Ростовский огород
Назад

Как сделать фитолампу своими руками для растений в доме по требованиям науки — 3 способа

Опубликовано: 26.04.2020
Время на чтение: 14 мин
0
3

Выбор спектра фитоламп

При недостатке естественного света растения излишне вытягиваются, истончаются, им не хватает сил для формирования завязи и обильной зелени. Но не все искусственное освещение одинаково поглощается рассадой. Спектр излучения обычной лампы накаливания находится, преимущественно, в области инфракрасного диапазона. Причем, большая часть энергии уходит на выработку тепла.

Чтобы достичь такого сочетания, фитолампы оснащены светодиодами с разным свечением.

Сегодня выпускают:

  • двухцветные или биколорные (синий и красный цвет);
  • многоцветные ( белый и ультрафиолетовый).

В некоторых моделях ламп возможна регулировка соотношения излучения и отключения лишних элементов подсветки. На упаковке фитолампы должно быть указание ее пиков спектрального свечения в красном и синем луче.

Наиболее продуктивной длинной волны считается в среднем:

  • для красного спектра 635 нм;
  • для синего – 450 нм.

Для наглядности на упаковке с лампой для рассады размещена спектрограмма. По ней можно без труда сориентироваться имеет ли спектр фитолампы нужный диапазон для ускорения роста растений или нет. Если данные пиков на спектрограмме не совпадают с оптимальной длинной более чем на 10 нм., то такая лампа будет малоэффективна.

Многоцветные фитолампы не рекомендуются для постоянного применения в комнатах, где есть регулярное присутствие людей. Так как ультрафиолетовое свечение может негативно сказаться на зрении и кожных покровах.

Как фотосинтез влияет на развитие растений: кратко

В процессе фотосинтеза образуются углеводы из неорганических веществ под действием энергии солнечного облучения. Из них формируются органические клетки.

Процесс протекает по химической формуле при последовательном чередовании двух фаз:

  1. световой, когда из воды выделяется кислород и водород;
  2. темновой — происходит поглощение углекислого газа с образованием углеводов.

Для своего развития растения нуждаются в обеих фазах, но действие спектра естественного солнечного света в зимний период очень короткое.

Поэтому при выращивании рассады дополнительная подсветка искусственными источниками благоприятно сказывается на ее развитии.

Важно представлять, что спектр излучения и его мощность необходимо подбирать оптимально, ведь современные электрические лампы создаются большим ассортиментом с различными техническими характеристиками.

Их параметры следует тщательно анализировать под все этапы развития рассады, учитывать влияние спектра.

Цвет лампы Влияние на рост и развитие
Красный (Red) Ускоряет развитие семян, формирование ростков, улучшает цветение, способствует
образованию завязи.
Оранжевый (Orange) Обеспечивает лучшее плодоношение.
Желтый (Yellow) и зеленый (Green) Оказывают влияние на рост.
Фиолетовый (Purple) и синий (Blue) Стимулируют развитие корней, ускоряют фазу цветения
Ультрафиолет (Ultraviolet) В небольших количествах ограничивает избыточный рост, но его повышенные дозы вызывают ожоги листьев и стеблей.

Расчет мощности для фитоламп

Сразу разграничим задачи светильника. Он может использоваться для:

  1. досветки, когда рассада развивается на подоконнике, в теплице, зимнем саду и получает всю порцию дневного освещения, а с наступлением сумерек досвечивается полезным спектром биколорных ламп (два цвета — красный и синий);
  2. или постоянного освещения (режим светокультуры).

Во втором случае во время начала вегетации применяют биколорные лампы, а дальнейший рост ведут на источниках мультиспектра (full spectrum). Этот вариант предусматривает развитие растений в изолированных отсеках (гроубоксы и гроутенты) вдали от окна.

Его сейчас опустим и сосредоточим основное внимание на первой задаче.

При ее решении нам вначале потребуется определить величину необходимой энергии для проведения фотосинтеза (ватты на м кв), а по ней подбирать фитолампы, которые оцениваются потреблением электрической мощности в ваттах, сопровождаемые повышенными потерями энергии.

