Делаем светодиодную фитолампу самостоятельно — пошаговое руководство

Делаем светодиодную фитолампу самостоятельно — пошаговое руководство

Обязательное условие развития растений — освещение достаточной для реакции фотосинтеза интенсивности. В статье мы развенчаем мифы о фитолампах заводского изготовления как лучшем и единственном источнике света, подходящем для выращивания рассады или досвечивания взрослых растений. Вы узнаете, как изготавливается фитолампа своими руками из светодиодов, и что для этого понадобится.

Особенности фитоламп

Навязчивая реклама утверждает, что только фитолампы способны дать растению нужный свет, оперируя доводами про спектр, приближенный к солнечному (полному спектру), или, напротив, обещая растению только правильный свет. Так ли это — давайте разбираться.

Значение света для реакции фотосинтеза

Фотосинтез — совокупность химических процессов, протекающих в надземной части растений, в результате которых энергия солнца при реакции с водой и углекислым газом преобразуется в органическое вещество. Результат реакций для огородника виден на каждом этапе развития: от появления всходов до созревания плодов. Русский учёный Климент Аркадьевич Тимирязев опытным путём доказал, что скорость протекания фотосинтеза зависит от спектрального состава лучей, освещающих растение. Именно Тимирязев выяснил длину волн (спектр), которые растение усваивает лучше всего.

Фото: © samopal.pro
Фото: © samopal.pro

Поясним:

  1. Фотоморфогенез — совокупность химических процессов, под воздействием которых активизируются проклёвывание семян, рост корневой системы, зелёной массы, цветение, вызревание плодов и семян.
  2. Хлорофилл – зелёный пигмент, содержащийся в растениях, без выработки которого фотосинтез не происходит. Пигмент бывает двух видов: А и В, каждому из них нужен различный свет.
Фото: © studfiles.net
Фото: © studfiles.net

Сравнивая эти два графика, мы понимаем: растения хорошо растут при освещении волнами длиной 415-460 и 630-670 нм.

Параметры спектра освещения допускают разброс, а не равняются точно 445 и 660 нм, как этого «требует» реклама фитоламп. Это миф, навязываемый производителями для удорожания оборудования.

Светодиоды и другие типы источников света трудно настроить на точную длину волн, максимально приближенную к «растительным». Такое оборудование не производится массово, соответственно, цена на него выше, чем на обычные лампочки. На самом деле, главное преимущество специализированного осветительного оборудования не в «единственно верном» спектре излучения, а в экономии электроэнергии. Ведь большая часть излучаемого спектра фитосветильников приходится на «нужный» диапазон волн.

Преимущества фитосветильников

Назначение бытовых приборов — увеличение продолжительности светлого времени суток. Продолжительность светового дня зимой и ранней весной мала для фотосинтеза и морфогенеза. Растения в помещении вытягиваются, чтобы получить дополнительную порцию света. Стебли истончаются, корни не развиваются должным образом, на цветах не завязываются бутоны.

Освещённые дополнительным светом растения активно развиваются на подоконнике, в парниках и теплицах.

Обратите внимание! Экономичность фитоламп достигается за счёт излучения в необходимом для растений диапазоне волн, при этом не расходуется электроэнергия на выработку волн в неэффективной его части.

Спектральный диапазон лампы накаливания по большей части находится в инфракрасном участке, свет которого не участвует в реакциях фотосинтеза и фотоморфогенеза. Большая часть электричества (примерно 95%) тратится на выработку тепла, поэтому такие лампочки для подсветки бесполезны.

Виды фитоламп

По особенностям конструкции и принципам работы различают фитолампы:

  • натриевые дуговые;
  • люминесцентные;
  • индукционные;
  • светодиодные.

Натриевые

Натриевые светильники для квартир и малогабаритных теплиц подходят мало. Яркий слепящий свет ДНаТ светильников (дуговые натриевые) распространяется во все стороны. Колбы ламп ДНаЗ покрыты изнутри зеркальным экраном, но и они кроме грядок осветят всё пространство вокруг растений. Каждый м² грядок должен освещаться лампами мощностью 100 Вт.

Среди преимуществ натриевых ламп выделяют: высокий коэффициент полезного действия, длительный срок работы, светоотдачу — 130-150 лм/вт. Излучение металлогалогенных ламп смещено в инфракрасную зону, поэтому они в большей степени подходят цветам, овощам в стадии образования бутонов и созревания плодов.

