Как сделать светодиодную фитолампу в домашних условиях

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.

Сравнительный анализ фитоламп для растений
Люминес-центная	Ртутная	Металл-галогенная	Натриевая	Свето-дидная
КПД ФАР	20-22%	10-12%	16-28%	26-30%	99%
Cрок службы	10-15 тыс. часов	10-15 тыс. часов	6-10 тыс. часов	16-24 тыс. часов	50-100 тыс. часов
Средняя световая отдача	50-80 лм/Вт	45-55 лм/Вт	80-100 лм/Вт	до 150 лм/Вт	до 100 лм/Вт
Минусы, ограничения использования	Не годится для большой площади, не подходящий спектр для растений	Экономически невыгодна	Невысокий индекс цветопередачи	Невысокий индекс цветопередачи	Нет
Среднее потребление энергии	15-65 Вт/час	50-400 Вт/час	70-400 Вт/час	70-600 Вт/час	1 Вт/час на один диод или 15Вт на метр ленты
Коэффициент пульсации	22-70%	63-74%	30%	70%	Менее 1%
КПД	50-70%	50-70%	50-70%	50-70%	90%

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 см 2 (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.

Купить или сделать самому?

Что в итоге получилось по расходам? В 1400 рублей вошли светодиоды, драйвер и доставка почтой России. Алюминиевый порожек 0,9 – 160 рублей, суперклей – 20 руб., термопаста – была своя, 1,5 метровый шнур с вилкой – 70 руб. Итого – 1650 рублей.

Как видите, намного дешевле, чем покупные фитолампы.

И еще один маленький совет. Если вы хотите автоматизировать процесс досвечивания рассады, то рекомендую потратиться и прикупить еще электронный программируемый таймер.

Это позволит вам контролировать продолжительность работы фитосветильника и задавать интервалы между его включениями. У меня, например, лампа работает с 5 утра до 12 дня и с 16 до 21 часа, а 4 часа днем «светодиодное солнышко» отдыхает.

На следующий год планирую сделать специальный короб для выращивания рассады и оклеить его изнутри фольгированным материалом, чтобы ловить весь свет, такой бесценный и очень нужный для наших любимых растений.

В любом случае, какой бы вариант вы не использовали – с помощью обычных люминесцентных светильников или с помощью фитоламп – это намного лучше, чем не использовать досвечивание рассады вообще.

P.S. Сейчас фитолампу из данного урока сменил на обычную самодельную, с белым спектром свечения. В ней также используется 13 светодиодов, драйвер и алюминиевый профильный уголок 20×20 длиной чуть меньше ширины окна.

На этом все

Спасибо всем за внимание. Если остались вопросы – спрашивайте

C уважением, Антон Лапшин.

Автор блога GimpArt.Org — Антон Лапшин

За 10 лет обучил работе в фоторедакторе Gimp более 12000 пользователей, мои видео-уроки и мастер-классы на одноименном YouTube канале посмотрели более 1 400 000 раз!!!

Как пользоваться фитолампой

При использовании фитолампы следует придерживаться следующих правил:

• Лампу необходимо располагать над растениями, а не сбоку. В противном случае неокрепшие ростки будут тянуться к свету и искривляться.
• Необходимо как можно точнее рассчитать высоту установки лампы. Слишком близкое расстояние сожжет растение, а при излишне высоком положении свет будет рассеиваться.

При использовании фитолампы для рассады на подоконнике необходимо следить за ростками и своевременно корректировать высоту и интенсивность освещения. Здоровый вид саженцев будет свидетельствовать о том, что все необходимые параметры подобраны верно.

Лампу нельзя накрывать абажуром, отражателем или плафоном. Это может привести к перегреву и порче диодов. В закрытых парниках и гроубоксах необходимо установить дополнительный обдув излучателей.

На какую высоту вешать фитолампу

Рекомендуемое расстояние от лампы до рассады указывается производителем на упаковке устройства. Как правило, оно составляет 20-45см.

Для домашнего использования рекомендуется брать лампы с пониженной мощностью. Сильные устройства могут вызвать ожоги на листьях растений. Что бы понять, правильно ли рассчитана высота подвеса, необходимо подставить ладонь под источник света на уровне саженцев. Если в течение 30 секунд появляется чувство жара, то лампу нужно переместить повыше.

Сколько должна гореть фитолампа

До появления всходов семена можно освещать круглосуточно. После того как появятся первые побеги, подсветку фитолампой организуют в режиме день-ночь. Оптимальным считается режим:

в 6 утра включают лампу на 2,5-3 часа;

в течение дня подсветка за счет естественного дневного сна;

в 17 часов включают лампу до 22 часов.

Полезная информация

Дарья Воронцова

Садовод-любитель. Увлекается выращиванием различной зелени в домашних условиях.

Режим подсветки корректируют в зависимости от погоды за окном. В пасмурное и темное время фитолампу можно включить пораньше. В яркий солнечный день количество дополнительного освещения сокращают.

Режим освещения так же корректируют в зависимости от выращиваемой культуры. Для одних растений достаточно длины светового дня в 10-11 часов, другим нужно не менее 12.

Например:

• томаты – 14-16 часов;
• огурцы – 14-16 часов;
• капуста – 15 часов;
• перцы – 9-10 часов;
• баклажаны ­­­­– 8-10 часов;
• редис – 12-15 часов;
• сельдерей – 12-15 часов.

Если рассада выращивается на стеллажах в условиях ограниченного естественного света, то фитолампы включают с 7 утра до 20-22 часов вечера.

Если рассада выращивается на окне с солнечной стороны дома, то лампы включают только в пасмурную погоду.

Что нужно знать?

Раннее выращивание рассады томатов требует тщательной организации процесса. Ростки томатов не могут ожидать решения технических и прочих проблем.

1. Даже при наличии системы ламп для мини-огорода следует отдавать предпочтение окнам, ориентированным на юг. Никакая лампа не сможет заменить естественный свет.
2. Досвечивание необходимо продолжать вплоть до высаживания рассады на постоянное место, поэтому следует побеспокоиться о возможности регулировки расположения источника света по высоте.
3. Осветительную панель лучше располагать непосредственно над растениями.
4. Отражающие элементы (зеркала, экраны) оказывают более мягкое целенаправленное действие, чем прямые лучи.
5. Применение отражателя вдвойне оправдано, если для досвечивания включена фитолампа.
6. В качестве отражающих элементов можно использовать любую светлую поверхность, не обязательно зеркальную. Обычная бумага отлично отражает и рассеивает световые лучи.

Необходимость досвечивания определяется очень просто. Если глаз не определяет разницу освещенности, то подсветка пока не нужна.

Как пользоваться фитолампами в домашних условиях

Все растения на Земле приспособлены для жизни под солнцем. Солнце испускает весь спектр лучей (красный, оранжевый, желтый и т. д. – вспомните поговорку про охотника), то есть все видимые лучи. При этом, чтобы запустить процесс фотосинтеза и растения начали использовать эти лучи, растения должны быть облучены фотонами красного и синего спектра. На этом факте производители и выпускают фитолампы.

Сегодня производители предлагают 2 вида ламп:

• круглые – в виде диска со встроенными по всему диаметру светодиодами;
• линейные – в виде трубчатой лампы с элементами подсветки внутри.

Фитолампы излучают лучи в диапазоне необходимом для растения, не расходуя при этом энергию на выработку света в «ненужной» части спектра. В них преобладает красный и синий спектр лучей, как раз то, что необходимо растениям. Они удобны для освещения рассады, которая стоит на столе или подоконнике. Лучше использовать фитолампы со спектром Биколор, то есть с сочетанием красных и синих лучей, оно самое оптимальное для молодых растений. А спектр Флокс-2 достаточно белый, и он больше подойдет для комнатных растений.

Самый распространенный вариант фитоламп тот, который рассчитан под обычный патрон. Ее можно подвесить за пришепку к полке стеллажа, на крючок или кронштейн. Расстояние от лампы до растений не должно быть больше 70 см – 1 м. Чем выше поднимаем лампу, тем больше будет радиус освещения, но при этом концентрация света будет меньше. Фитолампу устанавливают так, чтобы все лучи от нее падали только на растения, и не убегали вниз, на пол. Хотя, если снять с лампы линзы, то радиус освещения с 60º увеличится до 120º, такую лампу можно подвесить уже выше.

Для освещения рассады на стеллажах такая лампа не годится. В таком случае лучше приобрести линейные лампы, в которых расположено до 24 светодиодов мощностью 50-75 v.

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.

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.

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.