В тепличных хозяйствах с большими площадями посадок для досветки растений массово применяют дуговые натриевые лампы трубчатых конструкций ДНаТ, ДНаЗ (с зеркальным отражателем) и ДриЗ (ртутная металлогалогенная, зеркальная), а также люминесцентные источники.

На основе опыта их применения выработаны нормативы минимального уровня освещения для растения: 6-7 килолюкс (клк). Во время зимнего периода и ранней весной их увеличивают.

При этом надо добиться удельной мощности освещения из расчета 50-100 ватт на метр квадратный. Ее обеспечивают изменением расстояния от светильника до рассады.

Для источников мощностью 1000 ватт свет относят на 80-100 сантиметров, 600 — 60÷80, а 400 — 40÷60 см. Гарантированный урожай выращивается при 10÷12 клк, но не более 20.

Онлайн калькулятор освещения растений

Этот доступный способ призван облегчить расчет параметров осветительных приборов. Используйте его.

О пользе рефлектора

Как сделать фитолампу своими руками для растений в доме по требованиям науки — 3 способа

Применение экрана позволяет целенаправленно распределять световой поток с максимальной пользой для растений. Лучшими отражателями работают зеркала и алюминиевая фольга.

Даже простое расположение стаканчиков с рассадой на фольге позволяет улучшить ее освещение снизу за счет эффекта отражения в любое время.

Как рассчитывается количество ламп: простой способ

Нам известна площадь, которую будет занимать рассада и зона освещения от одной лампы.

По этим данным потребуется так разместить круги от всех светильников, чтобы они полностью перекрыли растения без наличия зазоров, обеспечив всю их площадь постоянным освещением.

Этот графический метод позволяет избавиться от сложных математических формул.

7 этапов расчета осветительной системы

Краткий алгоритм создания проекта освещения следующий:

  1. Определить требуемый уровень освещенности в ваттах ФАР на 1 м кв площади.
  2. Выяснить габариты участка, потребного в освещении.
  3. Рассчитать величины освещенности площади, занимаемой растениями.
  4. Определить количество ватт ФАР, которое должен обеспечивать источник.
  5. Подсчитать величину мощности ламп для осуществления оптимальной фотосинтетически активной радиации.
  6. Определить потребное количество ламп.
  7. Составить схемы размещения светильников.
Предлагаем ознакомиться  Птица Голубь - описание, виды, уход и содержание, разведение

Растения

Выращивание рассады в домашних условиях значительно улучшают самодельные конструкции.

Для их изготовления потребуется приобрести:

  • светодиоды в необходимом количестве с определенными световыми характеристиками;
  • источник питания: драйвер или блок питания;
  • основание для их крепления, одновременно выполняющее функцию радиатора охлаждения;
  • соединительные провода.

Какие выбрать светодиоды для освещения рассады

Ассортимент Led диодов довольно большой. Исходя из бюджета можно приобрести:

  1. модули, специально предназначенные для работы в фитолампах (Full Spectrum Led (полный спектр). Их конструкция удобна в монтаже, обладает возможностями регулирования силы излучения и частоты спектра, но стоит дорого;
  2. мощные диоды высокой яркости определенного цвета, относящиеся к средней ценовой категории. Их потребуется монтировать на радиаторы охлаждения;
  3. маломощные светодиоды, которые придется устанавливать плотно и большим количеством, что сильно затруднит монтаж, да и общую конструкцию.

Количество светодиодов и их расположение потребуется рассчитать, чтобы обеспечить оптимальной ФАР для роста рассады, исходя из расстояния до нее 25÷40 см.

Особенности выбора схемы питания

Световые характеристики Led модуля сильно зависят от величины тока, протекающего через него и требуют стабилизации входных параметров.

Фотосинтез

В то же время цветовой спектр и яркость свечения в различные периоды вегетации требуется корректировать. Такими возможностями обладают драйверы для фитоламп.

Они позволяют пропускать стабильный ток через диоды длительное время и при необходимости подстраивать его величину.

Более экономным решением является использование простых блоков питания, которые удовлетворительно справляются со стабилизацией светового потока. А для изменения цветов придется использовать дополнительный блок, благо сделать его своими руками не сложно.

При выборе драйвера или блоков питания важно соблюсти следующие условия:

  1. обычно соотношения синего и красного цветов приходится подбирать в пропорции 1:2. Она же должна сохраняться у источников питания;
  2. мощность драйвера или БП должна иметь запас и превышать нагрузку лед диодов на 20% в максимальном режиме эксплуатации.

Как сделать корпус с системой радиаторов

Спектр солнечного света

В качестве каркаса для размещения диодов можно использовать различные металлические конструкции:

  • специальные алюминиевые профили с ребрами охлаждения;
  • каркас из жести от крышки старой люминесцентной лампы;
  • алюминиевый профиль или уголок;
  • другие подобные детали и подручные материалы.

Размеры корпуса выбираются под габариты освещаемой площади с рассадой. Популярностью у самодельщиков пользуются алюминиевые П-образные швеллера.

Они позволяют создавать эффективное естественное охлаждение за счет размещения светодиодов на средней части с направлением их света вниз, а боковые стороны ориентируют вверх для отвода температуры в окружающую среду.

Если состыковать два таких профиля боковой стороной, то Ш-образная форма позволит создать сразу два ряда светильников. Для защиты их от механических нагрузок достаточно смонтировать снизу ограничительные петли из проволоки, которые одновременно станут служить ножками подставки.

Сразу предусмотрите способ вывешивания фитолампы и ее регулировку по высоте над рассадой. Это проще наладить на металлическом каркасе до монтажа и пайки элементов схемы.

В целях безопасности исключите возможность прикосновения человека к радиатору при включенном питании. На нем может оказаться опасный потенциал.

Последовательность монтажа светодиодов

Каждый Led модуль необходимо:

  1. проверить на исправность;
  2. закрепить стационарно на спланированное место корпуса;
  3. подключить к схеме питания:
  4. проверить в работе.

Как проверить исправность светодиода

Целостность полупроводникового перехода оценивается любым мультиметром или тестером. Достаточно перевести его в режим прозвонки либо омметра. При одной полярности подключения щупов он откроется и пропустит ток, а при другой — заблокирует его прохождение.

Когда тока нет или он протекает в обе стороны — это явный признак повреждения.

Режим проверки диодов на некоторых моделях мультиметров позволяет замерять напряжение открытия полупроводникового перехода.

У многоцветных диодов необходимо по отдельности оценить исправность цепи каждого спектра.

Большое количество светодиодов удобнее проверять источником напряжения постоянного тока с дополнительным резистором, например, батарейкой с лампочкой. Только предварительно ограничьте нагрузку через полупроводниковый переход, чтобы не спалить его.

Способы установки светодиодов на профиле

Мощные и яркие полупроводники закрепляют непосредственно на алюминиевый радиатор для улучшения отвода с них тепла. Их сразу ориентируют с учетом полярности, что облегчит дальнейший монтаж, упростит пайку проводов.

Модули, снабженные отверстиями для крепления, фиксируют винтами или саморезами. Для этого их необходимо разметить на радиаторе по шаблону и высверлить отверстия.

Учитываем, что термопаста улучшает теплосъем с полупроводника. Наносим ее на контактируемые поверхности.

Альтернативой этому методу является термоклей, который наносится по периметру диода, а в центре предварительно промазывается тонкий слой термопасты.

Склеиваемые поверхности необходимо заранее обезжирить.

2 схемы подключения диодов

Все полупроводники подключаются последовательно к источнику тока количеством, зависящим от его электрических характеристик. Параллельно им собирается цепочка токоограничивающего резистора.

Его номинал не сложно рассчитать по формулам шпаргалки электрика.

При необходимости цепочки таких светодиодов и резисторов можно объединять и запитывать по параллельной схеме от одного мощного источника.

Способы безопасной пайки

Полупроводниковый переход легко перегреть и повредить. Поэтому пайку следует выполнять аккуратно паяльником с мощностью до 25 ватт.

Для соединения годится обычный свинцово-оловянный припой, а в качестве флюса вполне подходит канифоль

Предлагаем ознакомиться  Настойка на хрене на самогоне хреновуха на самогоне секреты приготовления, рецепты, советы и особенности

Не пользуйтесь кислотами, они со временем разрушат электрический контакт.

Для принудительного охлаждения можно сзади поставить кулер и дополнительно подключить его к тому же или отдельному блоку питания.

Это второй доступный способ изготовления светильника своими руками.

Спектр лампы накаливания

Его светотехнические характеристики подбирают и рассчитывают тоже по указанной выше методике, а сам монтаж осуществляется еще проще. Однако, следует учесть, что его лучше делать для досветки рассады, а не полного цикла ее выращивания.

В состав такой фитолампы входят:

  • алюминиевый профиль, который одновременно служит радиатором охлаждения;
  • светодиодная лента специальной конструкции;
  • блок питания.

На алюминиевое основание наклеивается led лента. Она уже имеет заводскую клейкую основу. Если ей не доверяете, то воспользуйтесь суперклеем. Запасной вариант — пластиковые стяжки. Их же можно применить при ремонте.

Светодиодную ленту следует выбирать по создаваемому спектру и мощности излучения. Оптимальный вариант расположения диодов: один синий, 4 красных и снова 1 синий с дальнейшим последовательным чередованием.

Но в отдельных случаях можно поэкспериментировать. Выбор их конструкций в интернет магазинах довольно большой. К ним в комплекте поставляется готовый блок питания, хотя в большинстве случаев его можно приобрести отдельно.

Что надо знать об искусственных источниках света, используемых для выращивания растений

Вначале посмотрим на характеристики естественного освещения, которые примем за образец.

Показываю результаты практического эксперимента. Замер длин волн солнечного света проводился спектрофотометром в полдень ясной летней погоды и показал следующую картинку.

Освещенность поверхности

По оси абсцисс этого графика представлена длина волны в нанометрах, а ординат — мощность в ваттах на квадратный метр облучаемой площади. Здесь присутствуют все цвета от ультрафиолета до инфракрасного, которые активно поглощают растения для своего роста.

Особенно им нужен спектр:

  • ультрафиолета (380-410 нм);
  • синий (445-460 нм);
  • красный (630-660 нм);
  • инфракрасный (690-730 нм).

Другие спектры растения не используют.

Хороший фотосинтез у рассады происходит при создании лампами подсветки оптимального излучения. При этом энергия солнечных лучей, а также воды и углекислого газа преобразуются в органические вещества — зеленую массу.

Нам достаточно взять этот тест за основу для проектирования будущих самоделок.

Цветовая температура лампы накаливания

Показываю результаты четырех экспериментов, выполненные тем же спектрофотометром Ocean Optics STS-VIS искусственных светильников с нитью накаливания, светодиодами, Filament и компактной люминесцентной лампочкой (КЛЛ).

Спектр от одной лампы накаливания мощностью 75 ватт на расстоянии 50 см от нее выглядит следующим образом.

Хорошо заметно, что он сильно сдвинут в сторону красных тонов на пределе 630-660 нанометров, а оттенков синего и зеленого цвета очень мало.

Лампа накаливания обладает малой мощностью светового излучения и характеризуется повышенным выделением тепла. Освещенность от нее достигла 380 люкс.

Для справки напоминаю соотношения между люксом и люменом.

Цветовая температура лампы накаливания составила 2700 градусов Кельвина и лежит в области теплого белого цвета, CRI=91.

Ее удобно сравнить со светодиодными источниками.

Спектр от светодиодной лампы обычного белого цвета 12 ватт

Здесь цветовой спектр и отношение передачи энергии имеют другую картину, индекс цветопередачи достиг 63.

Цветовая температура лампы составляет 3500 градусов, а освещенность в люксах —1110, что почти в три раза больше, чем у светильников с нитью накаливания.

Просто подсказываю, что цветопередача солнечного света (индекс CRI) в ясный день приравнивается к 100 единицам, а все остальные источники сравниваются с ней и подразделяются на шесть характеристик.

