Как сделать фитолампу для растений своими руками

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.

К выбору комплектующих для осветительной системы нужно подходить медленно и с умом. Главное, научиться видеть, как зеленые питомцы будут реагировать на изменения, и постараться им угодить, тогда и они в долгу не останутся.

Как сделать фитолампу и что для этого понадобится?

Для изготовления фитолампы своими руками понадобятся:

• светодиоды со специальным спектром излучения;
• источник питания;
• система охлаждения;
• корпус;
• вспомогательный материал и инструмент.

Чипы синих, красных и пурпурных фитосветодиодов встречаются в разных модификациях: в виде дискретных SMD-элементов или COB-матриц. Все они пригодны для изготовления светильника своими руками. Проще всего делать подсветку из готовой светодиодной ленты для растений, разрезав её на несколько отрезков. Сложнее – из отдельных SMD чипов или COB-матриц, для которых потребуется правильный расчёт радиатора.

Источник питания для светодиодов и матриц представляет собой драйвер со стабилизированным постоянным током на выходе, а для светодиодных лент – это источник напряжения +12В соответствующей мощности.

Пассивная система охлаждения является обязательным элементом светильника для растений. Она отвечает за соответствие оптических характеристик излучающих диодов в течение всего срока службы. О форме, размерах и материалах для изготовления радиатора рассказано в отдельной статье. В большинстве самодельных светильников радиатор одновременно является корпусом.

Кроме перечисленных светодиодов, в качестве источников света можно использовать фитодиоды, изготовленные по технологии УСКИ (универсальное сине-красное излучение). Они имеют уникальный спектр излучения, полученный за счёт особого состава люминофора. В данном случае люминофор выполняет функцию избирательного фильтра, пропуская волны преимущественно в синем, красном диапазоне, а также незначительную часть жёлтого и зелёного света. При этом синяя область имеет ширину 380–480 нм с небольшим переходом в ультрафиолет и пиком на длине волны 445 нм. Красная область намного шире, захватывает оранжевый и инфракрасный спектр, доля которых достигает 50%. Общая ширина красного излучения примерно составляет 570–770 нм с максимумом на 640–660 нм.

Благодаря расширенной спектральной характеристике, светодиоды УСКИ идеальны в конструировании ламп для растений своими руками. Светильник на их основе обеспечит растение полным циклом роста: от вегетативного развития до созревания плодов и может применяться для подсветки растений с крайне низкой долей солнечного воздействия.

Применение фитоленты

Чтобы сконструировать простой светодиодный светильник для растений, понадобится фитолента с блоком питания и недорогие детали для корпуса, в качестве которых можно использовать подручный материал. Светильник может иметь любую форму и размер, благодаря гибкости и возможности резать ленту на отрезки, кратные 5 см, а клейкое основание позволяет монтировать её на любую гладкую поверхность.

Оптимальным материалом для корпуса станет тонкая алюминиевая (в крайнем случае, жестяная) пластина, которая послужит прекрасным отводом тепла для светоизлучающих чипов ленты. В углах пластины нужно сделать крепёжные отверстия. Вся конструкция подвешивается на двух декоративных цепочках, которые цепляются за крюки-саморезы, вкрученные в стену. Переставляя звенья цепи можно регулировать высоту.

Мощная фитолампа с цоколем Е27 своими руками

Сделать эффективную и экономичную подсветку для рассады своими руками можно из нескольких светодиодных ламп, которые собирают из отдельных компонентов.

• пластиковый корпус и разборный металлический цоколь Е27;
• алюминиевый радиатор с саморезами;
• плата под smd-светодиоды;
• линзы с углом рассеивания 90° и держатель для них.

Отдельно приобретают синие и красные smd led, драйвер подходящей мощности, легкоплавкий припой и термопасту. Сборку начинают с монтажа светодиодов на плату при помощи фена и паяльника, разогретого до температуры 280°C. После этого к плате припаивают провода от драйвера и кратковременным включением проверяют схему на работоспособность. Убедившись в свечении всех чипов, переходят к сборке корпуса.

В местах контакта платы с радиатором наносят тонкий слой термопасты и прижимают их саморезами. Над всеми светодиодами устанавливают линзы, которые фиксируют держателем с винтами. Внутри пластикового корпуса размещают драйвер, выходные провода которого припаивают к плате, а входные прижимают к центральной и боковой части цоколя.

Одна такая фитолампа способна обеспечить полноценный досвет в вечернее время нескольким комнатным цветкам или рассаде, высаженной на площади до 0,25 м2.

1 верная формула для расчета количества фитоламп для досвечивания рассады своими руками

Посмотрите на картинке график, отображающий рост под влиянием разного спектра:

График роста от светового 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:

1. P — мощность света всех собранных ламп, В.
2. L — длина площади, которую нужно осветить при помощи ламп, M.
3. H — ширина освещаемой площади, М.
4. 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.

Топ 4 ошибки при самостоятельной сборке фитосветильника

Сделать светодиодную лампу для растений своими руками несложно. Но всегда есть нюансы, о которых следует помнить, начиная со стадии проектирования. Перечислим основные ошибки, которые свойственны начинающим растениеводам:

Покупка дешёвых светодиодов. Каким бы хорошим ни был светильник, если в нём установлены светодиоды низкого качества, то результирующая эффективность будет крайне низкой. У фитосветодиода есть два основных параметра – это световой поток и спектр излучения, измерить которые без специальных приборов невозможно. Этим активно пользуются китайские производители, выдавая обычные синие и красные led за высококачественный продукт. Попасться на подделку очень легко, так как продавцы привлекают потенциальных покупателей всяческими заманчивыми предложениями, скидками и акциями.

Неправильный расчёт системы охлаждения. Эта распространённая ошибка для многих радиолюбителей, в том числе собирающих своими руками светодиодные светильники

Неважно, какой тип охлаждения выбран: пассивный или активный – радиатор должен быть всегда. Тем не менее, в китайских фитолампах мощностью более 20 Вт нередко можно встретить вентилятор, установленный непосредственно на тыльную сторону платы со светодиодами. Такое решение не обеспечивает отвод тепла должным образом

Любая система охлаждения должна состоять из:

Такое решение не обеспечивает отвод тепла должным образом. Любая система охлаждения должна состоять из:

• радиатора, способного равномерно рассеивать тепло от чипов;
• термопасты, улучшающей контакт радиатора с подложкой;
• блока защиты для отключения фитолампы при аварийном останове вентилятора.

Низкое качество сборки и комплектующих. С целью удешевления конструкции многие китайские фирмы используют некачественные детали при сборке светодиодных фитоламп. Не стоит ориентироваться на их изделия и пытаться что-либо скопировать. Все комплектующие должны быть надёжно скреплены между собой и иметь определённый запас прочности. Кроме этого корпус светильника не должен препятствовать естественной конвекции воздуха.

Нестабильность выходных параметров источника питания. Подать на светодиод номинальный и, главное, стабильный ток – значит гарантировать продолжительную работу всего светильника. Поэтому экономить на драйвере нельзя. Изготовить драйвер для небольшой светодиодной фитолампы для растений своими руками можно на основе LM317. При этом выходная модность драйвера должна быть в 1,2-1,5 раза больше мощности потребления светодиода.

Какая лампа лучше?

Поскольку в России зима, осень и весна достаточно холодные, то необходима фитолампа для растений, чтобы поддерживать их жизнедеятельность.

Разумеется, такая замена солнца не совсем равноценна, но, по крайней мере, необходимый минимум света будет обеспечен, а при должном желании даже больше.

Хорошо, что сейчас есть множество различных технологий, благодаря которым не нужно много думать о том, как сделать жизнь растений лучше и комфортнее.

Порой даже своими руками можно сделать что-то стоящее для теплолюбивых цветов, что поможет им пережить зиму и осень.

Однако перед тем как выбрать фитолампу или сделать ее своими руками, необходимо разобраться с тем, что будет лучше.

Зачастую некоторые хозяева думают, что можно обойтись и обычной лампой, но это не очень хороший вариант по той причине, что в них недостаточно света. Кроме того, обычные лампы сильно нагреваются и могут даже обжечь нежные листья растения.

Фото:

Лучший вариант для таких целей – это фитолампа для растений в виде светодиодов. Во-первых, у них оптимальный спектр освещения, при этом приборы не нагреваются.

Существуют монохромные светодиодные лампы, которые способные одновременно поддерживать рост (синий цвет), цветение (красный цвет) и совмещать эти два качества (фиолетовый или пурпурный цвет).

Все эти цвета имеют достаточно узкий диапазон, который делает светодиодные лампы более эффективными и наиболее полезными для растений.

Светодиоды представляют собой 220-вольтные ленты, которые нужно подключать через электронный усилитель (инвентор). Обычно в таком усилителе от 12 до 24 вольт.

Основной принцип подключения достаточно прост – нужно учесть плотность светодиодов на один метр длины ленты, монохромность светодиодов и особенности подачи света (RGB). Иногда такие светодиодные лампы применяют для оформления автомобиля своими руками.

Но чтобы сделать все качественно, необходимо помнить, что лампу надо выключать, т. к. долгое освещение для растений тоже вредно. Оптимально будет включать светильник на 12 – 14 часов в сутки.

Кроме того, следует помнить, что чем ближе светильник к растению, тем выше его эффективность – очень высоко подвешивать не надо.

Чтобы растениям было максимально комфортно, можно сделать на светильник матовый экран, т. к. такое освещение быстрее усваивается.

Не следует отчаиваться, если не нашлось синих светодиодов или пурпурных, можно использовать желтые или зеленые, они тоже полезны, только свет от таких ламп больше отражается от растений.

Виды фитоламп

Советуем к прочтению другие наши статьи

• Особенности и характеристики газовых генераторов

• Сдача квартиры через агентство: удобство и преимущества

• Особенности готовых средств для дезинфекции

• Каланхоэ (Kalanchoe) описание, фото

Существует несколько видов фитоламп

У каждого вида свои качества, отличия, нюансы, о которых важно знать еще до приобретения и использования

Фото натриевой газоразрядной лампы (ДНАТ)

Натриевые газоразрядные лампы (ДНАТ). Такие лампы используются для растений в теплицах, что специализируются на выращивании рассады и огородных культур. Они бывают базовыми (свет распространяется во все стороны) и с зеркальным напылением (направленный поток света). Такие фитолампы экономичны, служат долго, работают при температуре -60…+40 градусов. В то же время они имеют желто-зеленый свет, быстро нагреваются (в теплицах это небезопасно), нуждаются в специальных светильниках, плохо передают цвета. Время разогрева лампы до 10 минут. В колбе лампочки имеются пары ртути, поэтому утилизация затрудняется.

Важно!
Фитолампа натриевого газоразрядного типа не подходит для домашней эксплуатации. Ее используют только в больших, высоких теплицах специализированного типа.. Фото металлогалогенной лампы (МГЛ) для растений

Фото металлогалогенной лампы (МГЛ) для растений

• Металлогалогенные (МГЛ) – это разновидность газоразрядной лампы. В колбе такой лампочки содержатся пары галогена. Им необходим специальный светильник с прочным защитным стеклом. Такие лампы относятся к наиболее дорогостоящим, нуждаются в стабильном напряжении, имеют высокое давление в колбе (могут взрываться), включаются на полную мощность через 7 минут. В то же время металлогалогенные лампы отличаются высокой светоотдачей, дают 2 года свечения (непрерывного). Есть такие лампы разных спектров свечения, что упрощает использование для растений.

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  

• Ртутная газоразрядная фитолампа (ДРЛФ) может использоваться в любом светильнике. Она имеет зеркальное напыление, поэтому свет направлен в определенное место. Свет дает яркий, энергии расходует мало, долгий срок эксплуатации. Что до главных проблем этой фитолампы, то это требовательность к напряжению, разогревание в течение 3 минут, искажение цветов.

Важно!
Если ртутная газоразрядная лампа гаснет, до повторного включения необходимо выдерживать 15-20 минут.

Фото люминесцентной фитолампы

• Люминесцентные лампы – это также разновидность газоразрядных ламп. Они используются преимущественно в быту. Для подсветки растений выбираются именно фитолампы этого типа, те что имеют нужный спектр цветов. Стоимость у этих лампочек невысокая, они экономичные, бывают с разным спектром цветов и особо не нагреваются во время свечения (безопасные). Что до недостатков, то нужно учитывать, что такие лампы имеют низкую степень свечения, могут утомлять глаза (использование в теплицах затруднительно), отказываются работать при температуре ниже +5 градусов.

• Светодиодные фитолампы в последнее время стали доступными и отличаются дешевизной. Они бывают разных спектров излучения, так что при покупке нужно выбирать именно те, что нужны для растений (с обозначением «фито»). С такой лампой легко работать и собирать светильник, при желании можно компоновать светодиоды под любые нужды. Потребление энергии низкое, работать эти лампы могут и при сниженном напряжении. Срок эксплуатации длительный. Сразу после включения могут работать на всю мощность. Главный недостаток в том, что длительность работы светодиодов зависит от качества кристаллов. К тому же нельзя чтобы они нагревались более чем до +40 градусов.

Как видно, существует множество разновидностей фитоламп. У них существенные отличия, особенности использования, работы. Так что при выборе стоит взвешивать все «за» и «против».

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:

1. Ф – световой поток, измеряется в люменах (лм).
2. E – освещенность, необходимая для выращиваемого вида растения, измеряется в люксах (лк).
3. S – площадь освещения, м².
4. 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:

1. Очистить и обезжирить поверхность пластины/профиля;
2. Обезжирить заднюю сторону светодиода;
3. Нанести термоклей ровным слоем по всей площади основания светодиода.
4. 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.

RGBW и RGBWW светодиодные ленты

Для достижения лучшего качества белого цвета цветной светодиодной лентой помимо трехцветных светодиодов на ленты стали устанавливать дополнительные белые светодиоды, который управлялись по отдельному каналу. Такие светодиодные ленты маркируются как RGBW. Белый светодиод в таких лентах имеет цветовую температуру порядка 6000К. Причем остается возможность включения белого света путем комбинации всех цветов или отдельным каналом белыми светодиодами.

Белые светодиоды могут устанавливаться поочередно с RGB светодиодами, но для достижения лучшего качества чаще всего такие ленты имеют два ряда светодиодов, один RGB, другой белые светодиоды 5050. В последнее время на ленты RGBW все чаще стали устанавливать новые светодиоды, на которых помимо трех цветных кристаллов имеется и кристалл белого светодиода.

Но на этом не остановились, и добавили еще один светодиод с теплым белым светом с цветовой температурой в пределах 2900K. Такую светодиодную ленту маркируют RGBWW. Самый простой способ реализации заключается в установке помимо отдельного холодного белого светодиода еще одного теплого белого светодиода. Сейчас встречаются даже комбинированные белые светодиоды, способные излучать как белый, так и теплый белый свет, и комбинированные светодиоды с пятью кристаллами.

Применение белого и теплого белого светодиода позволяет более точно установить требуемый оттенок белого света, и к тому же получить его большую яркость.

Что такое RGB светодиодная лент?

RGB светодиодная лента – это светодиодная лента на основе гибкой печатной платы, на которой установлены трехцветные (цветные) RGB светодиоды, благодаря которым светодиодная лента может испускать практически любой цвет и оттенок.

Чем отличаются RGB светодиодные ленты от обычных светодиодных лент?

RGB светодиодные ленты отличаются от обычных монохромных LED лент установленными светодиодами, методом подключения и управления, а также возможностью в любое время включать любой оттенок цвета. Для их подключения и управления цветом требуется установка специального управляющего драйвера.

Где используются RGB светодиодные ленты?

RGB светодиодные ленты могут использоваться наравне с обычными монохромными светодиодными лентами, имея при этом ряд преимуществ перед ними. Но в большинстве случаев RGB LED ленты применяются для декоративной подсветки в помещениях.

Что такое RGBW и RGBWW светодиодные ленты?

RGBW и RGBWW светодиодные ленты – это все те же RGB светодиодные ленты, но с некоторыми модификациями. В RGBW светодиодных лентах имеется дополнительные белые светодиоды с цветовой температурой около 6000К, которые управляются по отдельному каналу. RGBWW светодиодные ленты помимо белого холодного светодиода имеют еще и теплый белый светодиоды с цветовой температурой около 2900К.

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