При выращивании зелени такие светильники должны обладать мощностью до 200 Вт/м2, что резко снижает рентабельность производства. Огороднику для освещения теплицы металлогалогенными лампами остаётся только правильно выбрать место под верхним каркасом и подключить электропитание, установив дифференциальный автомат и выключатель.

Фото: © megaogorod.com
Фото: © megaogorod.com

Индукционные

Светильники с индукционными лампами — современный тип осветительных приборов. Принцип их работы и конструкция колбы похожи на люминесцентные лампы, но внутри отсутствуют недолговечные электроды. Ресурс индукционной лампы 15-18 лет при ежедневной 10-ти часовой работе.

Светоотдача во время использования не снижается, как у люминесцентных ламп, так как в конструкции отсутствуют электроды. Преимуществом индукционных светильников является продолжительный срок службы, низкая рабочая температура, которая позволяет устанавливать лампу на небольшом удалении от растений, увеличив тем самым интенсивность полезного освещения, подходящего растениям в любой период вегетации.

Главным недостатком считают малую мощность, которой не хватает для теплиц, но для цветов  и рассады на подоконнике это отличный вариант. Лампа подключается через пускорегулирующую аппаратуру непосредственно к сети 220 В через отдельный выключатель.

Фото: коллаж © Восадули.ру
Фото: коллаж © Восадули.ру

Люминесцентные светильники

Этот вид знаком всем огородникам. Газоразрядные лампы используются для досвечивания рассады. В спектре излучаемых волн в умеренных дозах присутствует ультрафиолет, что благотворно отражается на темпах роста корневой системы. Для взрослых растений в стандартные светодиодные светильники устанавливают лампы типа Flora, продвигаемые на рынке под брендами Camelion Bio и Osram Fluora. Лампы, впрочем, не лишены недостатков:

  • фиолетово-розовое свечение оказывает негативное влияние на зрение человека, поэтому пребывание в помещениях с включённой лампы небезопасно;
  • затруднённое включение в неотапливаемых теплицах, если в них выращиваются холодостойкие культуры типа лука или редиса;
  • дороже люминесцентных ламп в 6-8 раз.
Фото: © 3.bp.blogspot.com
Фото: © 3.bp.blogspot.com

Светодиодные фитолампы

В последнее время приобретают популярность светодиодные фитолампы для растений. Спрос обеспечивается потребительскими свойствами:

  • резкое удешевление при увеличении производства;
  • достигающий 50000 часов срок службы устройства;
  • низкое потребление электроэнергии;
  • свечение в любом диапазоне спектра;
  • цоколь Е27 подходит для монтажа лампы в обычный патрон;
  • отсутствие в излучении вредного для растения ультрафиолета и инфракрасного излучения;
  • регулируемая сила свечения.

Рассаду, выращиваемую в помещениях, удобно подсвечивать RGB LED-лампами Е27. RGB — сокращение, полученное от первых букв слов red, green, blue, обозначающие в переводе с английского красный, зелёный и голубой цвета. Оттенок свечения программируется контроллером в цоколе, а управляется лампа переносным пультом. Бра с RGB лампочкой может освещать растения красным и синим цветом, а при появлении в помещении людей прибор можно перевести в режим свечения тёплым или холодным белым светом.

Фото: © i.ytimg.com
Фото: © i.ytimg.com

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:

  1. Применение в светильниках дешёвых полупроводниковых светодиодов с заниженной мощностью. В итоге вместо 50 заявленных лампа выдаёт 25-35 Ватт.
  2. Установка ограничивающих ток резисторов, что увеличивает срок службы светодиодов, но снижает интенсивность испускаемого света.
  3. Питание «слабых» светодиодов повышенным током ускоряет процесс выгорания люминофора и снижает срок использования светильника.
  4. 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.

Изготавливаем своими руками

Фитолампа своими руками из светодиодов может быть изготовлена тремя способами:

  • из совмещённых на одной плате светодиодов и блока питания;
  • из светодиодной ленты, запитываемой от драйвера;
  • из отдельных светодиодов и отдельного блока питания.

Необходимые материалы

Для изготовления  светодиодной лампы понадобятся:

  • маломощный (20-25 Вт) паяльник;
  • дрель;
  • отвертки;
  • флюс, припой, термопаста.

Светильник с общей платой

Интегрированные матрицы, где на одной плате установлены светодиоды и блок питания, идеально подходят, чтобы сделать своими руками  фитолампу для растений. В интернет-магазинах можно подобрать матрицу мощностью до 200 Вт, размещённую на алюминиевых теплоотводах разных размеров. Такие изделия можно установить в «сгоревшие» прожекторы.

Новую матрицу обязательно устанавливают с использованием термопасты, которая эффективно отводит тепло от светодиода к корпусу прожектора. Цена сборки светодиод-драйвер для подключения к сети 220В варьируется от 100 до 300 рублей в зависимости от мощности приобретаемого оборудования. Рабочая температура светодиодов, при которых они служат безотказно — 70°С. При работе в диапазоне 85°С-100°С ресурс снижается в 5-10 раз. Эффективный теплоотвод — главное условие работы любых светодиодов.

Подсветка из светодиодной ленты

Материалы для фитолампы из светодиодной ленты продают в любом магазине, торгующим осветительной техникой. Понадобятся:

  • трёхцветная светодиодная лента RGB или отрезки синей и красной ленты в соотношении 1×3 (для рассады) или 1×4 для цветов и взрослых растений;
  • драйвер для ленты на 12 В или 24 В;
  • алюминиевый профиль.

Сколько электроэнергии потребляет лента всегда указано производителем на упаковке. Для удобства покупателя этот параметр применяется для отрезка ленты длиной 1 м.

Фото: © images.by.prom.st
Фото: © images.by.prom.st

Следовательно, если указано 4,8 Вт/м, то это и будет потребляемая мощность. Чаще всего в продаже встречаются изделия с номиналом 4,8, 7,2, 9,6, 14, 18 Вт/м. Расчет блока питания, который подойдёт для изготовления самодельной светодиодной лампы проводят путём сложения мощностей всей приобретённой ленты.

Важно! Драйвер выбирают с запасом по мощности 15-20%. В этом случае останется возможность подключить дополнительный отрезок ленты. Больший запас по мощности приводит к снижению КПД схемы и лишним затратам на электричество.

Светодиодная лента имеет липкий слой для крепления. Мощные изделия лучше дополнительно укрепить специальным клеем. В противном случае при нагревании лента отделится от основания.

При изготовлении фитолампы для рассады и цветов ленту можно приклеить к любому основанию, даже оконному стеклу, но лучше приобрести специальный профиль с рассеивателем. Таким образом получают конструктивно оформленное изделие, обеспечивающее защиту ленты от попадания влаги. Процесс сборки фитолампы для растений прост:

  • приклеиваем ленту в профиль;
  • припаиваем выводы драйвера к клеммам на ленте;
  • закрепляем короб в нужном месте;
  • закрываем крышку-рассеиватель;
  • включает блок питания в сеть.

Фитолампы из светодиодов

Собрать лампу из отдельных светодиодов под силу человеку, имеющему профильное образование. При изготовлении нужно будет изучить:

  1. Виды светодиодов, которые различаются напряжением питания. Например, красный светодиод 3 Вт потребует напряжения 2,6 В, а синий запитывается от 3,2 В – 3,6 В.
  2. Питающие токи для каждого типа светодиодов. Даже незначительное превышение приводит к выходу полупроводникового элемента из строя.
  3. Типы светодиодов по светоотдаче или световому потоку.
  4. Виды и расчёт радиаторов охлаждения. Работа с превышением по температуре на 10°С сокращает до 80% срок службы.
  5. Правила обращения с измерительными приборами (вольтметр, амперметр), необходимыми для правильной настройки схемы.
  6. Правила пайки светодиодов: время контакта, максимальная температура, виды припоев.

Как видно, самодельные фитолампы из светодиодов потребуют при изготовлении знаний и умений, которыми обладает не каждый огородник.

Фото: © i.ytimg.com
Фото: © i.ytimg.com

Мы советуем попробовать изготовить фитосветильник для комнатных растений из светодиодной ленты или из старого прожектора для теплиц и парников. Подробное изучение темы светодиодного освещения позволит читателю самостоятельно сделать освещение для выращивания зелени и овощей в осенний и весенний период в теплице. Самодельные приборы подойдут именно для ваших условий, сберегая при этом деньги на покупку заводских фитоламп и экономя финансы на оплату электричества.

Полезный материал?
Жми сердечко! my-svg
my-svg
0
Комментарии 0
my-svg my-svg
Загрузка...