Спектр от энергосберегающей компактной люминесцентной лампы на 15 ватт марки HLICT3

Это аналог по мощности 75 ватной лампочки Ильича. Она показала 415 люкс яркости, мощность излучения 1,3 ватта на квадратный метр площади, цветовую температуру почти 6500 градусов по Кельвину.

Цветопередача составила 82 единицы, что чуть выше чем у светодиодного аналога, но спектр холодный белый.

При сравнении результатов помним, что светодиоды испускают свет строго по одному направлению, а остальные источники — равномерно во все стороны.

Это необходимо обязательно учитывать при проектировании фито светильника.

Спектр от лампы Филамент с мощностью 8 ватт

Освещенность Filament составила 95 люкс, мощность излучения 0,3 ватта на квадратный метр, цветопередача 2700 градусов К, CRI 75 единиц.

Сделанные замеры спектрофотометром позволяют сделать вывод, что ни один тип столь популярных источников подсветки не создает оптимальное освещение для выращивания растений.

Однако, даже в этом случае досветка ими играет положительную роль, улучшая рост рассады.

Важная светотехническая справка

Растения потребляют световую энергию диапазона 400÷700 нм. Свет этого участка сокращенно называют ФАР (Фотосинтетически активная радиация).

Его энергия измеряется в ваттах и характеризуется величиной, необходимой для прохождения фотосинтеза. Это не характеристика источника света, а потребность рассады в световой энергии.

Биологи учитывают ее распространение фотонами и измеряют их количество в микромолях, бомбардирующих 1 метр квадратный площади. Она обозначатся ФФП ФАР (Фотосинтетический фотонный поток).

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.

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.

Предлагаем ознакомиться  Грецкие орехи (можно заменить на миндаль, фундук или кедровые): пошаговые рецепты с фото

Секреты такой подсветки хорошо объясняет владелец видеоролика «Садовый гид». Ознакомьтесь.

Если перепутаете полярность, то свечения не будет и провода потребуется поменять местами.

В качестве источника напряжения можно использовать блок от компьютера, ноутбука или другой импульсный для питания электронной техники. Просто смотрите, чтобы у него были соответствующие выходные характеристики и запас мощности.

Если у вас имеется неисправный блок питания, то учтите, что его не так уж сложно отремонтировать своими руками в домашних условиях.

Светодиодные лампы и ленты являются самыми экономичными источниками, они меньше всего выделяют тепла, обладают лучшей световой отдачей.

Поэтому светильники из них можно располагать близко к рассаде. Они не станут ее обжигать.

Владелец видеоролика «Практичный огород» довольно просто объясняет, как сделать фитолампу своими руками для растений.

Цветовая температура

Рекомендую посмотреть и учесть его опыт. Напоминаю, что вы можете задать свои вопросы в комментариях, а еще лучше будет для моих читателей, если поделитесь своими практическими наработками. Ведь они будут полезны другим людям.

В фитолампах с диодными элементами освещения общий радиус охвата облучения составляет 110–130˚. При этом наиболее продуктивным считается рассеивание в радиусе 70–90˚. Если расположить лампу слишком высоко от растений, она будет их освещать, но эффективность по периферии будет значительно меньше в среднем в 1,5–2 раза.

Расчет мощности для фитоламп

Мф – мощность фактическая.

Кс – количество светодиодов.

Мн – мощность номинальная (максимальная, указанная производителем).

Тип растения Рекомендуемая мощность
Рассада овощей, зеленые салаты, зелень: петрушка, лук-батун, укроп, кинза. 50–80 Вт/м²
Плоды овощей в период созревания: помидоры, перцы, огурцы. 100–170 Вт/м²
Корнеплоды: лук репчатый, морковь, свекла, редис. 50100 Вт/м²
 

Ягоды в период созревания

150–200 Вт/м²
Декоративные растения в период цветения 100–150 Вт/м²

Мт – мощность требуемая.

Пз – площадь засадки.

Мр – мощность рекомендуемая (берем из таблицы выше).

Для чего нужны линзы

Когда рассада вытягивается в высоту, лампу приходится перевешивать выше. При этом излучение удаляется от основания растений, и облучение становится более рассеянным. Чтобы сконцентрировать излучение в определенном месте применяют сужающие линзы.  Они сокращают угол рассеивания и направляют концентрированный пучок волн.

Если ваш линейный светильник регулируется по высоте от рассады, то достаточно стандартного рассеивателя в 60˚. Если установка светильника стационарная 70–100 см. от растений, то интенсивность излучения регулируется заменой рассеивателей (линз).  Начинайте с линз 15˚, на каждые 10 см. роста рассады, прибавляйте по 15˚ к углу рассеивания.

Высота растений Угол облучения
0 – 5 см. 15˚
10 – 15 см. 30˚
20 – 25 см. 45˚
30 – 35 см. 60˚
40 – 45 см. 90˚

Рейтинг: ТОП–8 лучших

https://www.youtube.com/watch?v=B3DJTSjYv0k

Чтобы не ошибиться при покупке осветителя для растений мы составили топ – марок по отзывам пользователей:

  1. Биколорная фитолампа линейная Grow Panel (красный синий свет). Имеет квадратный корпус 30 х 30 см защищенный от высокой влажности. Общее количество излучателей 225 шт. Может применяться в крупных теплицах – площадь охвата 10 м². Закрепляется на подвесах с регулировкой высоты.
  2. LADDER-60 – линейный облучатель для рассады на светодиодах . Размер 60 х 10 см. Устанавливается как в комнате, так и в стационарных парниках. Применяется в качестве самостоятельного осветительного элемента без дополнительных излучателей. Крепится устройство на подвесах и регулируется по высоте. Площадь охвата 1 м². Облучатель оборудован защитой от попадания влаги в корпус.
  3. Биколорная фитопанель 5630N. Размер 50 х 10 см. Лампа оснащена 36 светодиодными элементами синего и красного спектра, мощностью 18 Вт. Обеспечивает охват площади до 1 м². Осветитель имеет полимерную защиту от повышенной влажности. Расположение панели регулируется по высоте тросами – держателями. Применяется для комнатных растений в период цветения или в небольших парниках для овощных культур.
  4. Минифермер биколор. Имеет стандартный цоколь и встроенные линзы с углом 60˚. Универсальная лампа для комнатного размещения. Имеет эффективный спектр для разных периодов развития рассады: формирование корневой системы, набор зеленой массы, цветение, созревание плодов. Рекомендуется обеспечить принудительный обдув элементов облучения. Срок службы до 3-х лет.
  5. Фитолампа «Здоровья клад». Многоцветная лампа обеспечивает полный диапазон свечения с пиковыми показателями длины волн красного и синего цвета 640 и 450 нм. Если нет естественного освещения площадь облучения до 0,5 м². Гибкая подводка позволяет изменять угол наклона и высоту светильника. Мощность устройства 16 вт. Применяется для поддержания растений при цветении и выращивания рассады в доме.
  6. Ярче свет ФИТО WST-05 – универсальная лампа с возможностью выбора варианта облучения и типа установки. Имеет два независимых световых излучателя красного и синего спектра. На разных этапах развития растений можно отключать тот или иной диапазон подсветки. Крепление возможно на подвеске либо на упорах. Может устанавливаться в комнате или в небольшом парнике как единственный или дополнительный источник света.
  7. «Солнце – дар FITO Д – 10». Биколорная лампа размером 62 х 15 см. имеет полимерный чехол, который защищает от высокой влажности и загрязнений. Линзы позволяют размещать устройство на высоте до полуметра от рассады. Имеет сниженное энергопотребление. Крепиться фитолампа на металлические подвесы в комнате или парнике.
  8. Flora Lamp. Круглый светодиод с обычным цоколем, который устанавливается в любой патрон. Больше применяется для поддержания роста рассады 5–15 см. или низкорастущих культур. Имеет оптимальное сочетание синего и красного спектра. Применяется для восстановления растений после пересадки, поддержания во время цветения и созревания плодов. Устанавливается в квартире или небольшом парнике. Охват излучения до 0,5 м².
,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector