Делаем светодиодную подсветку растений: расчет мощности, выбор ленты, расчет питания

Делаем светодиодную подсветку растений: расчет мощности, выбор ленты, расчет питания

Уменьшение естественной инсоляции зимой приводит к световому голоданию комнатных растений и снижению интенсивности фотосинтеза. Светодиодная подсветка для растений и цветов решает эту проблему, но нужно уметь ее подобрать. Разберем как выбрать светодиодную лампу для растений и сделаем ее своими руками.

При недостаточной освещённости тормозятся процессы фотосинтеза что неизбежно приводит к торможению роста. Стебли истончаются, вытягиваются в сторону основного источника освещения. В период обильного цветения недостаток освещения приводит к самовольному сбросу бутонов.

Содержание

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 см2 (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.

Важно. Решив использовать фитолампы, не покупайте формфактор типа «кукуруза». Большая часть излучения будет тратится впустую, даже при наличии рефлектора, снижая общую эффективность освещения.

Выбор формы светодиодной фитолампы

Для чего нужна подсветка комнатных растений

Подсветка для цветов в квартире — прекрасная возможность продлить солнечный день. Свет — основное условие для процесса фотосинтеза, который является питанием для растений. Листва содержит красящий пигмент — хлорофилл, который поглощает из атмосферы углекислый газ и воду и под воздействием солнечного ультрафиолета трансформирует их в кислород и углеводы. Они нужны для правильного роста и развития.

При недостаточном количестве света процесс начинает двигаться в обратном направлении, и цветок слабеет и гибнет. Для обеспечения достаточного питания, развития и роста побегов опытные цветоводы создают дополнительное освещение для комнатных растений .

Признаки нехватки света у растений

При недостаточном количестве света цветок начинает быстро менять внешний вид. Существует ряд признаков, по которым можно определить нехватку освещения, при этом полив, влажность и температура воздуха остаются неизменными.

Симптомы по листьям:

  • черенки листвы искривляются и вытягиваются в сторону любого источника света, который они стараются поймать;
  • следом за черенками искривляется стебель;
  • листья становятся тусклыми, насыщенность окраски уменьшается, иногда начинают осыпаться;
  • в некоторых случаях на поверхности листа появляются круглые пятна;
  • листовая пластина меняет форму, становится изогнутой, края ее могут завернуться;
  • стебель растения становится тонким и безжизненным, а оно само замедляет рост;
  • ряды листьев редеют, новые листья имеют меньший размер и формируются на большом расстоянии друг от друга;
  • нижняя листва отмирает.

Цветы также могут сигнализировать о том, что им не хватает освещения.

Симптомы по цветкам:

  • во время цветения образуется меньше соцветий;
  • бутоны могут облетать;
  • распустившийся цветок не будет таким же ярким, как обычно, соцветие станет меньшего размера и, возможно, быстро облетит.

При наличии таких симптомов необходимо поменять расположение цветка на подоконнике, а для его быстрого восстановления поставить дополнительный источник света.

Спектр света

Свет имеет две важные характеристики — спектр и световая мощь, или мощность светового потока. Подбирать освещение рекомендуют, опираясь на эти критерии и учитывая этапы развития зеленых побегов.

Свет влияет на процессы деления, растяжения и формирование клеток. Для проращивания семян или молодой рассады берут источник освещения с синим спектром. Только он способен обеспечить активный фотосинтез и качественный рост. Красный спектр ускоряет цветение и укрепляет побеги.

Для понимания того, насколько неоднородный свет получается от солнца и разных искусственных источников, берут во внимание спектральный анализ. Спектральная характеристика — зависимость интенсивного излучения от длины волны. Излучение солнца происходит во всем видимом диапазоне со снижением в УФ и ИК областях.

Для успешного развития растения берут не полный спектр, а только часть.

Наиболее жизненно важные длины волн:

  • 640-660 нм — бархатный красный цвет — необходим взрослым растениям для репродуктивного развития и укрепления корней;
  • 595-610 нм — оранжевый цвет — для созревания плодов и цветения;
  • 440-445 нм — фиолетовый цвет — для вегетативного развития;
  • 380-400 нм — ближний ультрафиолетовый диапазон — для регулировки скорости роста и образования белков;
  • 280-315 нм — средний ультрафиолетовый диапазон — для повышения стойкости в морозы.

Данное освещение подходит не для всех насаждений. Каждый зеленый росток уникален по своим предпочтениям волн, поэтому полноценно заменить энергию солнца при помощи ламп не получится. Однако такой вариант значительно улучшит жизнь зеленых питомцев в утренние и вечерние часы.

Делаем светодиодную подсветку для цветов своими руками

Изготавливать светодиодные лампы под цоколь нет смысла. Это не практично. Мы будем использовать светодиодную ленту. Изготовление самодельной фитолампы для цветов сводится к трем пунктам:

  1. Рассчитать необходимую мощность светодиодного освещения для цветов.
  2. Подобрать модель ленты.
  3. Подобрать блок питания.

Расчет мощности светодиодного освещения

Необходимая освещенность для полноценного роста цветов составляет 10000-15000 Люкс. Исходя из этих цифр следует отталкиваться при расчёте подсветки для растений из светодиодов.

Разберем на конкретном примере. Делаем подсветку рассады в коробке размером 0,75 x 0,3 метра. Обеспечим растения освещением 15 000 Люкс.

15 000 Люкс – интенсивность излучения 15 000 Люмен, освещающего поверхность 1 м2 с высоты 1 метр.

Наша освещаемая площадь:

0,75м * 0,3м = 0,225 м2

Значит наша требуемая интенсивность света:

15000 Лм/м2 * 0,225м2 = 3375 Люмен

Определим высоту расположения освещения. Полученная интенсивность освещения в 3375 Лм нужна при расположении светодиодных ламп для растений на высоте 1м. Уменьшив высоту в два раза, требуемая интенсивность упадет в 4 раза (закон обратных квадратов). Разместив освещение на высоте 0,5м, получим интенсивность света:

Закон обратных квадратов — при увеличении расстояния до источника света в 2 раза, интенсивность светового излучения падает в 4 раза.

3375 / 4 = 845 Лм

Осталось подобрать LED ленту по этим параметрам.

Подбираем светодиодную ленту для подсветки цветов

Из расчета мы получили необходимую интенсивность света 845 Лм. При наших размерах коробки с цветами, лучше взять 2-4 отрезка ленты, длиной 0,75 м, чтобы равномерно покрыть всю площадь.

Световой поток LED ленты указывается из расчета на 1м. Если нам нужно только 0,75м, то необходимо добавить 25% к заявленной производителем интенсивности светового потока.

845 / 2 * 1,25 (компенсируем длину ленты) = 530 Люмен (для двух отрезков)

845 / 4 * 1,25 = 265 Люмен (для четырех отрезков)

Итоговые параметры ленты:

  • Интенсивность света (яркость) 465 Лм;
  • Температуру света – комбинируем теплый + холодный (3000К + 6000К);
  • Напряжение питания 12В – самый распространенный тип лент.

Нам подойдет SMD3528-W-60led — 3 метра, или SMD2835-W-60led — 1,5м. можете почитать про маркировку лент.

Выбор блока питания для светодиодных лент

Важно подобрать подходящий для драйвер для питания освещения комнатных растений. Критериев всего несколько:

  • Мощность (самый важный);
  • тип корпуса;
  • дополнительный функционал.

Расчет мощности блока питания. Рассмотрим на примере 3 метров ленты SMD 3528, 60 светодиодов на 1 погонный метр. Мощность 1 п.м. 4,8W. Прибавим 25% запаса на потерю в соединениях и проводниках и получим:

3м (длина) * 4,8W (мощность 1 метра) * 1,25 (запас) = 18W.

Подойдет любой БП мощностью больше 20Вт и напряжением 12В.

Тип корпуса. Бывают корпуса с разным уровнем пыле- влагозащиты, в алюминиевом или пластиковом корпусе с принудительным или естественным охлаждением.

  • Степень защиты выбираем в зависимости от условий эксплуатации. При высокой влажности (размещение внутри теплиц) степень защиты должна быть не ниже IP67.
  • Материал корпуса выбирайте любой. Преимуществ никаких не дает.
  • Принудительное охлаждение необходимо при высокой мощности блока питания (свыше 200W). В противном случае достаточно пассивного охлаждения.

Дополнительный функционал. Блоки питания могут иметь дистанционное управление с пульта, снабжаться lcd экранами, иметь таймеры. Дополнительный функционал приобретайте по желанию. Чем больше функций — тем дороже блок питания.

Подключение ленты к блоку питания

Схема подключения к блоку питания

Подключайте все отрезки лед ленты параллельно к блоку питания. При подключении используйте коннекторы (подробнее про соединение отрезков ленты). Один неразрывный участок ленты не должен превышать длины 5м.

Помните про класс защиты светодиодной ленты для растений и блока питания. Выбирая класс IP20 — размещайте освещение и питание в сухих, незапыленных местах. Если класс IP67,68 — размещать можно даже во влажных теплицах.

Варианты размещения освещения для рассады

  • Индивидуальная подсветка растений светодиодами.
  • Стеллажи для растений.

Индивидуальная подсветка растений.

Точечное освещение растений позволит не только избежать ежегодной передислокации всех горшков и вазонов к месту зимовки, но и создать уникальный, неповторимый дизайн интерьера. В качестве источника освещения можно использовать миниатюрные, но мощные светодиоды.

Светодиоды для подсветки растений способны выдавать до 120 люмен и быть как подсветкой для растения, так и ночником.

Для индивидуальной подсветки можно купить специализированную светодиодную фитолампу, о которых мы писали выше. Метод расчета тот же, что и для светодиодной ленты.

Стеллажи для растений.

При большом количестве объектов освещения более целесообразно сделать полки снизу которых будет монтироваться светодиодная лента для растений.

Стеллажи можно оградить светоотражающими материалами: фольгой, металлизированным утеплителем. Это позволит обеспечить круглосуточную подсветку, но не будет мешать отдыхать в вечернее время. Также такая ширма увеличит освещенность растений на 10-15 процентов.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Как рассчитать количество ламп и уровень освещенности

Подсветка и количество выбранных лампочек зависит от потребности зеленых насаждений в освещенности. Освещение рассчитывается в пропорции мощности к площади цветка.

На 100 кв. дм. необходимо:

  • 2,5 Вт — для светолюбивых;
  • 1,5-2,5 Вт — для предпочитающих умеренный свет;
  • 0,5-1,5 Вт — для тенелюбивых.

По степени светового потока 1 Ватт мощности люминисцентной лампочки создает 70 Лм, лампа накаливания — в четыре раза меньше. С учетом данной величины рассчитывается количество и мощность приборов. Например, для подоконника площадью 100 кв.дм необходима такая мощность: 2,5 Вт х 100 кв.дм = 250 Вт. Для такой площади нужно 2-3 лампочки по 70 Вт.

Однако данный расчет примерный, на который можно ориентироваться при выборе приборов. Использовать лучше продолговатые и мощные лампы: у них высокая светоотдача, и приобретать лучше два прибора по 34 Вт, чем четыре по 17 Вт.

Растения по восприимчивости света делятся на три группы:

  • побеги, любящие укромные затемненные уголки;
  • цветы, которые комфортно находятся и в тени, и на солнце;
  • зелень, предпочитающая расти на открытых солнечных пространствах.

Светолюбивые

Требования к освещенности — 4000—6000 люкс — единица измерения мощности освещения. К этой группе относятся: азалия, каланхоэ, амариллис, абутилон. Теневыносливые цветы с пестрой окраской нуждаются в таком же освещении, как и светолюбивые, так как в естественной природе растут на открытых солнечных местах.

Теневыносливые

Требование — 1000—3000 люкс. К данному виду относят: плющи, антуриум, диффенбахия, филодендрон и многие другие. Они не требуют досвета, если расположены на подоконнике, но в глубине помещения в зимний сезон подсветка им необходима.

Тенелюбивые

Требование — 500-800 люкс. Неприхотливые растения, которым для нормального развития достаточно рассеянного освещения. Но при его дефиците могут потерять привлекательный внешний вид. К данному виду относятся: маранта, калатея, строманта. Свет для таких видов нужен мягкий и рассеянный, иначе они пострадают.

Что лучше: купить готовую лампу или сделать самому

При выборе осветительного прибора для домашних растений перед опытными цветоводами встает дилемма: купить готовое решение или сделать подсветку для растений своими руками. Следует разобраться в данном вопросе и посмотреть на плюсы и минусы таких вариантов.

Готовый прибор отличается большим выбором продукции по спектральным характеристикам, цене и конструкции.

Преимущества:

  • мощность прибора подбирается в зависимости от площади насаждений;
  • качественный производитель предлагает безопасную в использовании и удобную в подключении продукцию;
  • можно выбрать оптимальный вариант расположения конструкции: на штативе, подвесной тип устройства;
  • удобство в эксплуатации: регулируется высота и угол наклона, а также изделия гармонично вписываются в любой интерьер;
  • большинство приборов снабжены светоотражателем, который облегчает восприятие непривычного излучения;
  • в официальных сопроводительных документах прибора указаны спектры;
  • устройства можно дополнить таймером для контроля времени работы.

Минус данных изделий — высокая цена. Дешевые аналоги могут не соответствовать заявленным характеристикам.

Обратим внимание на самодельные варианты и рассмотрим их достоинства и недостатки.

Плюсы:

  • возможность подобрать несколько недорогих изделий, которые дополняют друг друга в цветовом спектре;
  • применяются более экономные и энергосберегающие устройства;
  • таймер можно подключить самостоятельно;
  • самостоятельная сборка экономит финансы.

Минусы:

  • требуется наличие инструментов: паяльник, тестер, шуруповерт и другие, а также умение ими пользоваться;
  • необходимы познания в электронике.

Как сделать светодиодную лампу своими руками

Сделать своими руками светодиодный прибор несложно.

Для этого потребуется:

  1. Подготовленное место для размещения зеленых насаждений и подсветку.
  2. Установить крепления.
  3. Провести проводку к светильникам.

