Светодиодные фитолампы для растений своими руками

Светодиодные фитолампы для растений своими руками

Сегодня купить светодиодную фитолампу через интернет-магазины не составит труда. Это может быть лампочка с цоколем Е27 под стандартный светильник, мощный прожектор, собранный на COB-матрице или готовый фитосветильник на нескольких светодиодах. Вот только стоимость готовой продукции достойного качества слишком велика. К тому же размер и параметры стандартной подсветки не всегда отвечают требованиям растениеводов. Преодолеть данные препятствия можно, сконструировав светодиодные фитолампы для растений своими руками.

Расчёт необходимого света

Для того чтобы фитосветильник действительно ускорил рост растений, необходимо произвести корректный расчёт его параметров. Главной оптической характеристикой любого источника света является световой поток, который указывает на то, сколько световой мощности (люмен) выдаёт лампа. Его значение указывается на упаковке. В свою очередь, для растений основным показателем является освещённость, указывающая количество люмен в 1 м 2 .

Расчёт светового потока, необходимого для эффективной подсветки, производят по формуле Ф= E?S/Kи, где:

Ф – световой поток, лм;
E – требуемая освещённость, величина которой задаётся индивидуально для каждого вида растений, лк;
S – площадь, которую следует освещать, м 2 ;
Ки – коэффициент, учитывающий потери света на рассеивание.

В ламповых светильниках с плохим отражателем за счёт отсутствия строго направленного свечения значение Ки может снижать КПД светильника более чем наполовину. Светодиод имеет направленное свечение, угол распространения которого определяется линзой. В связи с этим в светодиодных светильниках отражатель не столь сильно влияет на эффективность осветительной системы в целом, а Ки достигает 0,8–0,9 единиц.

И всё же подсветка рассады светодиодными лампами в домашних условиях зачастую нуждается в отражателе. Особенно это касается фитосветильников, сконструированных на основе светодиодных лент, где отражатель помогает сконцентрировать максимальное количество света на полезной площади.

Не стоит забывать о мощности светодиодного светильника и угле половинной яркости, часто именуемом как угол рассеивания. Иногда, даже правильно собранный фитосветильник оказывается неэффективным. Излишняя удалённость приводит к потерям световой мощности (закон обратных квадратов), а маленький угол рассеивания – к недосветам по краям. Светодиоды испускают тепло в противоположную сторону относительно излучаемого светового потока. Поэтому их можно максимально приблизить к растениям, оставляя в запасе всего несколько сантиметров.

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. Для этого на нужно купить DIY-набор (например на Aliexpress), включающий все необходимые детали для сборки лампы, а именно:

  • 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 м 2 .

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:

  • 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.

Подводя итоги

На основании информации из разных источников, включая практические наблюдения и видеорепортажи с обзором различных фитоламп, можно сделать следующий вывод. На сегодняшний день ситуация на российском рынке такова, что выгоднее сделать подсветку для растений своими руками, чем купить готовый продукт. Дешёвые фитолампы имеют много недостатков, а фитосветильники высокого качества многим не по карману. Поэтому самодельный светодиодный светильник – это золотая середина.

Как сделать фитолампу для подсветки рассады и растений в домашних условиях — пошаговая инструкция

В зимнее время от недостатка солнечного света домашние растения и рассада могут погибнуть. Им не хватает ультрафиолетового излучения, оно ускоряет рост листьев и развитие корневой системы. Для восполнения ультрафиолета можно сделать так называемую фитолампу, в домашних условиях. А для рассады опытные садоводы используют стеллаж с подсветкой. В нём удобно хранить сразу много молодых растений.

О том, как всё это сделать своими руками, расскажем далее.

Расчет необходимого света

Для работы фитоламп используются светодиоды, притом обычно только красного и синего цвета; их так и называют – фитосветодиоды. Красное свечение светодиодных ламп используется для растений и рассады, готовых вот-вот расцвести. Синий улучшаем рост клеток; подходит для молодых растений и рассады, которые ещё не успели вырасти. Длина волны красного светодиода – 660 нм (нанометров), синего – 445 нм. Смотрите эти две характеристики, когда будете выбирать светодиоды.

Для рассады и домашних растений, уже перенасыщенных излучением синего спектра, рекомендуем добавить светодиоды с фиолетовым спектром.

Однако прежде, чем приступить к сбору фитолампы своими руками, необходимо посчитать, сколько нам понадобится диодов. Тут может быть три варианта исполнения фитолампы, в соотношениях ламп красного и синего:

  • Для активного роста рассады и растений. Красных диодов четыре к одному или двум синим; либо совсем убрать красные, оставить только синий.
  • Для взрослых растений. Плодоносность. Выбираем соотношение шесть красных к одному синему, либо только красные.
  • Общее освещение нескольких растений. Один синий и четыре-шесть красных.

По такой формуле рассчитывается количество нужных ламп, где

P – мощность всех ламп, Ватт.

L – длина площади освещения, М.

B – величина освещённости, не менее 8000 Люкс.

Площадь освещения – это размер подоконника или полки стеллажа для рассады и растений. Величина освещённости измеряется в люксах. Один люкс – величина, значащая, что источник света (лампа) равномерно освещает площадь 1 м 2 . Посмотреть количество люмен можно в характеристиках лампы, написанных на упаковке, в инструкции или на самом диоде.

После таких расчётов можно приступать к следующему этапу сборки светодиодных ламп для ваших растений.

Как сделать фитолампу и что для этого понадобится

Здесь потребуется набраться терпения. Чтобы не ошибиться, не торопитесь и внимательно выполняйте пункт за пунктом.

Подготовка материалов

Чтобы сделать фитолампу своими руками, заранее приготовьте:

  • Светодиоды или светодиодные ленты нужного количества и нужных цветов.
  • Блок питания (драйвер) на 12 вольт, с нужной мощностью, которую мы уже высчитали (мощность всех ламп).
  • Соединительный провод и коннектор. Можно использовать блок от старого зарядчика мобильного телефона. Проверьте, чтобы он был рабочий. Сложностей с пайкой провода на драйвер и блок зарядного устройства возникнуть не должно; там и там два конца. Для проверки можно временно замотать корпус зарядного устройства изолентой, потом притянуть клеем.

Высверливаем дырки под диоды, вставляем их.

Приклеиваем только после проверки работоспособности! (см.следующую главу «соединение светодиодов»).

Или клеим светодиодную ленту и делаем две дырки под провода питания сети.

Выбираем специальный теплопроводный клей. Их сейчас очень много.

Мы рекомендуем использовать две марки.

  1. Kafuter K-5204K . Прикрепляется за 10 минут, полностью затвердевает через сутки. Тюбик 80 грамм стоит от 400 до 700 рублей.
  2. Fujik Heatsilk Compound . Главное его достоинство – схватывается через полчаса, полностью затвердевает через час. Тюбик 20 грамм стоит от 100 до 200 рублей.

Первый контакт драйвера соединяем с плюсом диода, минус диода – с плюсом следующего и так далее, пока цепь не вернётся обратно в драйвер. В данном случае неважно, на какой из двух контактов драйвера присоединять диоды.

Выглядеть соединение внутри корпуса будет подобным образом:

Рекомендуем сначала ознакомиться с главой «Топ 5 ошибок при самостоятельной сборке фитосветильника» (см.ниже)

Теперь проверяем, работает ли наша фитолампа. Если всё хорошо, останется установить лампу на нужном вам месте.

Монтаж фитолампы

Вариантов монтажа фитолампы очень много, в интернете можно найти инструкцию на любой вкус. Мы приведём два примера: как закрепить над подоконником и как своими руками собрать стеллаж.

Для подвески светильника над вашей рассадой или цветами прикрепляем две петли по краям корпуса. Можно приобрести, например, зажимы для тросов:

Теперь подвешиваем над подоконником. Для подвески можно выбрать небольшие тросики:

Или скромный уголок:

Встречаются креативные идеи:

Собрать любой из таких стеллажей обычно не составляет больших трудностей.

Если не уверены в своих силах, ознакомьтесь с этими двумя инструкциями:

Топ 5 ошибок при самостоятельной сборке фитосветильника

  1. Не соблюдена полярность светодиодов. Плюс должен быть к минусу, а минус снова к плюсу (при последовательном соединении), иначе светильник не будет работать.
  2. Слабая пайка. Проверьте надёжность спаянных между собой контактов.
  3. Напряжение, идущее на светодиод, не имеет почти никакого значения. Главное соблюсти значение тока. Если вы сделали неправильные расчёты, диоды будут гореть тускло. И наоборот, когда ток слишком высокий, диоды вашей самодельной фитолампы станут гореть ярче обычного, но будут перегреваться и быстро выйдут из строя. Если вы столкнулись с одной из этих проблем, заново проверьте расчёты мощности. Если там всё верно, то по цепи должен протекать необходимый ток.
  4. Включите на несколько минут светильник. Проверьте, сильно ли греется корпус драйвера (главное не касаться открытых токоведущих частей!). Если нет, проверьте через десять минут. Со временем, в течение получаса или часа они и должны нагреваться, но не более 50–55 градусов. Впрочем, бывают разные драйверы. Номинальные температуры нагрева обычно указаны в инструкциях. Для измерения температуры используйте бесконтактный измеритель температуры или электронный градусник (у опытного радиолюбителя один из приборов всегда под рукой). Если идёт сильный нагрев, проблема может быть в некачественном драйвере или неправильно собранной цепи. Проверьте заново. Может оказаться, что драйвер работает на пределах своих мощностей. Тогда стоит убавить количество диодов или поменять драйвер на более мощный.
  5. Учитывайте, что располагать фитолампу нужно на 25–40 см от рассады и других растений. Соответственно, при росте растений нужно поднимать выше. Когда станете собирать, например, стеллаж, не забывайте про это.

В заключение

Большинство садоводов согласятся с тем, что ухаживать за растениями значит – заниматься творчеством. На глазах огородника развивается что-то новое, растёт живой организм. Потому мы прежде всего желаем вам творческих успехов!

Пишите комментарии и делитесь статьёй в социальных сетях, чтобы и другие люди узнали, как сделать фитолампу для подсветки рассады и растений в домашних условиях.