Bijele LED diode. Ultra svijetle bijele LED diode Emisioni spektar bijelih LED dioda

Vremena kada su se LED diode koristile samo kao indikatori uključenosti uređaja davno su prošla. Moderni LED uređaji mogu u potpunosti zamijeniti žarulje sa žarnom niti u domaćinstvu, industriji i. To olakšavaju različite karakteristike LED dioda, znajući koji možete odabrati pravi LED analog. Upotreba LED dioda, s obzirom na njihove osnovne parametre, otvara obilje mogućnosti u oblasti rasvjete.

Dioda koja emituje svjetlost (na engleskom označena sa SD, SID, LED) je uređaj zasnovan na umjetnom poluvodičkom kristalu. Kada se kroz njega propušta električna struja, stvara se fenomen emisije fotona, što dovodi do sjaja. Ovaj sjaj ima veoma uzak opseg spektra, a njegova boja zavisi od materijala poluprovodnika.

LED diode sa crvenim i žutim sjajem izrađene su od neorganskih poluprovodničkih materijala na bazi galijum arsenida, zelene i plave su napravljene na bazi indijum galijum nitrida. Za povećanje svjetline svjetlosnog toka koriste se različiti aditivi ili se koristi višeslojna metoda, kada se između poluvodiča postavlja sloj čistog aluminij nitrida. Kao rezultat formiranja nekoliko prijelaza elektron-rupa (p-n) u jednom kristalu, svjetlina njegovog sjaja se povećava.

Postoje dvije vrste LED dioda: za indikaciju i za osvjetljenje. Prvi se koriste za označavanje uključivanja različitih uređaja u mrežu, kao i izvora dekorativne rasvjete. To su obojene diode smještene u prozirnom kućištu, svaka od njih ima četiri izvoda. Uređaji koji emituju infracrveno svjetlo koriste se u uređajima za daljinski upravljač aparati (daljinski upravljač).

U oblasti rasvjete koriste se LED diode koje emituju bijelo svjetlo. Po boji se LED diode razlikuju po hladnom bijelom, neutralnom bijelom i toplom bijelom sjaju. Postoji klasifikacija LED dioda koje se koriste za rasvjetu prema načinu ugradnje. Označavanje SMD LED-a znači da se uređaj sastoji od aluminijske ili bakrene podloge na koju je postavljen diodni kristal. Sama podloga nalazi se u kućištu čiji su kontakti spojeni na kontakte LED-a.

Drugi tip LED dioda je označen kao OCB. U takvom uređaju se na jednu ploču postavlja mnogo kristala obloženih fosforom. Zahvaljujući ovom dizajnu postiže se visoka svjetlina sjaja. Ova tehnologija se koristi u proizvodnji velikog svjetlosnog toka na relativno maloj površini. Zauzvrat, to čini proizvodnju LED lampi najpristupačnijom i najjeftinijom.

Bilješka! Uspoređujući lampe na SMD i COB LED diodama, može se primijetiti da se prve mogu popraviti zamjenom neispravne LED diode. Ako COB LED lampa ne radi, morat ćete promijeniti cijelu ploču s diodama.

Karakteristike LED dioda

Prilikom odabira odgovarajuće LED lampe za rasvjetu treba uzeti u obzir parametre LED dioda. To uključuje napon napajanja, snagu, radnu struju, efikasnost (izlaz svjetlosti), temperaturu sjaja (boju), ugao zračenja, dimenzije, period degradacije. Poznavajući osnovne parametre, bit će moguće lako odabrati uređaje za postizanje jednog ili drugog rezultata osvjetljenja.

LED potrošnja struje

U pravilu, za konvencionalne LED diode predviđena je struja od 0,02A. Međutim, postoje LED diode koje imaju snagu od 0,08 A. Ove LED diode uključuju moćnije uređaje, u čijem su uređaju uključena četiri kristala. Nalaze se u istoj zgradi. Pošto svaki od kristala troši 0,02 A, ukupno će jedan uređaj trošiti 0,08 A.

Stabilnost rada LED uređaja ovisi o veličini struje. Čak i neznatno povećanje struje pomaže u smanjenju intenziteta zračenja (starenja) kristala i povećanju temperature boje. To na kraju dovodi do činjenice da LED diode počnu plaviti i prerano otkazati. A ako se indikator jačine struje značajno poveća, LED odmah pregori.

Kako bi se ograničila potrošnja struje, dizajni LED lampi i rasvjetnih tijela opremljeni su strujnim stabilizatorima za LED diode (driver). Oni pretvaraju struju, dovodeći je do željene vrijednosti za LED diode. U slučaju kada želite da povežete zasebnu LED diodu na mrežu, potrebno je koristiti otpornike za ograničavanje struje. Proračun otpora otpornika za LED vrši se uzimajući u obzir njegove specifične karakteristike.

Koristan savjet! Da biste odabrali pravi otpornik, možete koristiti kalkulator za izračunavanje otpornika za LED, objavljen na internetu.

LED napon

Kako provjeriti LED napon? Činjenica je da LED diode nemaju parametar napona napajanja kao takav. Umjesto toga, koristi se karakteristika pada napona LED-a, što znači količinu napona na izlazu LED-a kada nazivna struja prolazi kroz nju. Vrijednost napona navedena na pakovanju odražava samo pad napona. Znajući ovu vrijednost, moguće je odrediti preostali napon na kristalu. Upravo se ta vrijednost uzima u obzir u proračunima.

S obzirom na upotrebu različitih poluvodiča za LED diode, napon za svaki od njih može biti različit. Kako saznati koliko volti ima LED dioda? Možete odrediti prema boji sjaja uređaja. Na primjer, za plave, zelene i bijele kristale, napon je oko 3V, za žute i crvene - od 1,8 do 2,4V.

Kada koristite paralelnu vezu LED dioda identične vrijednosti s vrijednošću napona od 2V, možete naići na sljedeće: kao rezultat rasipanja parametara, neke diode koje emitiraju će otkazati (pregorjeti), dok će druge svijetliti vrlo slabo. To će se dogoditi zbog činjenice da se s povećanjem napona čak i za 0,1 V uočava povećanje struje koja prolazi kroz LED za 1,5 puta. Stoga je toliko važno osigurati da struja odgovara ocjeni LED-a.

Svjetlosni izlaz, ugao snopa i LED snaga

Provodi se poređenje svjetlosnog toka dioda s drugim izvorima svjetlosti, uzimajući u obzir jačinu zračenja koje emituju. Uređaji prečnika oko 5 mm daju od 1 do 5 lm svjetlosti. Dok je svjetlosni tok 100W žarulje sa žarnom niti 1000 lm. Ali kada se upoređuje, mora se uzeti u obzir da konvencionalna lampa ima difuzno svjetlo, dok LED ima usmjerenu. Stoga je potrebno uzeti u obzir ugao raspršenja LED dioda.

Ugao raspršenja različitih LED dioda može biti od 20 do 120 stepeni. Kada su osvijetljene, LED diode daju svjetlije svjetlo u sredini i smanjuju osvjetljenje prema rubovima disperzijskog ugla. Dakle, LED diode bolje osvjetljavaju određeni prostor uz manje energije. Međutim, ako je potrebno povećati površinu osvjetljenja, u dizajnu svjetiljke koriste se divergentne leće.

Kako odrediti snagu LED dioda? Da biste odredili snagu LED lampe potrebne za zamjenu žarulje sa žarnom niti, potrebno je primijeniti faktor 8. Dakle, konvencionalnu lampu od 100W možete zamijeniti LED uređajem snage od najmanje 12,5W (100W / 8 ). Radi praktičnosti, možete koristiti podatke tablice korespondencije između snage žarulja sa žarnom niti i LED izvora svjetlosti:

Kada koristite LED diode za rasvjetu, vrlo je važan indikator efikasnosti, koji je određen omjerom svjetlosnog toka (lm) i snage (W). Uspoređujući ove parametre za različite izvore svjetlosti, otkrivamo da je efikasnost žarulje sa žarnom niti 10-12 lm / W, fluorescentne - 35-40 lm / W, LED - 130-140 lm / W.

Temperatura boje LED izvora

Jedan od važnih parametara LED izvori su temperatura sjaja. Mjerne jedinice za ovu veličinu su stepeni Kelvina (K). Treba napomenuti da su svi izvori svjetlosti podijeljeni u tri klase prema temperaturi sjaja, među kojima topla bela ima temperaturu boje manju od 3300 K, dnevna bela - od 3300 do 5300 K i hladna bela preko 5300 K.

Bilješka! Ugodna percepcija LED zračenja od strane ljudskog oka direktno ovisi o temperaturi boje LED izvora.

Temperatura boje obično je naznačena na etiketi LED lampi. Označava se četvorocifrenim brojem i slovom K. Izbor LED lampi sa određenom temperaturom boje direktno zavisi od karakteristika njene upotrebe za osvetljenje. Donja tabela prikazuje opcije za korištenje LED izvora s različitim temperaturama sjaja:

Talasna priroda boje omogućava izražavanje temperature boje LED dioda pomoću talasne dužine. Označavanje nekih LED uređaja odražava temperaturu boje upravo u obliku intervala različitih valnih dužina. Talasna dužina se označava kao λ i mjeri se u nanometrima (nm).

Veličine SMD LED dioda i njihove karakteristike

S obzirom na veličinu SMD LED dioda, svjetiljke su klasificirane u grupe s različitim specifikacijama. Najpopularnije LED diode su u veličinama 3528, 5050, 5730, 2835, 3014 i 5630. Karakteristike SMD LED dioda variraju ovisno o veličini. dakle, različite vrste SMD LED diode se razlikuju po svjetlini, temperaturi boje, snazi. U označavanju LED dioda prve dvije znamenke označavaju dužinu i širinu uređaja.

Osnovni parametri SMD 2835 LED dioda

Glavne karakteristike SMD 2835 LED dioda uključuju povećano područje zračenja. U poređenju sa SMD 3528, koji ima okruglu radnu površinu, SMD 2835 emituje pravougaoni oblik, što doprinosi većem izlazu svetlosti na nižoj visini elementa (oko 0,8 mm). Svjetlosni tok takvog uređaja je 50 lm.

Tijelo SMD 2835 LED dioda je napravljeno od polimera otpornog na toplinu i može izdržati temperature do 240°C. Treba napomenuti da je degradacija zračenja u ovim ćelijama manja od 5% tokom 3000 sati rada. Osim toga, uređaj ima prilično nisku termičku otpornost spoja kristal-podloga (4 C/W). Maksimalna radna struja je 0,18A, temperatura kristala je 130°C.

Prema boji sjaja razlikuju toplu bijelu sa temperaturom sjaja od 4000 K, dnevnu bijelu - 4800 K, čisto bijelu - od 5000 do 5800 K i hladno bijelu sa temperaturom boje od 6500-7500 K. primijetio je da je maksimalni svjetlosni tok za uređaje sa hladnim bijelim sjajem, minimalni - za toplo bijele LED diode. U dizajnu uređaja povećani su kontaktni jastučići, što doprinosi boljem odvođenju topline.

Koristan savjet! SMD 2835 LED diode se mogu koristiti za bilo koju vrstu montaže.

Karakteristike SMD 5050 LED dioda

Dizajn kućišta SMD 5050 sadrži tri LED diode istog tipa. Plavi, crveni i zeleni LED izvori imaju specifikacije, slično kristalima SMD 3528. Vrijednost radne struje svake od tri LED diode je 0,02A, dakle ukupna struja cijelog uređaja je 0,06A. Kako LED diode ne bi otkazale, preporučuje se da se ne prekorači ova vrijednost.

SMD 5050 LED uređaji imaju direktan napon od 3-3.3V i izlaznu svjetlost (mrežni tok) od 18-21 lm. Snaga jedne LED diode je zbir tri vrijednosti snage svakog kristala (0,7W) i iznosi 0,21W. Boja sjaja koji emituju uređaji može biti bijela u svim nijansama, zelena, plava, žuta i višebojna.

Bliski raspored LED dioda različitih boja u istom SMD 5050 paketu omogućio je implementaciju višebojnih LED dioda sa odvojenom kontrolom svake boje. Kontroleri se koriste za regulaciju lampi pomoću SMD 5050 LED dioda, tako da se boja sjaja može glatko mijenjati iz jedne u drugu nakon određenog vremena. Obično takvi uređaji imaju nekoliko načina upravljanja i mogu podesiti svjetlinu LED dioda.

Tipične karakteristike SMD 5730 LED

SMD 5730 LED diode moderni su predstavnici LED uređaja čije tijelo ima geometrijske dimenzije 5,7x3 mm. Spadaju u ultra svijetle LED diode, čije su karakteristike stabilne i kvalitativno različite od parametara njihovih prethodnika. Proizvedene korištenjem novih materijala, ove LED diode karakteriziraju povećana snaga i visokoefikasni svjetlosni tok. Osim toga, mogu raditi u uvjetima visoke vlažnosti, otporni su na temperaturne ekstreme i vibracije, imaju dugoročno usluge.

Postoje dvije vrste uređaja: SMD 5730-0,5 snage 0,5W i SMD 5730-1 snage 1W. Prepoznatljiva karakteristika uređaja je mogućnost njihovog rada na impulsnoj struji. Vrijednost nazivne struje SMD 5730-0,5 je 0,15 A; tokom pulsnog rada uređaj može izdržati struje do 0,18 A. Ovaj tip LED diode pružaju svjetlosni tok do 45 lm.

SMD 5730-1 LED diode rade DC 0,35A, u impulsnom režimu - do 0,8A. Efikasnost izlaznog svjetla takvog uređaja može biti do 110 lm. Zbog polimera otpornog na toplinu, tijelo uređaja može izdržati temperature do 250°C. Ugao disperzije oba tipa SMD 5730 je 120 stepeni. Stepen degradacije svjetlosnog toka je manji od 1% pri radu od 3000 sati.

Karakteristike Cree LED dioda

Cree (SAD) bavi se razvojem i proizvodnjom super-svijetlih i najmoćnijih LED dioda. Jednu od grupa Cree LED dioda predstavlja niz Xlamp uređaja, koji su podijeljeni na single-chip i multi-chip. Jedna od karakteristika monokristalnih izvora je distribucija zračenja duž ivica uređaja. Ova inovacija je omogućila proizvodnju lampi sa velikim uglom sjaja koristeći minimalan broj kristala.

U XQ-E High Intensity seriji LED izvora, ugao sjaja je od 100 do 145 stepeni. S malim geometrijskim dimenzijama od 1,6x1,6 mm, snaga super-svijetlih LED dioda je 3 volta, a svjetlosni tok je 330 lm. Ovo je jedan od Creejevih najnovijih razvoja. Sve LED diode, čiji je dizajn razvijen na bazi jednog čipa, imaju visokokvalitetno prikazivanje boja unutar CRE 70-90.

Povezani članak:

Kako sami napraviti ili popraviti LED vijenac. Cijene i glavne karakteristike najpopularnijih modela.

Cree je objavio nekoliko varijanti LED svjetala s više čipova s ​​najnovijim tipovima napajanja od 6 do 72 volta. Multichip LED diode su podijeljene u tri grupe, koje uključuju uređaje sa visokog napona, snage do 4W i iznad 4W. U izvorima do 4W, 6 kristala je sastavljeno u paketu tipa MX i ML. Ugao raspršenja je 120 stepeni. Cree LED diode ovog tipa možete kupiti sa bijelim toplim i hladnim sjajem.

Koristan savjet! Unatoč visokoj pouzdanosti i kvaliteti svjetla, možete kupiti LED diode velike snage serije MX i ML po relativno niskoj cijeni.

Grupa iznad 4W uključuje LED diode od nekoliko kristala. Najdimenzionalniji uređaji u grupi su uređaji od 25W, predstavljeni serijom MT-G. Novost kompanije su LED diode XHP modela. Jedan od velikih LED uređaja ima kućište 7x7 mm, njegova snaga je 12W, svjetlosna snaga je 1710 lm. LED diode visokog napona kombinuju malu veličinu i visoku svjetlosnu snagu.

Dijagrami povezivanja LED dioda

Postoje određena pravila za povezivanje LED dioda. Uzimajući u obzir da se struja koja prolazi kroz uređaj kreće samo u jednom smjeru, za dug i stabilan rad LED uređaja važno je uzeti u obzir ne samo određeni napon, već i optimalnu vrijednost struje.

Šema za povezivanje LED diode na mrežu od 220 V

Ovisno o korištenom izvoru napajanja, postoje dvije vrste shema za povezivanje LED dioda na 220V. U jednom od slučajeva koristi se s ograničenom strujom, u drugom - posebnom koja stabilizira napon. Prva opcija uzima u obzir korištenje posebnog izvora s određenom jačinom struje. Otpornik u ovom krugu nije potreban, a broj povezanih LED dioda ograničen je snagom drajvera.

Za označavanje LED dioda na dijagramu koriste se dvije vrste piktograma. Iznad svakog njihovog šematskog prikaza nalaze se dvije male paralelne strelice usmjerene prema gore. Simboliziraju sjajan sjaj LED uređaja. Prije nego što spojite LED na 220V pomoću napajanja, morate uključiti otpornik u krug. Ako ovaj uvjet nije ispunjen, to će dovesti do činjenice da će se radni vijek LED diode značajno smanjiti ili će jednostavno propasti.

Ako koristite napajanje prilikom povezivanja, tada će samo napon biti stabilan u krugu. S obzirom na neznatan unutrašnji otpor LED uređaja, njegovo uključivanje bez ograničavača struje će dovesti do paljenja uređaja. Zbog toga se u LED sklopni krug uvodi odgovarajući otpornik. Treba napomenuti da otpornici dolaze u različitim klasama, tako da ih treba ispravno izračunati.

Koristan savjet! Negativna točka sklopova za povezivanje LED-a na mrežu od 220 volti pomoću otpornika je rasipanje velike snage kada je potrebno spojiti opterećenje s povećanom potrošnjom struje. U ovom slučaju, otpornik se zamjenjuje kondenzatorom za gašenje.

Kako izračunati otpor za LED

Prilikom izračunavanja otpora za LED, oni se vode formulom:

U = IhR,

gdje je U napon, I struja, R otpor (Omov zakon). Recimo da trebate spojiti LED sa sljedećim parametrima: 3V - napon i 0,02A - jačina struje. Da kada spojite LED na 5 volti na napajanje, ne pokvari, morate ukloniti dodatnih 2V (5-3 = 2V). Da biste to učinili, potrebno je uključiti otpornik s određenim otporom u krug, koji se izračunava pomoću Ohmovog zakona:

R = U/I.

Tako će odnos 2V prema 0,02A biti 100 oma, tj. ovo je otpornik koji vam treba.

Često se dešava da, s obzirom na parametre LED dioda, otpor otpornika ima nestandardnu ​​vrijednost za uređaj. Takvi ograničavači struje ne mogu se naći na prodajnim mjestima, na primjer, 128 ili 112,8 oma. Zatim treba koristiti otpornike čiji otpor ima najbližu veću vrijednost u odnosu na izračunatu. U ovom slučaju LED diode neće raditi punom snagom, već samo za 90-97%, ali to će biti neprimjetno za oko i pozitivno će utjecati na resurs uređaja.

Postoji mnogo opcija za LED kalkulatore na internetu. Uzimaju u obzir glavne parametre: pad napona, nazivnu struju, izlazni napon, broj uređaja u krugu. Postavljanjem parametara LED uređaja i izvora struje u polju obrasca možete saznati odgovarajuće karakteristike otpornika. Za određivanje otpora bojom kodiranih graničnika struje, postoje i online proračuni otpornika za LED diode.

Šeme paralelnog i serijskog povezivanja LED dioda

Prilikom sastavljanja konstrukcija od nekoliko LED uređaja koriste se krugovi za povezivanje LED dioda na mrežu od 220 volti sa serijskim ili paralelnim priključkom. Istovremeno, za ispravno povezivanje, treba imati na umu da kada su LED diode spojene u seriju, potrebni napon je zbir padova napona svakog uređaja. Dok kada su LED diode spojene paralelno, jačina struje se dodaje.

Ako krugovi koriste LED uređaje s različitim parametrima, tada je za stabilan rad potrebno izračunati otpornik za svaku LED diodu posebno. Treba napomenuti da dvije potpuno identične LED diode ne postoje. Čak i uređaji istog modela imaju male razlike u parametrima. To dovodi do činjenice da kada ih povežete veliki broj u serijski ili paralelni krug s jednim otpornikom, oni mogu brzo degradirati i otkazati.

Bilješka! Kada se koristi jedan otpornik u paralelnom ili serijskom kolu, mogu se povezati samo LED uređaji sa identičnim karakteristikama.

Neusklađenost u parametrima kada je nekoliko LED dioda spojeno paralelno, recimo 4-5 komada, neće utjecati na rad uređaja. A ako povežete puno LED dioda na takvo kolo, to će biti loša odluka. Čak i ako LED izvori imaju male varijacije u karakteristikama, to će rezultirati time da će neki uređaji emitovati jako svjetlo i brzo pregorjeti, dok će drugi slabo svijetliti. Stoga, kada se povezujete paralelno, uvijek trebate koristiti poseban otpornik za svaki uređaj.

Što se tiče serijske veze, postoji ekonomična potrošnja, jer cijeli krug troši količinu struje jednaku potrošnji jedne LED diode. Kod paralelnog kola, potrošnja je zbir potrošnje svih LED izvora uključenih u kolo uključeno u kolo.

Kako spojiti LED diode na 12 volti

U dizajnu nekih uređaja, otpornici su predviđeni u fazi proizvodnje, što omogućava spajanje LED dioda na 12 volti ili 5 volti. Međutim, takvi uređaji nisu uvijek dostupni komercijalno. Stoga je u krugu za povezivanje LED dioda na 12 volti predviđen ograničavač struje. Prvi korak je da saznate karakteristike povezanih LED dioda.

Parametar kao što je direktni pad napona za tipične LED uređaje je oko 2V. Nazivna struja za ove LED diode odgovara 0,02A. Ako takvu LED diodu želite spojiti na 12V, tada se "dodatnih" 10V (12 minus 2) mora ugasiti ograničavajućim otpornikom. Koristeći Ohmov zakon, možete izračunati otpor za njega. Dobijamo to 10 / 0,02 = 500 (Ohm). Dakle, potreban je otpornik nominalne vrijednosti 510 oma, koji je najbliži u nizu elektronske komponente E24.

Da bi takav krug radio stabilno, potrebno je izračunati i snagu limitera. Koristeći formulu, na osnovu koje je snaga jednaka proizvodu napona i struje, izračunavamo njegovu vrijednost. Pomnožimo napon od 10V sa strujom od 0,02A i dobijemo 0,2W. Dakle, potreban je otpornik čija je standardna snaga 0,25W.

Ako je potrebno uključiti dva LED uređaja u krug, onda treba imati na umu da će napon koji pada na njih već biti 4V. U skladu s tim, za otpornik ostaje isplatiti ne 10V, već 8V. Stoga se dalji proračun otpora i snage otpornika vrši na osnovu ove vrijednosti. Položaj otpornika u krugu može se osigurati bilo gdje: sa strane anode, katode, između LED dioda.

Kako testirati LED multimetrom

Jedan od načina da provjerite radno stanje LED dioda je testiranje multimetrom. Takav uređaj može dijagnosticirati LED diode bilo kojeg dizajna. Prije provjere LED-a testerom, prekidač uređaja se postavlja u režim "biranja", a sonde se postavljaju na terminale. Kada je crvena sonda spojena na anodu, a crna na katodu, kristal bi trebao emitovati svjetlost. Ako je polaritet obrnut, na displeju bi trebalo da se prikaže "1".

Koristan savjet! Prije testiranja funkcionalnosti LED-a, preporučuje se prigušiti glavno osvjetljenje, jer je tokom testiranja struja vrlo niska i LED će emitovati svjetlo tako slabo da se pri normalnom osvjetljenju možda neće primijetiti.

Testiranje LED uređaja može se obaviti bez upotrebe sondi. Da biste to učinili, u rupice koje se nalaze u donjem uglu uređaja, anoda se ubacuje u otvor sa simbolom "E", a katoda - sa pokazivačem "C". Ako je LED dioda u ispravnom stanju, trebala bi upaliti. Ova metoda ispitivanja je prikladna za LED diode s prilično dugim odlemljenim vodovima. Položaj prekidača kod ovog načina provjere nije bitan.

Kako provjeriti LED diode multimetrom bez lemljenja? Da biste to učinili, lemite komade od obične spajalice na sonde testera. Kao izolacija prikladna je brtva od tekstolita, koja se postavlja između žica, nakon čega se obrađuje električnom trakom. Izlaz je neka vrsta adaptera za povezivanje sondi. Obujmice dobro opružuju i sigurno su pričvršćene u utorima. U ovom obliku možete spojiti sonde na LED diode bez lemljenja iz kola.

Šta se može učiniti od LED dioda vlastitim rukama

Mnogi radio-amateri prakticiraju sastavljanje različitih dizajna od LED dioda vlastitim rukama. Proizvodi koji se sami sastavljaju nisu inferiorni u kvaliteti, a ponekad čak i nadmašuju analoge industrijske proizvodnje. To mogu biti uređaji u boji i muzički uređaji, trepćući LED dizajni, „uradi sam“ trkaća svjetla na LED diodama i još mnogo toga.

Sastavljanje strujnog stabilizatora za LED diode vlastitim rukama

Kako se resurs LED diode ne bi iscrpio prije roka, potrebno je da struja koja teče kroz njega ima stabilnu vrijednost. Poznato je da crvene, žute i zelene LED diode mogu podnijeti veća strujna opterećenja. Dok plavo-zeleni i bijeli LED izvori, čak i uz blago preopterećenje, pregore za 2 sata. Dakle za normalan rad LED, potrebno je riješiti problem sa njegovim napajanjem.

Ako sastavite lanac LED dioda povezanih serijski ili paralelno, tada im možete osigurati identično zračenje ako struja koja prolazi kroz njih ima istu snagu. Osim toga, impulsi obrnute struje mogu negativno utjecati na vijek trajanja LED izvora. Da se to ne bi dogodilo, potrebno je uključiti strujni stabilizator za LED diode u krug.

Kvalitativne karakteristike LED lampi ovise o korištenom drajveru - uređaju koji pretvara napon u stabiliziranu struju određene vrijednosti. Mnogi radio-amateri vlastitim rukama sklapaju 220V LED strujni krug na bazi LM317 čipa. Elementi za takvo elektronsko kolo su jeftini i takav stabilizator je lako konstruisati.

Kada koristite stabilizator struje na LM317 za LED diode, struja se regulira unutar 1A. Ispravljač na bazi LM317L stabilizira struju do 0,1A. U krugu uređaja koristi se samo jedan otpornik. Izračunava se pomoću online kalkulatora LED otpora. Dostupni praktični uređaji su prikladni za napajanje: napajanja iz štampača, laptopa ili druge potrošačke elektronike. Više složene šeme nije isplativo sami ih sastavljati, jer ih je lakše kupiti gotove.

DIY LED DRL

Upotreba dnevnih svjetala (DRL) na automobilima značajno povećava vidljivost automobila tokom dana od strane ostalih učesnika saobraćaja. Mnogi vozači prakticiraju samostalno sastavljanje DRL-ova pomoću LED dioda. Jedna od opcija je DRL uređaj od 5-7 LED dioda snage 1W i 3W za svaki blok. Ako koristite manje moćne LED izvore, svjetlosni tok neće zadovoljiti standarde za takva svjetla.

Koristan savjet! Prilikom izrade DRL-a vlastitim rukama, uzmite u obzir zahtjeve GOST-a: svjetlosni tok 400-800 Cd, ugao sjaja u horizontalnoj ravnini - 55 stepeni, u vertikalnoj - 25 stepeni, površina - 40 cm².

Za podnožje možete koristiti aluminijsku profilnu ploču s jastučićima za montažu LED dioda. LED diode su pričvršćene za ploču pomoću toplinski vodljivog ljepila. U skladu s vrstom LED izvora odabire se optika. U ovom slučaju su prikladne leće s uglom osvjetljenja od 35 stepeni. Objektivi se postavljaju na svaku LED diodu posebno. Žice se prikazuju u bilo kojem prikladnom smjeru.

Zatim se izrađuje kućište za DRL, koje istovremeno služi kao radijator. Da biste to učinili, možete koristiti profil u obliku slova U. Spreman led modul postavljen unutar profila, pričvršćujući ga vijcima. Sav slobodni prostor može se popuniti prozirnim zaptivačem na bazi silikona, ostavljajući samo sočiva na površini. Takav premaz će služiti kao zaštita od vlage.

DRL se priključuje na napajanje uz obaveznu upotrebu otpornika, čiji je otpor unaprijed izračunat i provjeren. Metode povezivanja mogu se razlikovati ovisno o modelu vozila. Dijagrame povezivanja možete pronaći na Internetu.

Kako učiniti da LED diode trepću

Najpopularnije trepćuće LED diode, koje možete kupiti gotove, su uređaji koji su regulirani nivoom potencijala. Treperenje kristala nastaje zbog promjene napajanja na terminalima uređaja. Dakle, dvobojni crveno-zeleni LED uređaj emituje svjetlost ovisno o smjeru struje koja prolazi kroz njega. Trepćući efekat u RGB LED-u se postiže povezivanjem tri izlaza za odvojeno upravljanje na određeni kontrolni sistem.

Ali možete napraviti i uobičajenu jednobojnu LED diodu koja treperi, s minimalnim brojem elektroničkih komponenti u svom arsenalu. Prije nego što napravite trepćuću LED diodu, morate odabrati radni krug koji je jednostavan i pouzdan. Možete koristiti trepćuće LED kolo, koje će se napajati iz izvora od 12 V.

Krug se sastoji od tranzistora male snage Q1 (prikladan je silikonski visokofrekventni KTZ 315 ili njegovi analogi), otpornika R1 820-1000 Ohm, 16-voltnog kondenzatora C1 kapaciteta 470 uF i LED izvora. Kada se sklop uključi, kondenzator se puni do 9-10V, nakon čega se tranzistor na trenutak otvara i akumuliranu energiju predaje LED diodi koja počinje treptati. Ova shema se može implementirati samo u slučaju napajanja iz izvora od 12 V.

Možete sastaviti napredniji krug koji radi po analogiji s tranzistorskim multivibratorom. Kolo uključuje KTZ 102 tranzistore (2 kom.), otpornike R1 i R4 od 300 oma svaki za ograničavanje struje, otpornike R2 i R3 od 27000 oma svaki za postavljanje osnovne struje tranzistora, polarne kondenzatore od 16 volti (2 kom. kapaciteta 10 uF) i dva LED izvora. Ovaj krug se napaja putem 5V DC napajanja.

Kolo radi na principu "Darlington para": kondenzatori C1 i C2 se naizmjenično pune i prazne, što uzrokuje otvaranje određenog tranzistora. Kada jedan tranzistor isporučuje napajanje C1, jedna LED dioda svijetli. Nadalje, C2 se nesmetano puni, a bazna struja VT1 se smanjuje, što dovodi do zatvaranja VT1 i otvaranja VT2, a druga LED dioda svijetli.

Koristan savjet! Ako koristite napon napajanja iznad 5V, morat ćete koristiti otpornike s različitim nazivnim vrijednostima kako biste spriječili kvar LED dioda.

Sastavljanje muzike u boji na LED diodama vlastitim rukama

Da biste vlastitim rukama implementirali prilično složene muzičke sheme u boji na LED diodama, prvo morate razumjeti kako funkcionira najjednostavnija muzička shema u boji. Sastoji se od jednog tranzistora, otpornika i LED uređaja. Takav krug se može napajati iz izvora s ocjenom od 6 do 12V. Rad kola nastaje zbog kaskadnog pojačanja sa zajedničkim emiterom (emiterom).

Baza VT1 prima signal različite amplitude i frekvencije. U slučaju da fluktuacije signala pređu navedeni prag, tranzistor se otvara i LED svijetli. Nedostatak ove šeme je zavisnost treptanja od stepena zvučni signal. Dakle, efekat muzike u boji će se pojaviti samo pri određenom stepenu jačine zvuka. Ako je zvuk pojačan. LED lampica će stalno biti upaljena, a kada se smanji, malo će treptati.

Da bi postigli potpuni efekat, koriste muzičku shemu boja na LED diodama s raščlanjivanjem zvučnog raspona na tri dijela. Kolo s trokanalnim pretvaračem zvuka napaja se izvorom od 9V. Ogroman broj muzičkih šema u boji može se naći na internetu na raznim radio-amaterskim forumima. To mogu biti muzičke šeme u boji koje koriste jednobojnu traku, RGB LED traku, kao i šeme za glatko uključivanje i isključivanje LED dioda. Također na mreži možete pronaći šeme svjetla za vožnju na LED diodama.

Dizajn LED indikatora napona uradi sam

Krug indikatora napona uključuje otpornik R1 (promjenjivi otpor 10 kOhm), otpornike R1, R2 (1 kOhm), dva tranzistora VT1 KT315B, VT2 KT361B, tri LED diode - HL1, HL2 (crvena), HLZ (zelena). X1, X2 - 6-voltni izvori napajanja. U ovom krugu preporučuje se korištenje LED uređaja s naponom od 1,5V.

Algoritam rada samostalno izrađenog LED indikatora napona je sljedeći: kada je napon uključen, središnji zeleni LED izvor svijetli. U slučaju pada napona, pali se crvena LED dioda koja se nalazi na lijevoj strani. Povećanje napona uzrokuje da crvena LED dioda koja se nalazi na desnoj strani svijetli. Sa otpornikom u srednjem položaju, svi tranzistori će biti u zatvorenom položaju, a samo centralna zelena LED će primati napon.

Otvaranje tranzistora VT1 događa se kada se klizač otpornika pomakne prema gore, čime se povećava napon. U tom slučaju prestaje dovod napona na HL3 i on se primjenjuje na HL1. Kada pomaknete klizač prema dolje (smanjite napon), tranzistor VT1 se zatvara, a VT2 otvara, što će napajati HL2 LED. Sa malim zakašnjenjem, LED HL1 će se ugasiti, HL3 će jednom treptati i HL2 će se upaliti.

Takav krug se može sastaviti pomoću radio komponenti iz zastarjele opreme. Neki ga sklapaju na tekstuolitu, promatrajući skalu 1:1 s dimenzijama dijelova kako bi svi elementi mogli stati na ploču.

Neograničeni potencijal LED rasvjete omogućava samostalno dizajniranje različitih rasvjetnih uređaja od LED dioda s odličnim karakteristikama i prilično niskom cijenom.

Ekologija potrošnje. Nauka i tehnologija: Kakva je rasvjeta potrebna da bi se dobila potpuno razvijena, velika, mirisna i ukusna biljka sa umjerenom potrošnjom energije?

Intenzitet fotosinteze pod crvenim svjetlom je maksimalan, ali samo pod crvenim svjetlom biljke umiru ili je njihov razvoj poremećen. Na primjer, korejski istraživači su pokazali da kada je osvijetljena čistom crvenom, masa uzgojene salate je veća nego kada je osvijetljena kombinacijom crvene i plave, ali listovi sadrže znatno manje klorofila, polifenola i antioksidansa. Biološki fakultet Moskovskog državnog univerziteta otkrio je da se u listovima kineskog kupusa pod uskim crvenim i plavim svjetlom (u usporedbi s osvjetljenjem natrijumskom lampom) smanjuje sinteza šećera, usporava rast i ne dolazi do cvjetanja.

Rice. 1 Leanna Garfield, Tech Insider - Aerofarms

Kakva je rasvjeta potrebna da bi se dobila potpuno razvijena, velika, mirisna i ukusna biljka sa umjerenom potrošnjom energije?

Kako proceniti energetsku efikasnost lampe?

Glavne metrike za procjenu energetske efikasnosti fitosvetla:

• Fotosintetski fotonski tok (PPF), u mikromolima po džulu, odnosno u broju svjetlosnih kvanta u rasponu od 400-700 nm, koje je emitovala lampa koja je trošila 1 J električne energije.
• Prinos fotonskog fluksa (YPF), u efektivnim mikromolima po džulu, odnosno u broju kvanta po 1 J električne energije, uzimajući u obzir faktor - krivu McCree.

PPF uvijek ispadne malo više od YPF(kriva McCree je normaliziran na jedan i manji je od jedan u većini raspona), tako da je prva metrika korisna za prodavce svjetala. Druga metrika je korisnija za kupce, jer adekvatnije procjenjuje energetsku efikasnost.

HPS efikasnost

Velika poljoprivredna preduzeća ogromno iskustvo Oni koji broje novac i dalje koriste natrijumske lampe. Da, dragovoljno pristaju da okače LED lampe koje su im obezbeđene preko eksperimentalnih kreveta, ali ne pristaju da ih plate.

Od sl. 2 vidi se da efikasnost natrijumske lampe jako zavisi od snage i dostiže maksimum na 600 W. Tipična optimistička vrijednost YPF za natrijumovu lampu 600-1000 W je 1,5 eff. µmol/J. Natrijumske lampe od 70-150 W imaju jedan i po puta manju efikasnost.

Rice. 2. Tipičan spektar natrijumske lampe za biljke (lijevo). Efikasnost u lumenima po vatu i u efektivnim mikromolima komercijalnih natrijumskih lampi za stakleničke marke Cavita, E Papillon, "Galad" i "Reflax" (desno)

Bilo koja LED lampa sa efikasnošću od 1,5 eff. µmol/W i prihvatljiva cijena mogu se smatrati vrijednom zamjenom za natrijumsku lampu.

Sumnjiva efikasnost crveno-plavih fitolampi

U ovom članku ne predstavljamo apsorpcione spektre hlorofila jer je netačno pozivati ​​se na njih u raspravi o korištenju svjetlosnog toka od strane žive biljke. Hlorofil in vitro izolovan i pročišćen, apsorbuje samo crvenu i plavu svetlost. U živoj ćeliji pigmenti apsorbuju svjetlost u cijelom rasponu od 400-700 nm i prenose njenu energiju na hlorofil. Energetska efikasnost svjetlosti u listu određena je krivom " Mc Cree 1972» (Sl. 3).

Rice. 3. V(λ) - kriva vidljivosti za osobu; RQE je relativna kvantna efikasnost za postrojenje ( McCree 1972); σ r I σ fr- krivulje apsorpcije crvenog i dalekog crvenog svjetla fitohromom; B(λ) - fototropska efikasnost plave svjetlosti

Napomena: maksimalna efikasnost u crvenom rasponu je jedan i pol puta veća od minimalne - u zelenom. A ako usredsredite efikasnost na nešto širokom opsegu, razlika postaje još manje primetna. U praksi, preraspodjela dijela energije iz crvenog u zeleni raspon ponekad, naprotiv, pojačava energetsku funkciju svjetlosti. Zeleno svjetlo prolazi kroz debljinu listova do nižih slojeva, efektivna površina listova biljke dramatično se povećava, a prinos, na primjer, zelene salate se povećava.

U radu je proučavana energetska izvodljivost rasvjetnih postrojenja sa uobičajenim bijelim LED lampama.

Karakteristični oblik spektra bijele LED diode određen je:

• ravnoteža kratkih i dugih talasa, u korelaciji sa temperaturom boje (slika 4, levo);
• stepen zauzetosti spektra, koji je u korelaciji sa prikazom boja (slika 4, desno).

Rice. 4. Spektri bijelog LED svjetla sa istim prikazom boja, ali različitim CCT temperaturama boja (lijevo) i sa istom temperaturom boje i različitim prikazom boja Ra(desno)

Razlike u spektru bijelih dioda sa istim prikazom boja i istom temperaturom boje jedva su uočljive. Stoga, parametre zavisne od spektra možemo procijeniti samo temperaturom boje, prikazom boja i svjetlosnom efikasnošću – parametrima koji su napisani na etiketi konvencionalne svjetiljke bijelog svjetla.

Rezultati analize spektra serijskih bijelih LED dioda su sljedeći:

1. U spektru svih bijelih LED dioda, čak i sa niskom temperaturom boje i sa maksimalnim prikazom boja, poput natrijumovih lampi, ima vrlo malo daleko crvene (slika 5).

Rice. 5. Bijeli LED spektar ( LED 4000K Ra= 90) i natrijum svetlo ( HPS) u poređenju sa spektralnim funkcijama osjetljivosti biljke na plavo ( B), crvena ( A_r) i daleko crveno svjetlo ( A_fr)

U prirodnim uvjetima, biljka zasjenjena krošnjom stranog lišća prima više daleko crvene nego blizu, što kod biljaka koje vole svjetlo izaziva "sindrom izbjegavanja sjene" - biljka se rasteže prema gore. Paradajz, na primjer, u fazi rasta (ne sadnica!) Daleko crveno je potrebno da se rastegne, poveća rast i ukupnu zauzetu površinu, a time i prinos u budućnosti.

Shodno tome, pod bijelim LED diodama i pod natrijevom svjetlošću, biljka se osjeća kao pod otvorenim suncem i ne rasteže se prema gore.

2. Plavo svjetlo je potrebno za reakciju "praćenja sunca" (slika 6).

Primjeri korištenja ove formule:

A. Procijenimo za glavne vrijednosti parametara bijele svjetlosti, kolika bi trebala biti osvjetljenje da bi se obezbijedilo, na primjer, 300 eff. za dato prikazivanje boja i temperaturu boje. µmol/s/m2:

Vidi se da upotreba tople bijele svjetlosti visokog prikaza boja omogućava korištenje nešto nižeg osvjetljenja. No, ako uzmemo u obzir da je svjetlosna efikasnost toplih svjetlosnih LED dioda sa visokim prikazom boja nešto niža, postaje jasno da je nemoguće energetski značajno pobijediti ili izgubiti odabirom temperature boje i prikaza boja. Možete samo podesiti udio fitoaktivnog plavog ili crvenog svjetla.

B. Procijenite primjenjivost tipičnog LED svjetla za uzgoj za mikrozelenje opće namjene.

Neka svetiljka veličine 0,6 × 0,6 m troši 35 W, ima temperaturu boje od 4000 TO, prikaz boja Ra= 80 i izlaz svjetlosti 120 lm/W. Tada će njegova efikasnost biti YPF= (120/100)⋅(1.15 + (35⋅80 − 2360)/4000) ef. µmol/J = 1,5 eff. µmol/J. Što će, kada se pomnoži sa potrošenih 35 W, biti 52,5 eff. µmol/s.

Ako se takva svjetiljka spusti dovoljno nisko preko mikrozelenog kreveta površine 0,6 × 0,6 m = 0,36 m 2 i time se izbjegne gubitak svjetlosti sa strane, gustina osvjetljenja će biti 52,5 eff. µmol / s / 0,36m 2 \u003d 145 eff. µmol/s/m 2 . Ovo je otprilike polovina uobičajeno preporučenih vrijednosti. Stoga se i snaga lampe mora udvostručiti.

Direktno poređenje fitoparametara lampi različitih tipova

Uporedimo fitoparametre konvencionalne uredske LED stropne svjetiljke proizvedene 2016. godine sa specijaliziranim fitolampama (slika 7).

Rice. 7. Uporedni parametri tipične natrijumske lampe od 600W za staklenike, specijalizovane LED fitolampe i lampe za opšte osvetljenje prostorija

Može se vidjeti da konvencionalna svjetiljka za opću rasvjetu sa uklonjenim difuzorom prilikom osvjetljavanja biljaka nije inferiorna u energetskoj efikasnosti od specijalizirane natrijumske lampe. Takođe se može vidjeti da je fitolampa crveno-plave svjetlosti (proizvođač nije namjerno naveden) izrađena na nižem tehnološkom nivou, jer ima punu efikasnost (odnos snage svjetlosnog toka u vatima prema snazi ​​koja se troši iz mreže) je inferiornija od efikasnosti kancelarijske lampe. Ali kada bi efikasnost crveno-plave i bijele lampe bila ista, onda bi i fitoparametri bili približno isti!

Takođe se iz spektra može vidjeti da crveno-plava fitolampa nije uskopojasna, njena crvena grba je široka i sadrži mnogo više crvene boje od one bijele LED i natrijumske lampe. U slučajevima kada je potrebna daleko crvena, upotreba takve svjetiljke sama ili u kombinaciji s drugim opcijama može biti prikladna.

Procjena energetske efikasnosti sistema rasvjete u cjelini:

Reakcija biljke na svjetlost: intenzitet izmjene plinova, potrošnja hranjivih tvari iz otopine i procesi sinteze - određuje laboratorija. Reakcije karakteriziraju ne samo fotosintezu, već i procese rasta, cvjetanja, sintezu tvari potrebnih za okus i aromu.

Na sl. 14 prikazuje odgovor biljke na promjenu talasne dužine svjetlosti. Mjeren je intenzitet potrošnje natrijuma i fosfora iz hranljivog rastvora nane, jagoda i zelene salate. Vrhovi na takvim grafikonima su znakovi stimulacije određene kemijske reakcije. Grafikoni pokazuju šta treba isključiti iz punog spektra radi čuvanja nekih opsega - to je kao da uklonite neke od tastera klavira i odsvirate melodiju na ostalim.

Rice. 14. Stimulirajuća uloga svjetlosti za unos dušika i fosfora nane, jagode i zelene salate.

Princip ograničavajućeg faktora može se proširiti na pojedinačne spektralne komponente - za potpuni rezultat, u svakom slučaju, potreban je puni spektar. Povlačenje iz punog spektra nekih dometa ne dovodi do značajnog povećanja energetske efikasnosti, ali "Liebig bure" može raditi - i rezultat će biti negativan.
Primjeri pokazuju da obično bijelo LED svjetlo i specijalizirano "crveno-plavo fitolvjetlo" imaju približno istu energetsku efikasnost pri osvjetljavanju biljaka. Ali širokopojasna bijela sveobuhvatno zadovoljava potrebe biljke, koje se ne izražavaju samo u stimulaciji fotosinteze.

Uklanjanje zelene boje iz kontinuiranog spektra kako bi se svjetlo pretvorilo iz bijele u ljubičasto je marketinški trik za kupce koji žele "posebno rješenje", ali nisu kvalifikovani kupci.

korekcija belog svetla

Najčešće bijele LED diode opće namjene imaju loš prikaz boja. Ra= 80, što je prvenstveno zbog nedostatka crvene boje (slika 4).

Nedostatak crvene boje u spektru može se popuniti dodavanjem crvenih LED dioda lampi. Takvo rješenje promovira, na primjer, kompanija CREE. Logika Liebigovog bureta sugerira da takav dodatak neće škoditi ako je stvarno dodatak, a ne preraspodjela energije iz drugih raspona u korist crvene boje.

Zanimljiv i važan posao obavio je 2013–2016 Institut za biomedicinske probleme Ruske akademije nauka: proučavali su kako dodavanje bijelih LED 4000 svjetlu utiče na razvoj kineskog kupusa. TO / Ra= 70 svjetlosnih uskopojasnih crvenih LED dioda 660 nm.

I saznao sljedeće:

• Pod LED svjetlom, kupus raste na isti način kao i pod natrijem, ali ima više hlorofila (listovi su zeleniji).
• Suha težina usjeva je gotovo proporcionalna ukupnoj količini svjetlosti u molovima koju biljka prima. Više svjetla - više kupusa.
• Koncentracija vitamina C u kupusu blago raste sa povećanjem osvjetljenja, ali značajno raste s dodatkom crvene u bijelo svjetlo.
• Značajno povećanje udjela crvene komponente u spektru značajno je povećalo koncentraciju nitrata u biomasi. Morao sam da optimizujem hranljivi rastvor i uvedem deo azota u amonijumskom obliku, kako ne bih prešao MPC za nitrate. Ali na čisto bijeloj svjetlosti, bilo je moguće raditi samo sa nitratnim oblikom.
• Istovremeno, povećanje udjela crvene boje u ukupnom svjetlosnom toku gotovo da nema utjecaja na masu usjeva. Odnosno, dopuna nedostajućih spektralnih komponenti ne utiče na količinu useva, već na njen kvalitet.
• Veća efikasnost u molovima po vatu crvene LED diode znači da je dodavanje crvene u bijelo također energetski efikasno.

Dakle, dodavanje crvenog bijelom je razumno u posebnom slučaju kineskog kupusa i sasvim moguće u općenitom slučaju. Naravno, uz biohemijsku kontrolu i pravilan odabir gnojiva za određeni usjev.

Opcije za obogaćivanje spektra crvenim svjetlom

Biljka ne zna odakle je došao kvant iz spektra bijele svjetlosti, a odakle "crveni" kvant. Nema potrebe da se pravi poseban spektar u jednoj LED diodi. I nema potrebe da sijate crvenom i bijelom svjetlošću neke od nekih posebnih fitolampa. Dovoljno je koristiti bijelu svjetlost opće namjene i dodatno osvijetliti biljku posebnom crvenom svjetiljkom. A kada je osoba pored biljke, crvena lampa se može isključiti senzorom pokreta kako bi biljka izgledala zeleno i lijepo.

Ali opravdana je i obrnuta odluka - odabirom sastava fosfora, proširite spektar bijelog LED sjaja prema dugim valovima, balansirajući ga tako da svjetlost ostane bijela. I dobijate belo svetlo sa izuzetno visokim prikazom boja, pogodno i za biljke i za ljude.

Posebno je zanimljivo povećati udio crvene boje, povećavajući ukupni indeks prikazivanja boja, u slučaju gradske poljoprivrede – društvenog pokreta za uzgoj biljaka neophodnih čovjeku u gradu, često uz kombinaciju životnog prostora, a time i svjetlosno okruženje čovjeka i biljaka.

Otvorena pitanja

Moguće je identificirati ulogu omjera dalekog i bliskog crvenog svjetla i prikladnost korištenja “sindroma izbjegavanja sjene” za različite kulture. Može se raspravljati na koje je dijelove preporučljivo podijeliti skalu valnih dužina u analizi.

Može se raspravljati da li su biljci potrebne valne dužine kraće od 400 nm ili duže od 700 nm za stimulaciju ili regulatornu funkciju. Na primjer, postoji privatna poruka da ultraljubičasto zračenje značajno utječe na potrošačke kvalitete biljaka. Između ostalog, sorte crvenolisne salate uzgajaju se bez ultraljubičastog svjetla, a rastu zelene, ali prije prodaje se ozrače ultraljubičastim svjetlom, pocrvene i idu na tezgu. Da li je nova metrika tačna? PBAR (biljno biološki aktivno zračenje) opisano u standardu ANSI/ASABE S640, Količine i jedinice elektromagnetnog zračenja za biljke (fotosintetski organizmi, propisuje da se uzme u obzir opseg od 280–800 nm.

Zaključak

Lanci trgovina biraju više ustajale sorte, a onda kupac s rubljom glasa za svjetlije plodove. I gotovo niko ne bira ukus i miris. Ali čim postanemo bogatiji i počnemo da tražimo više, nauka će odmah obezbediti prave sorte i recepte za hranljive rastvore.

A da bi biljka sintetizirala sve što je potrebno za okus i aromu, bit će potrebno osvjetljenje spektrom koji sadrži sve valne dužine na koje će biljka reagirati, odnosno, u općem slučaju, kontinuirani spektar. Možda će osnovno rješenje biti bijelo svjetlo visokog prikaza boja.

Književnost
1. Sin K-H, Oh M-M. Oblik lista, rast i antioksidativni fenolni spojevi dviju sorti salate uzgojenih pod različitim kombinacijama plavih i crvenih dioda koje emituju svjetlost // Hortscience. - 2013. - Vol. 48. – P. 988-95.
2. Ptušenko V.V., Averčeva O.V., Bassarskaya E.M., Berkovich Yu A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., Zhigalova T.V., 2015. Mogući razlozi opadanja rasta kineskog kupusa pod kombinovanom crvenom i plavom svetlošću u poređenju sa visokom uskom svetlosnom trakom - natrijumska lampa pod pritiskom. Scientia Horticulturae https://doi.org/10.1016/j.scienta.2015.08.021
3. Sharakshane A., 2017, Cijelo visokokvalitetno svjetlosno okruženje za ljude i biljke. https://doi.org/10.1016/j.lssr.2017.07.001
4. C. Dong, Y. Fu, G. Liu & H. Liu, 2014., Rast, fotosintetičke karakteristike, antioksidativni kapacitet i prinos biomase i kvaliteta pšenice (Triticum aestivum L.) izložene LED izvorima svjetlosti s različitim kombinacijama spektra
5. Lin K.H., Huang M.Y., Huang W.D. et al. Učinci crvenih, plavih i bijelih dioda koje emituju svjetlost na rast, razvoj i jestivu kvalitetu hidroponski uzgojene salate (Lactuca sativa L. var. capitata) // Scientia Horticulturae. – 2013. – V. 150. – Str. 86–91.
6. Lu, N., Maruo T., Johkan M., et al. Utjecaj dopunske rasvjete sa svjetlećim diodama (LED) na prinos rajčice i kvalitetu jednostrukih biljaka rajčice uzgojenih pri velikoj gustoći sadnje // Environ. kontrolu. Biol. - 2012. Vol. 50. – P. 63–74.
7. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Erokhin A.N., Smolyanina S.O., O.S. Yakovleva, A.I. Znamenski, I.G. Tarakanov, S.G. Radchenko, S.N. Lapach. Obrazloženje optimalnih režima osvetljenja biljaka za prostor staklenika „Vitacikl-T“. Vazdušna i ekološka medicina. 2016. V. 50. br. 4.
8. I. O. Konovalova, Yu. A. Berkovich, A. N. Erokhin, S. O. Smolyanina, O. S. Yakovleva, A. I. Znamenskii, I. G. Tarakanov i S. G. Radchenko, Lapach S.N., Trofimov Yu.V., Tsvirko V.I. Optimizacija sistema LED rasvjete staklenika vitaminskog prostora. Vazdušna i ekološka medicina. 2016. V. 50. br. 3.
9. Konovalova I.O., Berkovich Yu.A., Smolyanina S.O., Pomelova M.A., Erokhin A.N., Yakovleva O.S., Tarakanov I.G. Utjecaj parametara svjetlosnog režima na akumulaciju nitrata u nadzemnoj biomasi kineskog kupusa (Brassica chinensis L.) pri uzgoju sa LED ozračivačima. Agrohemija. 2015. br. 11.

Ako imate bilo kakvih pitanja o ovoj temi, postavite ih stručnjacima i čitateljima našeg projekta.

Napravljeni su na bazi plavog kristala (InGaN) i žutog fosfora, koji vam omogućava da pretvorite plavo zračenje u Bijela boja. Ovom tehnologijom se postiže veći izlaz svjetlosti, a to je i ekonomski isplativo. Sam izraz "fosfor" dolazi od latinskog lumen - svjetlost i grčkog phoros - nosač. Pod djelovanjem raznih vrsta pobuda, ova tvar počinje svijetliti. Za stvaranje bijelih LED dioda koristi se žuti fosfor - ovo je modificirani itrij-aluminij granat dopiran trovalentnim cerijumom. Tako se postiže spektar luminiscencije sa maksimalnom talasnom dužinom od 530..560 nm. Da biste dobili LED sa hladnim svjetlom, fosforu se dodaju aditivi galijuma, a tamnim svjetlom dodaci gadolinijuma. Zauzvrat, svjetski proizvođači rasvjetnih LED dioda u svojoj proizvodnji koriste fosfore sa sljedećim parametrima:

1 Talasna dužina maksimalne emisije fosfora
2 Dominantna talasna dužina emisije fosfora
3 Korelirana temperatura boje LED emisije

A u ovoj tabeli možete saznati koeficijent konverzije fosfora prema svjetlosnom toku:

Analizirajmo trenutnu vrijednost od 350 mA kao primjer. Pri ovoj vrijednosti svjetlosni tok iz originalnog kristala plave svjetlosti iznosi 11,5 lm, a s fosforom na bazi istog kristala bit će 3 puta veći (oko 34,5 lm). U praksi se ispostavlja da je tako razne opcije Za bijele rasvjetne LED diode sa fosforom, odnos dobijenog bijelog svjetlosnog toka i početnog plavog može doseći i do 5, a po pravilu u većini LED dioda poznatih kompanija ima vrijednost od najmanje 4, što označava kvalitet fosfora i stepen do kojeg njegova svojstva odgovaraju karakteristikama originalnog plavog kristala.

Ali i kada se koristi fosfor, dolazi do gubitka optičke snage pri prelasku s plave na bijelo svjetlo. Gubici mogu doseći i do 25% pri različitim gustoćama struje. To može biti zbog gubitaka direktno tokom reemisije fosfora, i sa promjenom spektralnog sastava zračenja plavog kristala s promjenom struje.

Degradacija fosfora u bijelim LED diodama

Uništavanje (degradacija) fosfora uzrokovano je radom LED diode s neispravnim ili kršenjem procesa uklanjanja topline. Takav utjecaj na fosfor može dovesti samo do smanjenja svjetline LED-a, kao i do promjene nijanse njegovog sjaja. Znak snažne degradacije fosfora je jasno vidljiva plava nijansa sjaja, jer njegov spektar počinje dominirati nad vlastitim zračenjem LED kristala.

Postoje dva uobičajena načina da se postigne dovoljno bijelog svjetla pomoću LED dioda. Prvi je kombinacija tri osnovne boje čipsa - crvene, zelene i plave - u jednom kućištu. Miješanjem ovih boja dobija se bijela boja, osim toga, promjenom intenziteta primarnih boja, dobiva se bilo koja nijansa boje koja se koristi u proizvodnji. Drugi način je korištenje fosfora za pretvaranje zračenja iz plave ili ultraljubičaste LED u bijelo. Sličan princip se koristi u fluorescentnim lampama. Trenutno prevladava druga metoda zbog niske cijene i veće svjetlosne snage fosfornih LED dioda.

Fosfori

Fosfori (izraz dolazi od latinskog lumen - svjetlost i grčkog phoros - nosač), to su tvari koje mogu svijetliti pod utjecajem raznih vrsta ekscitacija. Prema načinu ekscitacije razlikuju se fotoluminofori, rendgenski luminofori, radioluminofori, katodoluminofori, elektroluminofori. Neki fosfori su mješoviti tipovi pobude, na primjer, foto-, katodo- i elektroluminofor ZnS·Cu. Prema hemijskoj strukturi razlikuju se organski luminofori - organoluminofori i neorganski - fosfor. Fosfori koji imaju kristalnu strukturu nazivaju se kristalni fosfori. Odnos emitovane energije i apsorbovane energije naziva se kvantni prinos.

Sjaj fosfora je određen i svojstvima osnovne supstance i prisustvom aktivatora (nečistoće). Aktivator stvara centre luminiscencije u glavnoj supstanci (bazi). Naziv aktiviranih fosfora sastoji se od naziva baze i aktivatora, na primjer: ZnS·Cu,Co znači ZnS fosfor aktiviran bakrom i kobaltom. Ako je baza miješana, tada se prvo navode nazivi baza, a zatim aktivatori, na primjer, ZnS, CdS Cu, Co.

Pojava luminiscentnih svojstava u anorganskim supstancama povezana je s formiranjem fosforne baze u kristalnoj rešetki tokom sinteze strukturnih i nečistoća. Energija koja pobuđuje fosfor može se apsorbirati i od strane luminiscentnih centara (apsorpcija aktivatora ili nečistoća) i od strane fosforne baze (osnovna apsorpcija). U prvom slučaju, apsorpcija je praćena ili prijelazom elektrona unutar elektronske ljuske na više energetske razine, ili potpunim odvajanjem elektrona od aktivatora (formira se “rupa”). U drugom slučaju, kada energiju apsorbira baza, u osnovnoj supstanci nastaju rupe i elektroni. Rupe mogu migrirati kroz kristal i lokalizirati se u centrima luminiscencije. Zračenje nastaje kao rezultat vraćanja elektrona na niže energetske nivoe ili kada se elektron rekombinuje sa rupom.

Luminofori, u kojima je luminiscencija povezana s formiranjem i rekombinacijom suprotnih naboja (elektrona i rupa), nazivaju se rekombinacija. Osnova za njih su jedinjenja tipa poluvodiča. U ovim fosforima, kristalna rešetka baze je medij u kojem se razvija proces luminescencije. To omogućava da se, promjenom sastava baze, u velikoj mjeri variraju svojstva fosfora. Promjena pojasnog razmaka kada se koristi isti aktivator glatko mijenja spektralni sastav zračenja u širokom rasponu. Ovisno o primjeni, postavljaju se različiti zahtjevi za parametre fosfora: tip pobude, ekscitacijski spektar, emisioni spektar, izlaz zračenja, vremenske karakteristike (vrijeme porasta sjaja i trajanje naknadnog sjaja). Najveća raznolikost parametara može se dobiti za kristalne fosfore promjenom aktivatora i sastava baze.

Spektar ekscitacije različitih fotoluminofora je širok, od kratkotalasnog ultraljubičastog do infracrvenog. Spektar emisije je također u vidljivom, infracrvenom ili ultraljubičastom području. Spektar emisije može biti širok ili uzak i jako zavisi od koncentracije fosfora i aktivatora, kao i od temperature. Prema Stokes-Lommelovom pravilu, maksimum emisionog spektra je pomjeren od maksimuma apsorpcionog spektra prema dugim valovima. Osim toga, emisioni spektar obično ima značajnu širinu. To je zbog činjenice da se dio energije koju apsorbira fosfor raspršuje u njegovoj rešetki, pretvarajući se u toplinu. Posebno mjesto zauzimaju "anti-Stokes" fosfori, koji emituju energiju u višem području spektra.

Energetski prinos fosfornog zračenja zavisi od vrste pobude, njegovog spektra i mehanizma konverzije. Smanjuje se s povećanjem koncentracije fosfora i aktivatora (koncentraciono gašenje) i temperature (temperaturno gašenje). Jačina sjaja se povećava od početka ekscitacije za različit vremenski period. Trajanje naknadnog sjaja određeno je prirodom transformacije i vijekom trajanja pobuđenog stanja. Organoluminofori imaju najkraće vrijeme naknadnog sjaja, a kristalni fosfori najduže.

Značajan dio kristalnih fosfora su poluvodički materijali s pojasnim razmakom od 1-10 eV, čija je luminiscencija posljedica nečistoće aktivatora ili defekata u kristalnoj rešetki. U fluorescentnim lampama se koriste mješavine kristalnog fosfora, na primjer, mješavine MgWO4 i (ZnBe) 2 SiO4 · Mn] ili jednokomponentni fosfori, na primjer, kalcijum halofosfat aktiviran sa Sb i Mn. Fosfori za potrebe osvjetljenja biraju se tako da njihov sjaj ima spektralni sastav blizak spektru dnevne svjetlosti.

Organski fosfor može imati visok prinos i brzinu. Boja fosfora se može odabrati za bilo koji vidljivi dio spektra. Koriste se za luminiscentnu analizu, proizvodnju luminiscentnih boja, indeksa, optičko izbjeljivanje tkanina itd. Organski luminofori su se proizvodili u SSSR-u pod robnom markom Luminora.

Fosfor u procesu rada podložan je promjenama parametara tokom vremena. Ovaj proces se naziva starenje (degradacija) fosfora. Starenje je uglavnom uzrokovano fizičkim i kemijskim procesima kako u sloju fosfora tako i na njegovoj površini, pojavom neradijacijskih centara i apsorpcijom zračenja u promijenjenom sloju fosfora.

Fosfor u LED-u

Bijele LED diode se najčešće prave od plavog InGaN kristala i žutog fosfora. Žuti fosfori koje koristi većina proizvođača su modificirani itrijum aluminijski granat dopiran trovalentnim cerijumom (YAG). Spektar luminiscencije ovog fosfora karakteriše maksimalna talasna dužina od 530..560 nm. Dugotalasni dio spektra je duži od kratkovalnog dijela. Modifikacija fosfora sa dodatkom gadolinija i galijuma omogućava pomeranje maksimuma spektra u hladno područje (galijum) ili u toplo područje (gadolinijum).

Spektralni podaci fosfora korištenog u Creeu su zanimljivi. Sudeći po spektru, u sastav bijelog LED fosfora, pored YAG-a, dodat je i fosfor sa crvenim pomaknutim maksimumom emisije.

Za razliku od fluorescentnih lampi, fosfor koji se koristi u LED diodama ima duži vijek trajanja, a starenje fosfora je uglavnom određeno temperaturom. Fosfor se najčešće nanosi direktno na LED čip, koji je veoma vruć. Ostali uticaji na fosfor su od mnogo manjeg značaja za životni vek. Starenje fosfora dovodi ne samo do smanjenja svjetline LED-a, već i do promjene nijanse njegovog sjaja. Uz jaku degradaciju fosfora, jasno je vidljiva plava nijansa sjaja. To je zbog promjene u svojstvima fosfora i činjenice da spektar počinje dominirati nad vlastitim zračenjem LED čipa. Uvođenjem tehnologije (remote phosphor) smanjuje se utjecaj temperature na brzinu razgradnje fosfora.

Sobne biljke nemaju uvijek dovoljno svjetla kod kuće. Bez toga, njihov razvoj će biti spor ili pogrešan. Da biste to izbjegli, možete instalirati LED diode za biljke. Upravo je ova lampa u stanju dati potreban spektar boja. široko se koristi za osvjetljavanje staklenika, zimskih vrtova, zatvorenih vrtova i akvarija. Dobro zamjenjuju sunčevu svjetlost, jeftine su i imaju dug vijek trajanja.

Fotosinteza biljaka je proces koji se odvija uz dovoljno svjetla. Sljedeći faktori također doprinose ispravnom: temperatura okoline, vlažnost, svjetlosni spektar, dužina dana i noći, dovoljno ugljika.

Određivanje dovoljnosti svjetlosti

Ako odlučite instalirati svjetiljke za biljke, onda to morate učiniti što je moguće ispravnije. Da biste to učinili, morate odlučiti koje biljke nemaju gredu, a koje će biti suvišne. Ako je osvjetljenje dizajnirano u stakleniku, tada je potrebno predvidjeti zone s različitim spektrom. Zatim biste trebali odrediti broj samih LED dioda. Profesionalci to rade posebnim uređajem - luxmetrom. Možete i sami napraviti proračune. Ali morate malo kopati i dizajnirati pravi model.

Ako je projekt za staklenik, postoji jedno univerzalno pravilo za sve vrste izvora svjetlosti. Kada se visina ovjesa poveća, osvjetljenje se smanjuje.

LED diode

Spektar zračenja boja je od velike važnosti. Optimalno rješenje bi bile crvene i plave LED diode za biljke u omjeru dva prema jedan. Koliko će vati uređaj imati nije velika stvar.

Ali češće se koristi jednovatno. Ako postoji potreba da sami instalirate diode, onda je bolje kupiti gotove trake. Možete ih popraviti ljepilom, dugmadima ili vijcima. Sve zavisi od predviđenih rupa. Postoji mnogo proizvođača takvih proizvoda, bolje je odabrati poznatog, a ne bezličnog prodavača koji ne može dati garanciju za svoj proizvod.

Talasna dužina svjetlosti

Spektar prirodne sunčeve svjetlosti sadrži i plavu i crvenu. Oni omogućavaju biljkama da razviju masu, rastu i donose plodove. Kada je zračen samo plavim spektrom talasne dužine od 450 nm, predstavnik flore će biti podrastao. Takva biljka neće se moći pohvaliti velikom zelenom masom. Takođe će loše uroditi plodom. Kada se apsorbuje u crvenom opsegu talasne dužine od 620 nm, razvijaće korenje, dobro cvetati i donositi plodove.

Prednosti LED dioda

Kada je biljka osvijetljena, ona ide cijelim putem: od klice do ploda. Istovremeno, tokom ovog vremena, samo će cvjetati tokom rada luminiscentnog uređaja. LED diode za biljke se ne zagrijavaju, tako da nema potrebe za čestim provjetravanjem prostorije. Osim toga, ne postoji mogućnost termičkog pregrijavanja predstavnika flore.

Takve lampe su nezamjenjive za uzgoj sadnica. Usmjerenost spektra zračenja doprinosi činjenici da izdanci za kratko vrijeme ojačaju. Još jedna prednost je niska potrošnja energije. LED diode su tek na drugom mjestu Ali one su deset puta ekonomičnije LED diode za biljke traju i do 10 godina. - od 3 do 5 godina. Ugradnjom takvih lampi dugo vremena nećete morati da brinete o njihovoj zamjeni. Takve lampe ne sadrže štetne tvari. Uprkos tome, njihova upotreba u staklenicima je veoma poželjna. Danas tržište predstavlja veliki broj različitih dizajna takvih lampi: mogu se objesiti, pričvrstiti na zid ili plafon.

Minusi

Da bi se povećao intenzitet zračenja, LED diode se sklapaju u veliku strukturu. Ovo je nedostatak samo za male prostorije. U velikim staklenicima to nije neophodno. Nedostatak se može smatrati visokim troškovima u odnosu na analogne - fluorescentne svjetiljke. Razlika može biti i do osam puta veća od vrijednosti. Ali diode će se isplatiti nakon nekoliko godina rada. Oni mogu uštedjeti mnogo energije. Smanjenje luminiscencije se opaža nakon isteka garantnog roka. Sa velikom površinom staklenika, potrebno je više rasvjetnih tačaka u odnosu na druge vrste svjetiljki.

Luminaire Radiator

Toplota se mora ukloniti iz uređaja. Bolje će to učiniti radijator koji je izrađen od aluminijskog profila ili čeličnog lima. Manje rada zahtijevat će korištenje gotovog profila u obliku slova U. Izračunavanje površine radijatora je jednostavno. Trebao bi biti najmanje 20 cm 2 po 1 vatu. Nakon što su svi materijali odabrani, možete sve skupiti u jedan lanac. LED diode za rast biljaka najbolje se mijenjaju po boji. Tako će se postići ujednačeno osvetljenje.

PhytoLED

Takav novi razvoj kao što je fito-LED može zamijeniti konvencionalne parnjake koji sijaju samo u jednoj boji. Novi uređaj u jednom čipu sakupio je neophodnu paletu LED dioda za biljke. Potreban je za sve faze rasta. Najjednostavnija fitolampa se obično sastoji od bloka sa LED diodama i ventilatora. Potonji se, zauzvrat, može podesiti po visini.

Dnevne lampe

Fluorescentne lampe su dugo ostale na vrhuncu popularnosti u kućnim baštama i voćnjacima. Ali takve lampe za biljke ne odgovaraju spektru boja. Sve više ih zamjenjuju fito-LED ili fluorescentne sijalice posebne namjene.

natrijum

Tako jako svjetlo zasićenja, poput natrijevog aparata, nije pogodno za smještaj u stanu. Njegova upotreba je svrsishodna u velikim staklenicima, baštama i zimskim vrtovima u kojima su biljke osvijetljene. Nedostatak takvih lampi je njihov niski učinak. Oni pretvaraju dvije trećine energije u toplinu, a samo mali dio odlazi na svjetlosno zračenje. Osim toga, crveni spektar takve lampe je intenzivniji od plavog.

Aparat izrađujemo sami

Najlakši način da napravite lampu za biljke je da koristite traku koja ima LED diode. Trebaju crveni i plavi spektri. Oni će biti povezani na napajanje. Potonji se mogu kupiti na istom mjestu kao i trake - u prodavnici željeza. Potreban vam je i nosač - ploča veličine površine osvjetljenja.

Proizvodnja treba započeti čišćenjem panela. Zatim možete zalijepiti diodnu traku. Da biste to učinili, morate ukloniti zaštitni film i zalijepite ljepljivu stranu na ploču. Ako morate rezati traku, tada se njeni dijelovi mogu spojiti lemilom.

LED diode za biljke ne trebaju dodatnu ventilaciju. Ali ako je sama prostorija slabo ventilirana, tada je preporučljivo postaviti traku na metalni profil (na primjer, aluminij). Načini osvjetljenja cvijeća u prostoriji mogu biti sljedeći:

• za one koji rastu daleko od prozora, na zasjenjenom mjestu, bit će dovoljno 1000-3000 luksa;
• za biljke kojima je potrebna difuzna svjetlost, vrijednost će biti do 4000 luksa;
• predstavnici flore kojima je potrebno direktno osvjetljenje - do 6000 luksa;
• za tropske i one koje donose plodove - do 12.000 luksa.

Ako želite da vidite sobne biljke u zdravom i lijep pogled, potrebno je pažljivo zadovoljiti njihovu potrebu za osvjetljenjem. Dakle, saznali smo prednosti i nedostatke za biljke, kao i spektar njihovih zraka.