Led элементы часто используют в качестве освещения. Причина такой популярности проста: такой тип совмещает два спектра — красный и синий. Данные светильники потребляют мало электроэнергии, легко устанавливаются и эксплуатируются, при этом их себестоимость быстро окупается. Светодиодная лента легко крепится к мебели, стеллажу или стене при помощи клея.

Для изготовления прибора потребуется:

  1. Led элементы двух спектров излучения.
  2. Термоклей или термопаста.
  3. Материал для основы изделия.
  4. Блок питания.
  5. Шнур, вилка и выключатель.

При создании такой конструкции выбирайте вариант сборки, ориентируясь на уровень развития растений.

Правильное соотношение и размещение элементов:

  1. Каждый диод свет излучает в виде конуса. Чтобы вся площадь освещалась под светильником равномерно, конусы должны перекрывать друг друга.
  2. На первом этапе для молодых побегов делают соотношение элементов два к одному: на два синих диода берется один красный. Такой вариант размещения помогает развитию корневой системы. Растение получает невысоким с толстым стеблем и хорошо развитыми листьями.
  3. Второй этап — растениям требуется покой: нужное соотношение — один к одному.

При формировании светодиодного прибора элементы в выбранной последовательности закрепляются на основе при помощи термоклея или болтов. Готовую ленту соединяют с блоком питания, шнуром, вилкой и выключателем.

Правила установки лампы

Устанавливая светильники, следует соблюдать некоторые правила, которые помогут вырастить здоровые зеленые насаждения и не причинить им вред.

Рекомендации при размещении прибор ов :

  1. Направлять свет нужно сверху вниз: так растения освещает солнце — это активизирует вегетативные процессы.
  2. Лампа помещается на высоте наиболее приближенной к росткам , но следует помнить про возможные тепловые ожоги.
  3. Следует избегать попадания капель на источник света при опрыскивании: прибор быстро может выйти из строя.
  4. Нельзя делать боковое освещение: побеги будут тянуться к источнику и деформируются.
  5. Использование зеркальных экранов направляет на растение максимальный световой поток и при этом защищает глаза цветовода.

Чем больше расстояние от лампы до цветка, тем меньше интенсивность светового потока. Превышение расстояния в два раза снижает мощность в четыре.

Оптимальный вариант прибора — конструкция, которую можно двигать. Таким образом, лампу можно приближать и отдалять в зависимости от потребности растения.

Как правильно досвечивать

Правильная подсветка зависит от зеленого питомца. Прибор для него подбирается после изучения информации. Каждый цветок имеет свои особенности. Нужно знать сезонные нормы растения, чтобы компенсировать недостаток солнца.

Нюансы освещения зимой

В зимний период практически всем зеленым насаждениям не хватает природного освещения в связи с сокращением солнечного света . Взрослым растениям необходимо 12 часов естественного освещения, молодой рассаде — около 16 часов. Поэтому домашние устройства регулируются в зависимости от природного светового дня.

Утром и вечером приборы следует включать на три-четыре часа. Главное условие для нормального роста зелени — регулярная подсветка, временное включение не принесет пользы.

Также нельзя превышать нормы досвечивания: каждое растение обладает своими биоритмами и круглосуточный световой поток может нарушить естественные процессы. Многие цветы зимой находятся в состоянии покоя.

Для исключения риска переизбытком света следует приобрести таймер, который будет отключать прибор.

Полезные советы

В любое время года зеленые питомцы будут себя отлично чувствовать, если дать им возможность улавливать свет.

Делимся полезными советами опытных цветоводов:

  1. Обычные зеркала увеличивают интенсивность искусственного освежения. Их устанавливают на боковых откосах окон, что позволяет дополнительно отражать солнечные лучи.
  2. Фольга, белая глянцевая ткань и отражатели — также дают дополнительное световое излучение. Их располагают так, чтобы свет отображался в сторону комнатных цветов.
  3. Тюлевые занавески, которые расположены между зеленью и комнатой, способствуют отражению рассеянного света. Но если повесить тюль между окном и растениями, то интенсивность природного освещения уменьшится.
  4. Каждый цветок имеет свои естественные биоритмы, и, чтобы не нарушить природный процесс, нужно составить график.
  5. Универсальное свечение для зеленых питомцев можно создать, поставив матовый экран.
  6. Подсветка драцены и других древовидных теплым светом придаст им компактную форму.
  7. Правильное чередование дня и ночи позволит растениям быть здоровыми. По этой причине лампу следует включать за 1-2 часа до рассвета и выключать через 2 часа после наступления сумерек.

Видео

В данном видео рассказано о правильной подсветке зеленых насаждений и о том, где нужно разместить большие растения на зимовку.


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *