoudit, že do LED můžeme pustit maximálně 1500 mA a když LED zapojíme do série, tak za každou LED uvidíme pokles napětí o 3V.


 


LED optika


Většina LED má úhel něco okolo 120 stupňů. Což znamená, že světlo z LED se šíří v kuželu o 120 stupních. Takže abychom správně soustředili světlo z LED na námi potřebnou pluchu, budeme potřebovat nějakou optiku. Optiky jsou obvykle pojmenovány podle koncentrace, do které jsou schopny světlo zaostřit - 20, 40, 60, 80 stupňů.


 


Adaptér napětí


LED diody pracují na stejnosměrném proudu. Takže musíme převést střídavý proud ze zásuvek, které máme doma na stejnosměrný. Adaptéry se určují podle maximálního proudu, které zvládnou a podle příkonu.


Například Inventronics 40w driver - 700mA. Jeho celkový výkon je 40W, takže s ním můžeme rozsvítit celkem 12x - 3W LED. Pro jistotu necháme 4W jako rezervu. 700mA je maximální možný proud. Můžeme použít 700mA adaptér pro rozsvícení, který má maximální povolený proud 1500mA, ale nejde to naopak.


 



 


Ovladač stmívání osvětlení


Stejně jako máme regulátory pro stropní ventilátory, tak můžeme do našich LED osvětlení přidat postupné stmívání světla. Chtěl bych upozornit, že se nejedná o potenciometry. Obecně se používají 10 Ohm stmívače.


Ale pokud zapojíme trochu fantazie (jakože ano :D ), tak existují i stmívače, které nám imitují západ slunce. Tyto regulátory Vám dovolí nastavit kdy a za jak dlouho se Vaše osvětlení ztlumí ze 100% na 0% a naopak. Na trhu je v současnosti více než dost regulátoru. Na jeden takový se můžete podívat v následujícím videu:





 


Dráty, kabely a páječky


Obvykle všichni ví jak se pájí a proto se zde o tomto nebudu více rozepisovat.


 


Jak nakonec podomácku vyrobené světlo dát dohromady a jak bude vypadat?


Všichni jste asi netrpělivě čekali na tuto otázku. Jelikož video řekne více než 1000 slov, tak Vás odkážu na video níže.





 


Většinu informací o LED jsem čerpal několik měsíců a tady je krátký výčet stránek, které mi pomohly (pozn. anglický psaný obsah)


•    http://www.plantedtank.net/forums/showthread.php?t=182365


•    http://www.plantedtank.net/forums/showthread.php?t=136519


•    http://www.plantedtank.net/forums/showthread.php?t=184368


•    https://www.youtube.com/user/ledgroupbuy


•    http://makersled.com/


•    http://www.ledgroupbuy.com/


•    http://www.rapidled.com/


 


Tento článek byl napsán za účel zasvěcení do základní problematiky LED osvětlení. Obsah je založen na tom, co jsem se dozvěděl z jiných zdrojů, proto pokud se něco pokazí, tak za to nejsem zodpovědný. Všechny odkazy, které mi k tomuto článku dopomohly jsou uvedeny výše. Všechny obrázky a fotografie součástek a grafů jsou použity z internetu.




Díky, že jste si tento článek přečetli, kdybyste měli nějaké připomínky a náměty, tak neváhejte napsat do fóra.


 


Přeloženo z: http://playsofrays.blogspot.in/2012/12/leds-made-easy.html


Přeložil: Administrátor




ceklis - 29/04/2013

skoda ze nepisu aky typ LED SMD


Sentinel - 29/04/2013

díky za další článek, .. při přečtení mě zaujaly dvě věci...

1. řasy rostou více pod červeným spektrem
Je to opravdu tak? myslím zda-li je to dokázáno, či je to jen spekulace.

2. číslo 22 při výpočtu množství diod.
Přece COB (chip on board) se dělají různé. takže by mi to dávalo smysl jen pro konkretní diodu. Netušíte jak na to přišli?


administrator - 29/04/2013

Myslím, že s tím červeným světelným spektrem by to mohla být pravda. Zkusil jsem pohledat něco na internetu. Sice toho moc není a je to napsáno tak trochu nepřímo, ale dočetl jsem se, že modrá, fialová a červená podporují fotosyntézu + navíc červená podporuje i jiný druh růstu.

[color=#006600]Celkem obsáhlá diskuze k tomuhle tématu byla například zde:[/color]
http://www.reefcentral.com/forums/showthread.php?t=744899

V poslední době jsem se o LED osvětlení začal celkem dost zajímat, protože se zdá, že je o mnoho lepší pro rostliny. Simuluje lépe sluneční paprsky. Chtěl bych proto časem sepsat i více článků na toto téma.

Nicméně ten výpočet LED zkusím ještě najít. Řekl bych ale, že to bude spíš myšleno tak, aby se světlo rozprostřelo rovnoměrně po celé ploše nádrže. Viz. že svítí kuželovitě o 120 stupních a lze upravovat LED optikou. :)


ceklis - 30/04/2013

podla toho clanku ja potrebujem okolo 1333 diod ratal som na moje 240L nasiel som LED trubice
1 LED trubica dlzka 120cm
288 ks SMD 3528

Celkový výkon: 18 W

Svietivosť: 1750 lm

to by som ich musel dat 5x
co je dost


dartanan - 30/04/2013

Asi si sa trochu preratal, povedal by som, ze trochu viac.
Velkost tvojho akva je 120 x 45 cm, cize v palcoch to bude 47.24 x 17.71 co dava 836,62 palcov stvrocovych.
Ked to vydelis 22 tak to vyjde 38 ks, a to je oproti 1333 velky rozdiel :@


ceklis - 01/05/2013

:@ aha ja som to ratal z tohto DxŠxV/22 38ks dost malo


dartanan - 01/05/2013

114 W je dost podla mna, a bude sa to aj dost hriat. Tie diody nebudu az tak drahe, drahsi bude skor adapter.


administrator - 01/05/2013

Ptal jsem se prodejců LED pásků a řekli mi, že není problém s LED svítit klidně 14 hodin pokud je pásek zasazený do nějaké lišty k tomu určené (cena okolo 700 Kč). Ta pak bez problému teplo odvádí.

Cena adaptérů/zdrojů pro LED se pohybuje mezi 150-600 Kč podle výkonu. Hlavní problém je, že nikde není jasně napsáno kolik je potřeba wattů na jeden litr. :o


Ardjuna - 01/05/2013

.


ceklis - 02/05/2013

aka je max vyska akvaria 50cm?tiez vyska zavesenie svetla?

cena tejto LED o vykene 9W cca 2e a netreba riesit ani adapter


makinen22 - 27/02/2017

Dobrý den, budu si dělat osvětlení z LED pásků a rád bych se zeptal kolik by mělo mit luminů při 60 litrech akvária. Děkuji