[Logo www.acvariu.ro]

Acvariu.ro - forum - Cea dintai comunitate a acvaristilor
  [Search] Search   [Recent Topics] Recent Topics   [Hottest Topics] Hottest Topics   [Top Downloads] Top Downloads   [Members] Member Listing   [Groups] acvariu.ro 
[Register] Register / 
[Login] Login 
Iluminat cu LED-uri pentru acvariu plantat  XML
Forum Index » Atelier (DIY) & Hardware
Author Message
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Pentru ca nu am gasit informatii concludente asupra iluminatului cu LED-uri la plantate (aici va astept si cu link-uri catre articole unde s-a discutat problema - cu concluzii nu cu constructia propriu-zisa) imi propun mai intai un proiect teoretic, dupa care si practic (daca sunt sanatos si la punga gros ). Vorbim de acvarii mari nu de cuburi si cubulete pe care le poti ilumina si cu lanterna, ba chiar s-ar putea sa apara si alge de la prea multa lumina (eu si Ricardo stim de ce pentru ca avem lanterne de 1200 lm cu care ne mandrim, sic! )
Pe masura ce mai avansez cu proiectul o sa pun informatiile aici. Acum compar oferte si fac combinatii de spectre, etc. si de aceea am deschis un topic dedicat surselor de unde se pot achizitiona componentele (http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/0/27600.page#p221938)

As vrea sa despart iluminatul de vizionare de cel util plantelor. Doar 1-2 ore pe zi acvariul este privit deci cel putin din punct de vedere energetic se pierde foarte mult pe emisie de lumina in spectre care nu sunt utilizate de plante...
Teoretic lumina alba este energofaga pentru plante, care nu au nevoie de spectrul galben si cel verde => se consuma inutil energie pentru emisia de lumina in aceste spectre. Daca reusim sa facem o lampa care emite doar in spectrele Utilizate de plante va fi din punctul de vedere consumului de energie cel mai eficienti.
Ca si tipuri mari de LED-uri am identificat urmatoarele: Alb 7000-6500k, alb 5700k, alb 2700k, red, deep red 660nm, red-orange, blue, royal blue, Total Spectrum Violet UV 400-410nm, cyan, green, Moonlight. Unele sunt doar pentru aspect cand acvariul este privit (alburile in general, cyan, green, Moonlight), restul pentru spectru util plantelor. Deoarece inca nu am gasit o "reteta" am in plan sa dimez separat fiecare grup de LED-uri.

Pentru Lucian si Mosu: ca tot discutam de numarul de canale de dimmare necesar unui controller de acvariu pentru plantate: eu am ajuns la 12 canale (vezi mai sus) La astea ar mai trebui sa pun si ceva pentru fulgere dar nu am aprofundat inca daca trebuie led-uri speciale si/sau driver special/dedicat... Cred ca daca sunt prevazute 16 canale acoperim cerintele celor mai pretentiosi clienti (sau 8 canale standard si un modul separat cu extensie de 16 canale - am vazut niste proiecte cu interfete din astea I2C cu 16 canale PWM si care mai erau si universale 5-10V).

Mai sunt si alte aspecte pe care inca nu le-am elucidat si nu imi sunt clare si despre care as vrea sa va spuneti parerea:
- in ce sa calculez teoretic proportia intre culori - lumenii ar fi o unitate la indemana...
- se poate echivala in unitati gasite mai sus tuburile de neon cu LED-urile - spre exemplu daca o lampa cu tuburi cu neon are 5000lm teoretic ar trebui sa asigur o cantitate egala cu LED-uri. Unde pot gasi informatii despre fluxurile luminoase ale tuburilor Giessmann (am gasit ceva de genul 3500-3700 lm la tuburile de 54W si nu imi suna bine...).
- care ar fi proportia intre lumina din spectrul X si cea din spectrul Y, macar ca ordin de marime pentru ca pentru fineturi avem dimarea. Ceva en-gross de genul la 5lm Red 10lm Blue sau invers, ca sa nu dam banii degeaba
unghiul de emisie sau daca trebuie sau nu reflector si/sau lentila (la lentile in mod cert dupa 1-2 ani exista o schimbare a transparentei si respectiv a fluxului si spectrului "taiat" de acestea.
- LED-uri mari (4-5W) mai eficiente energetic dar fiind mai putine gradul de acoperire este mic si exista tendinta de lumina punctiforma cu diferente de PUR sau LED-uri mai mici (1W) care in general sunt mai putin eficiente energetic (lm/W), solutia mai scumpa per total dar asigura o acoperire buna.
- cu LED-uri de culori diferite grupate astfel incat sa para o sursa de lumina unitara cu o culuare care rezulta din combinarea lor (se preteaza la led-uri mici si multe) sau raspandite cat de cat uniform pe suprafata lampii
- sistemul de alimentare sa fie sus in lampa sau in masca
- sistemul de racire
- comanda si dimarea sistemului

LE: Referitor la limbaj si unitati de masura trebuie sa deosebim masurarea Radiometrica (in care masuram puterea electromagnetica a radiatiilor) si optica/fotometrie (in care discutam despre lumina din perspectiva ochiului uman - oare ne va trebui o alta stiinta pentru ochiul de vultur? smilie )
Surse de informatii primare:
- http://en.wikipedia.org/wiki/Radiometry
- http://en.wikipedia.org/wiki/Photometry_(optics)

This message was edited 2 times. Last update was at 22/01/2014 19:41:06

kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Foarte buna initiativa Lucian, si ai tot suportul meu

Proportia intre culori poti sa o calculezi in lumeni, dar cred ca o mai buna varianta
ar fi folosirea PAR metrului (avem unul ) si raportarea la valorile PAR.
O sugestie ar fi achizitionarea a cate unui led din fiecare tip pe care vrei sa
il folosesti (parca 12 diferite) si masurarea cu PAR metrul a fiecarui led in parte,
la diferite adancimi in apa: deasupra apei, imediat sub apa, la 25 cm sub apa, si la
fundul acvariului 50 cm sub apa. Apoi facut un tabel cu valorile obtinute, corelat eventual
cu tabelul de corectii de la Apogee in functie de tipul ledului, dupa care te poti hotara in
ce proportie sa folosesti ledurile. La partea cu proporatia nu am prea multe sugestii,
pentru ca ce merge la corali nu merge la plante, totusi cred ca ar trebui folosite majoritar
leduri in spectrul rosu si rosu intens (deep red) si de asemenea leduri albastre si royal albastre.
Ultimele in cantitate mai mica decat cele rosii.

Parca citisem un articol interesant pe tema asta si destul de recent, trebuie sa imi aduc aminte
unde si sa il caut in lista cu boomarkuri.

O seara placuta,
Dragos

Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
koala
Batran si obosit
[Avatar]

Joined: 05/03/2002 02:00:00
Messages: 21530
Location: Bucuresti
IP:
Online

Incepe sa ma doara capu' ...

Samson & Delilah (2002) - Marele African (2007) - Angels in heaven (2010) - Life is like a box of chocolates (2011) - Nemo's House (2012) - The Big One (2012) - Cubul (2013) - The Return (2014) - Back to the roots (2015)
kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline



http://www.plantphysiol.org/content/58/6/761.full.pdf

Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

koala wrote:Incepe sa ma doara capu' ...

Te vom invita la final, conlcuzii, sampanie, etc.

Testele ar trebui facute si la distante diferite de axa la fiecare nivel... Partea mai rea este ca daca voi cumpara cate un LED din fiecare trebuie sa fac cate un montaj pentru fiecare led pentru a fi alimentat in curent constant (cum va fi in montajul final cu driverele profi de curent constant si tensiune reglabila care nu se pot utiliza deoarece au un numar minim de led-uri pe care le poti pune) si sa pot varia tensiunea ca sa vad optimul. Si de aici o noua intrebare la lista de mai sus:

- cat sub limita maxima ar fi bine sa se coboare alimentarea unui led pentru a fi un optim intre durata de viata/flux luminos/temperatura???

kirucd wrote:http://www.plantphysiol.org/content/58/6/761.full.pdf

Multam - l-am bagat la colectie Articolul este interesant asupra relatiei de uptake, CO2, pH, Oxigen, temperatura si orele zilei (spectru) dar atinge doar colateral problema noastra.
kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Ia mai vezi un articol interesant, este un studiu despre cresterea salatei sub leduri rosii si albastre:

http://hortsci.ashspublications.org/content/48/8/988.abstract

O seara placuta,
Dragos

Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Dragos din primul articol, luat acum mai la amanunt am retinut niste date foarte importante pentru proiectul de fata;
- Light saturation of photosynthesis occurred at 600 to 700 ueinsteins/m2 sec in each species grown under full sunlight.
- Most photosynthetic activity occurred in the morning when the free CO2 was highest and O2 and solar radiation lowest.

In Tabelul 1 ne este data activitatea de "respiratie oxigen" a plantei in functie de ciclul diurn. Se observa ca maximum de activitate (eliberare de oxigen) este in perioada 5.30-12; 12-16 foarte mic iar intre 16 si 5.30 este uptake de oxigen. Deci in perioada 5.30-12 maximum de activitate al plantei are loc deoarece:
- in perioada respectiva lumina este cea mai "buna"
- in perioada asta este cantitatea cea mai mare de CO2 liber
- dupa ora 12 se ajunge la limita de saturatie (vezi observatia de mai sus)
Din cate stiu eu in perioada diminetii radiatiile UV sunt cele mai mari... Citisem in mai multe locuri de zona din jurul valorii de 400nm. Este reprezentata cam in toate graficele de absorbtie a clorofilei. De aceea am in lista de LED-uri si niste leduri Total Spectrum Violet UV LED 400-420nm.

[Thumb - uptake.jpg]

[Thumb - clorofila1.jpg]

[Thumb - clorofila3.jpg]

[Thumb - clorofila2.jpg]

kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Observatia asta cu ledul cu spectru violet este valabila inclusiv in ocean pentru corali,
de aceea foarte multe lampi aparute in ultimul timp pe piata au leduri violet

Imi pare bine ca ti-am dat material de studiu, mai cautam

O seara placuta,
Dragos

P.S. poate la un moment dat reusesti sa inchegi un mic articol (sau mai mare ) care
sa evidentieze aceste lucruri, dupa cum se vede nu e importanta doar ce lumina este, ci si
cand are cea mai buna perioada si legat de asta si fertilizarea trebuie facuta in acea perioada.
Relatiile intre CO2, lumina, fertilizanti, si foarte important cand si cum, pot fi baza acestui articol.
Si cum tu ai mult mai multa experienta decat mine cu buruienile ... Sa ai spor!

This message was edited 1 time. Last update was at 06/01/2014 23:17:21


Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

kirucd wrote:Ia mai vezi un articol interesant, este un studiu despre cresterea salatei sub leduri rosii si albastre:

http://hortsci.ashspublications.org/content/48/8/988.abstract

O seara placuta,
Dragos


Buna sursa M-am scufundat in citit Din pacate doar pagina de sumar pentru ca articolele intregi sunt cu plata...
Inca doua bune din sursa de mai sus:
http://hortsci.ashspublications.org/content/48/12/1478.abstract?sid=d61e6ef3-507b-4b3d-850e-4374440f0197
http://hortsci.ashspublications.org/content/48/4/504.abstract?sid=d61e6ef3-507b-4b3d-850e-4374440f0197
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Din ciclul eu intreb tot eu raspund, sa vedem un sumar al lecturii de ieri pana tarziu in noapte (sunt nefiltrate, nedigerate si doar puse pe masura ce citeam si imi faceau cu ochiul):
- coeficientii de absorbtie a luminii in coloana de apa nu depind de salinitatea apei si temperatura apei pentru spectrul PAR (400-700nm)
- exista un punct de saturatie de fotosinteza (Photosynthetic Saturation) peste care, oricat crestem intensitatea luminoasa, rata de fotosinteza ramane constanta. Acest punct este o caracteristica a fiecarei plante.
- in foarte multe experimente au utilizat si led-uri de culoare verde (cu toate ca aceasta culoare nu apare ca ar contribui la fotosinteza)
- pe fond 10% Blue (446nm) si 10% Green (516nm) – restul de 80% fiind combinatii de orange (O; peak = 596 nm) / red (R; peak = 634 nm) / hyper red (HR; peak = 664 nm) = nu au existat deosebiri semnificative
- Deosebire intre 3 tipuri de lumina alba (rece, neutra si calda) cu 11%, 19% ?i 28% lumina albastra si Red si HyperRed au fost la fel:
........= Indiferent de cantitatea de lumina albastra toate plantele s-au dezvoltat “cantitativ” (cantitatea de materie uscata) la fel in schimb au aparut deosebiri la aspect/morfologice
........= Lumina albastra cu radiatie scazuta din lumina alba calda duce la tulpini lungi si frunze extinse fata de lumina albastra cu radiatii inalte din lumina rece a dus la o crestere mai compacta
........= cantitatea de lumina influenteaza diferentele morfologice, la o cantitate mai mica de lumina diferentele aparute intre diferitele tipuri de lumina albastra sunt mai mari.
- Lumina rosie 100% dezvolta mult mai mult sistemul radicular fata de lumina alba (cea mai slaba dezvoltare – de 9 ori mai scazuta), albastra 100% sau cea 50/50% Rosie/albastra (ultimele doua la egalitate). Tot lumina rosie a promovat cresterea de frunze noi. Cea mai mare crestere a masei plantelor a avut loc sub lumina combinata rosu-albastru
- efectele diverselor proportii de lumina rosie-albastra:
........= indicii de forma a frunzelor a fost acelasi indiferent de proportie cu singura exceptie ca la 100% rosu frunzele sunt mai alungite.
........= Cu cat procentul de albastru a fost mai scazut cu atat indicii de crestere (greutate, lastari si frunze) au fost mai mari.
........= Continutul de clorofila (si alte substante) mai mare cu cat creste proportia de lumina albastra
- Adaugarea de 24% lumina verde (500-600 nm) la o combinatie de LED-uri rosii si albastre (tratament RGB) a imbunatatit rata de crestere a plantelor.
- statiile de epurare cu lumina RGB au produs mai multa biomasa decat cele cu lumina fluorescenta alb-rece si in general ca cele cu lumina alba de spectru larg.
- lumina rosie in lipsa luminiii albastre a fost utila in cresterea biomasei dar a dus la o forma anormala a frunzelor si are o influenta negativa asupra substantelor polifenolice si antioxidante

Sursele:
http://scholarsarchive.library.oregonstate.edu/xmlui/bitstream/handle/1957/27852/ZaneveldRonaldCEOASAbsorptionAttenuationVisible.pdf?sequence=1
http://hortsci.ashspublications.org/content/45/12/1809.abstract?sid=103f879c-b8d7-4700-b663-f2db5a529380
http://hortsci.ashspublications.org/content/48/4/504.abstract?sid=d61e6ef3-507b-4b3d-850e-4374440f0197
http://hortsci.ashspublications.org/content/48/8/988.abstract
http://hortsci.ashspublications.org/content/47/10/1490.abstract?sid=d61e6ef3-507b-4b3d-850e-4374440f0197
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/11/131119101108.htm
http://hortsci.ashspublications.org/content/39/7/1617.abstract?sid=e173cb1f-254b-4ad7-acfb-e03ee9e16155
http://hortsci.ashspublications.org/content/48/12/1478.abstract?sid=d61e6ef3-507b-4b3d-850e-4374440f0197
http://www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120911195853.htm
http://hortsci.ashspublications.org/content/44/1/79.abstract?sid=c587283c-10f2-4ed0-853d-d968b9ba2ad3
http://hortsci.ashspublications.org/content/43/7/2243.abstract?sid=c587283c-10f2-4ed0-853d-d968b9ba2ad3

This message was edited 2 times. Last update was at 14/01/2014 01:18:29

Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Inca doua diagrame interesante salvate in decursul documentarilor.
Primul este un grafic cu valorile PAR la diverse adancimi pentru mai multe lampi din comert
In al doilea grafic este redata absorbtia luminii la diverse adancimi pe tot spectrul. Se observa ca in gama acvaristicii nu prea exista o atenuare a vreunei lungimi de unda fapt care rezulta si din documentul http://scholarsarchive.library.oregonstate.edu/xml...enuationVisible.pdf?sequence=1.
[Thumb - PAR_lampi.png]

[Thumb - absorbtie.png]

kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Bravos nenea Lucian
De aici incolo incepem sa construim pe cheletul prezentat de tine.
Cred ca ar trebui sa faci acest topic sticky

Revin mai pe seara

O seara placuta,
Dragos

Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Si un grafic care prezinta datele achizitionate pe parcursul unei zile dintr-o padure din zona tropicala (sursa: situl de prezentare a PAR-metrelor Apogee http://www.advancedaquarist.com/2013/9/review). Asa cum ne atentiona si Dragos este interesanta perioada scurta dar intensa de lumina. ESte o caracteristica a plantelor care cresc la baza unor arborescente si care primesc lumina puternica doar cateva ore, cand soarele este perpendicular pe sol si patrunde printre frunze.
Eu am testat si am ajuns la concluzia ca cele mai multe plante prefera o perioada totala de lumina mai scurta (in jur de 7-8 ore) dar care cuprinde si o perioada de iluminat puternic (1-3 ore) decat o perioada totala de lumina mai lunga (10-12 ore) si cu un flux luminos uniform si mai slab. Nu incurajez pentru acvarii plantate nici programul de iluminat cu pauza la jumatatea zilei.
[Thumb - image_full.png]

Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

In cautarile mele despre LED-uri, caracteristici si furnizori am dat peste un producator LUMEX (http://www.lumex.com/products/detail/agricultural_led_lightbars) care produce si niste bare cu LED-uri pentru agricultura. Pentru a beneficia de cercetarile lor ii citez:
LUMEX wrote:Academic research has demonstrated that optimal light exposure for chlorophyll absorption is obtained when plants are exposed to red (640 nm to 660 nm) and blue (450 nm to 460 nm) light sources.

Nu aduce noutati dar este o reconfirmare dintr-o alta sursa.
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

In timpul documentarii am descoperit ca unii termini utilizati sunt un pic amestecati, utilizati gresit sau pur si simplu mie inca nu imi erau clari. Daca PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) este cam peste tot utilizat corect (din cauza termenului “Density/densitate” care sugereaza ca se face referire la o suprafata), la PAR si PPF se incurca treaba si am gasit referiri eronate chiar in prezentarile unui producator de echipamente de masurare a luminii (senzor cuantic) care utiliza in diverse locuri termenii PAR, PPF si PPFD cu aceiasi semnificatie si aceleasi unitati de masura. In decursul timpului am inteles ca una din componentele cele mai importante ale cunoasterii este comunicarea intr-un limbaj acceptat si inteles de toata lumea astfel incat atunci cand eu spun masa toata lumea sa aiba reprezentarea mentala a unui obiect care este o placa dreptunghiulara sprijinita de patru picioare si nu altceva.
Mai jos am incercat sa sintetizez termenii uzuali utilizati in luminotehnica si fotometrie. Mi-a fost util deoarece mi-am facut si mie un pic de ordine in notiuni. Ajuta si cand citim documentatia LED-urilor, tuburilor neon si/sau a altor surse de lumina.

Asa ca ...

Fotometrie versus Radiometrie - In Fotometrie toate masuratorile parametrilor se fac in raport cu sensibilitatea ochiului uman. In Radiometrie (domeniul ce studiaza radiatiile electromagnetice) se masoara parametrii fizici ai radiatiei.

PPF (Photosynthetic Photon Flux) – numarul total de fotoni cuprinsi in regiunea PAR, emisi de o sursa de lumina intr-o secunda. UM: uMol/S

PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density) - numarul total de fotoni din regiunea PAR, emisi de o sursa de lumina intr-o secunda pe o suprafata de un metru patrat UM: uMol/M2S

PAR (Photosynthetically Active Radiation) – reprezinta fluxul de fotoni din domeniul spectral al radiatiei solare (400-700nm) pe care organismele il pot utiliza in procesul de fotosinteza. UM: uMol/M2S

PUR (Photosynthetically Usable Radiation) - reprezinta cat din fluxul de fotoni din regiunea PAR sunt absorbiti efectiv de organisme.

In literatura de specialitate veti mai gasi in locul unitatii de masura “mol” denumirea de “Einstein”.
Spectrul radiatiei care formeaza regiunea PAR cuprinsa in intervalul 400-700nm este foarte apropiat de spectrul de unde vizibile dar sa nu se confunde cu acesta. Spectrul radiatiei electromagnetice pe care ochiul uman o percepe este cuprinsa intre 360nm si 830nm = lumina.

In terminologia uzuala comercial/industriala a corpurilor de iluminat utilizarea termenului de “Flux” se aplica energiei luminii in unitatea de timp ceea ce din punct de vedere al iluminatului pentru cultivarea plantelor reprezinta valoarea PPF. Prin definitie in fizica, energia per timp sau rata de transfer de energie este definita ca Putere. In termeni de fotometrie puterea luminoasa este denumita Flux luminos si Flux radiant.

Flux luminos - Toata puterea radiata emisa de o sursa de lumina si perceputa de ochiul uman (independent de directia de distribuire a luminii) Unitatea de masura este lumen-ul (lm)

Fluxul radiant - Este masura puterii totale emise de o sursa de lumina. Unitatea de masura este Watt-ul (W)

Intensitatea luminoasa - este masura fluxului luminos emis intr-un unghi solid. Unitatea de masura este candela (cd)

Iluminarea (Nivelul de iluminare) - indica gradul la care o anumita suprafata este iluminata. Reprezinta raportul dintre fluxul luminos si suprafata de iluminat. Unitatea de masura este lux (lx).

Iradiere - Expunere a unui corp, a unui material etc. la actiunea unui flux de fotoni sau de particule.

Respiratie - Totalitatea proceselor fiziologice prin care organismele vii realizeaza un schimb de oxigen si dioxid de carbon cu mediul înconjurator.

Fotosinteza - Proces fiziologic de sinteza a substantelor organice sub influenta luminii solare absorbite de clorofila. Ca efect al acestui proces are loc si respiratia.

Temperatura de culoare - temperatura de culoare a unei surse de lumina se defineste in comparatie cu „Black Body Radiator - corp negru radiant” si transferata pe ceea ce se numeste „Planckian curve - curba Planck” (acel segment de arc care apare in graficele spectrale CIE). Odata cu cresterea temperaturii acestui „Black Body Radiator” cu atat creste si componenta albastra a spectrului si scade componenta rosie a spectrului. O sursa de lumina incandescenta avand o lumina alb cald, de exemplu, are o temperatura de culoare de 2700K, spre deosebire de o sursa de lumina fluorescenta cu lumina alba (daylight) poate avea o temperatura de culoare de 6000K. Totusi, chiar daca au aceeasi temperatura de culoare a luminii, sursele de lumina pot avea diferite proprietati de redare a culorilor, in functie de compozitia spectrala a fiecarei surse de lumina. Unitatea de masura Kelvin [K] este in mod normal utilizata pentru masurarea temperaturii (0 grade Celsius = 273 grade Kelvin) dar si pentru masurarea temperaturii de culoare a luminii. Cu cat valoarea este mai mica, cu atat lumina pare mai “calda”. Este un articol intreg despre asta dar am pus pe scurt ce este legat de subiect.

Indicele de redare a culorilor – CRI (Color Rendering Index) Acest indice este o masura de corespondenta intre culoarea naturala a unui obiect si modul in care acesta apare iluminat de o anumita sursa de lumina. Pentru a determina valorile CRI, se ilumineaza 8 teste de culoare (conform DIN 6169) cu aceeasi sursa de lumina. Cu cat diferentele intre teste sunt mai mici, cu atat este mai bun indicele de redare a culorii a sursei de lumina testate. O sursa de lumina avand un CRI = 100 reda culorile exact asa cum ele sunt in realitate (sub lumina naturala, spre exemplu). Cu cat valoarea indicelui de redare a culorilor CRI este mai mica, cu atat mai rau sunt redate culorile.
Pentru un iluminat odihnitor se recomanda CRI>80 , iar pentru aplicatii profesionale (dentisti, pictori, fotografi , etc) CRI>90

Eficienta luminoasa (randament luminos) - indica eficienta cu care puterea electrica consumata de o sursa luminoasa este convertita in lumina. Unitatea de masura: lumeni/watt (lm/w)
Cu cat randamentul luminos este mai mare, cu atat sursa luminoasa este mai eficienta:
- Becurile incandescente ating numai 12 lm/W iar cele cu halogen 20 lm/W.
- Tuburile de neon si becurile economice ating intre 40 si 50 lm/W.
- Solutiile de iluminare cu LED depasesc randamentul luminos de 100 lm/W (la LED-uri albe randamentul actual a juns si la 160lm/W dar LED-urile colorate mai ales in zona calda spre rosu au radamente slabe)

Indicele de redare a culorilor – CRI (Color Rendering Index) Acest indice este o masura de corespondenta intre culoarea naturala a unui obiect si modul in care acesta apare iluminat de o anumita sursa de lumina. Pentru a determina valorile CRI, se ilumineaza 8 teste de culoare (conform DIN 6169) cu aceeasi sursa de lumina. Cu cat diferentele intre teste sunt mai mici, cu atat este mai bun indicele de redare a culorii a sursei de lumina testate. O sursa de lumina avand un CRI = 100 reda culorile exact asa cum ele sunt in realitate (sub lumina naturala, spre exemplu). Cu cat valoarea indicelui de redare a culorilor CRI este mai mica, cu atat mai rau sunt redate culorile.

Corespondnta parametrii si unitati de masura:
• Flux Luminos/putere luminoasa (fotometrie) - lumen <=> Flux Radiant/Putere radianta (radiometric) - Watt
• Intensitate luminoasa (fotometrie) - candela <=> Intensitatea radianta (radiometric) - watt /steradian

Spectral Distribution Graphs/ Relative Spectral Power Distribution – este o reprezentare grafica a Puterii luminoase emise pe fiecare lungime de unda a unei surse de lumina. Pentru a putea compara puterea emisa pe diferite lungimi de unda, pe axa Y este reprezentata puterea luminoasa/radianta normalizata, respectiv este raportata la puterea corespunzatoare totala a lampii.
Daca se utilizeaza puterea luminoasa axa Y va fi ?Mol/S per nm iar daca se utilizeaza puterea radianta axa Y va fi mW/nm per lamp Watt.

Chlorophyll Absorbtion Chart
Nanometers PAR Influences
200 - 280 UVC ultraviolet range; extremely toxic to plants.
280 - 315 UVB ultraviolet light; causes plants colors to fade.
315 - 380 UVA ultraviolet light; is neither harmful nor beneficial to plant growth.
380 - 400 Start of visible light spectrum. Chlorophyll Absorption begins. UV protected plastics ideally block out any light below this range.
400 - 520 This range includes violet, blue, and green bands. Peak chlorophyll absorption influences photosynthesis. Most significant in promoting vegetative growth.
520 - 610 This range includes the green, yellow, and orange bands and has little absorption by receptors.
610 - 720 This is the Red band where large instances of chlorophyll absorption occur which promote flowering and budding.
720 - 1000 There is little chlorophyll absorption in this range. Flowering and germination are influenced at the high Far-Red end as infrared heat.
1000+ Totally infrared range. All energy absorbed at this point is converted to heat.


Completari la bibliografie:
- The photosynthetic process - http://www.life.illinois.edu/govindjee/paper/gov.html
- Plant Physiology - http://5e.plantphys.net/index.php
- Photosynthesis - http://www.life.illinois.edu/govindjee/photosynBook.html
- An Introduction to Photosynthesis and Its Applications http://photoscience.la.asu.edu/photosyn/education/photointro.html
- http://en.wikipedia.org/wiki/Photometry_(optics)
- http://en.wikipedia.org/wiki/Photometria
- http://en.wikipedia.org/wiki/Category:Radiometry
- http://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthetically_active_radiation
- http://ro.wikipedia.org/wiki/Flux_luminos
- Comitetului National Roman de iluminat www.cnri.ro
- CIE - Comisia Internationala de Iluminat http://www.cie.co.at
- http://despretot.info/2012/10/radiometrie-definitie/
- http://jan.ucc.nau.edu/~doetqp-p/courses/env440/env440_2/lectures/lec23/lec23.html
- http://bioenergy.asu.edu/photosyn/education.html
- http://click4biology.info/c4b/3/chem3.8.htm
- http://www.controlledenvironments.org/Light1994Conf/1_1_Geiger/Geiger%20text.htm
- http://pcp.oxfordjournals.org/content/50/4/684.short
- http://www.photobiology.info/Chalker-Scott.html#TOP
- http://www.actahort.org/books/788/788_18.htm
- http://www.succulent-plant.com/light.html
- http://www.controlledenvironments.org/Light1994Conf/2_4_King/King%20text.htm

LE: si niste grafice.
[Thumb - diagram3_600.jpg]

[Thumb - relatie PFP.jpg]

[Thumb - Untitled picture.png]

This message was edited 3 times. Last update was at 22/01/2014 20:04:35

Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

nici un feedbck, nicio contributie

Kennedy Space Center au facut cercetari si au descoperit ca daca expun plantele doar la lumina rosie crescuta chiar si la 500 umol/m2·s nu avea loc dezvoltarea clorofilei. Cand adaugat doar 30 umol/m2·s lumina albastra dezvoltarea clorofilei a inceput normal. Continuind cercetarile au juns la concluzia ca exista un maxim peste care chiar daca se creste fluxul luminos, procesul incetineste (prag) si exista o legatura intre fluxul luminos al fiecarei culori si este specific fiecarei specii de plante.
Plantele crescute doar in lumina Red/Blue sunt predispuse la boli. Adaugarea unei cantitati mici de lumina verde creste rezistenta plantelor. cresterea fluxului luminos la peste 50% duce la oprirea din crestere a plantelor.

Surse:
- Plant Productivity in Response to LED Lighting - http://hortsci.ashspublications.org/content/43/7/1951.full#F1

Am gasit o aplicatie on-line interesanta ( LightCalculator) care calculeaza distributia spectrala, PAR, etc. in functie de lampile alese (are o baza destul de mare de tuburi de neon, chiar si LEd-uri). Nu accepta o combinatie de lampi.

This message was edited 2 times. Last update was at 22/01/2014 20:32:32

kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline

Cand facem teste cu PAR metrul pe leduri individuale si/sau grupate? Ca sa punem aici
niste date concrete. Eu sint dispus sa finantez jumatate din leduri plus radiatoare plus
o sursa pentru un led, o putem folosi cu conectori la toate ledurile individual

Mai caut si eu ceva documentatie, da' am deja vreo 3 proiecte marine neterminate si
mai pierd timpul si la alea, asa ca nu stiu cat de mult te pot ajuta in documentare...

O zi buna,
Dragos

Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
volts
Member
[Avatar]

Joined: 19/12/2011 00:03:35
Messages: 161
Location: -Bucuresti
IP:
Offline

In linii mari...
Banalele benzi de LED-uri din comert... sunt sau nu sunt utile pentru plante ?

Natura face toti banii !
0760 436 110
[Email] [Yahoo!]
kirucd
DIY Master
[Avatar]
Joined: 07/05/2011 19:27:18
Messages: 8217
Location: Bucuresti
IP:
Offline

In linii mari ... depinde

Din trei motive: 1. pentru ca trebuie sa sti specificatiile tehnice ale lor si de cele mai
multe ori e cam greu sa le afli, 2. prentru ca de obicei provin din China si sint leduri de foarte
slaba calitate si care nici nu tin 50.000 de ore de functionare sau peste precum ledurile
de firma si atunci cred ca ar trebui sa te gandesti de doua ori daca merita sa dai banii pe
ele, si 3. pentru ca de obicei benzile de leduri pe care le poti gasi sint de genul alb cald sau
rece unde ai foarte mult albastru si foarte mult verde care nu iti vor folosi.

Din punctul meu de vedere o lampa pentru un acvariu plantat nu trebuie sa contina ledurile
de mai sus, ci leduri de calitate, intr-o cu totul alta combinatie decat se gaseste in benzile
de leduri. Combinatie pe care inca nu o stim inca, vor trebui facute teste, nimeni nu poate
sa faca asta batand din palme. Daca era asa am fi aflat mai demult. Deocamdata nu detinem
reteta succesului in iluminarea cu leduri pentru plantate, tocmai asta este motivul deschiderii
acestui topic.

Si nu in ultimul rand sintem prea saraci sa ne cumparam lucruri ieftine.

O zi buna,
Dragos

This message was edited 1 time. Last update was at 10/01/2014 09:48:03


Filtre biologice
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/24422.page
Reef 500+
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/17511.page
Scubaline 460 - Discusi
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/15524.page
Bean animal overflow
http://www.acvariu.ro/forum/posts/list/20369.page
Lucian
Administrator
[Avatar]

Joined: 20/12/2001 02:00:00
Messages: 5807
Location: Bucuresti
IP:
Offline

kirucd wrote:Cand facem teste cu PAR metrul pe leduri individuale si/sau grupate? Ca sa punem aici
niste date concrete. Eu sint dispus sa finantez jumatate din leduri plus radiatoare plus
o sursa pentru un led, o putem folosi cu conectori la toate ledurile individual

Mai caut si eu ceva documentatie, da' am deja vreo 3 proiecte marine neterminate si
mai pierd timpul si la alea, asa ca nu stiu cat de mult te pot ajuta in documentare...


Nu la tine ma refeream sa aduca cate o contributie. Sunt multi care chiar stiu cate ceva, care au mai testat. Si aici ma refer la cei cu experienta dar care nu inteleg de ce nu ne spun ce au facut in acest sens, ce rezultate au avut, ce au gasit in documentarea lor sau care este parerea lor. Oricum eu merg mai departe

Sa trecem la date mai concrete. Am gasit multe studii referitoare la fotosinteza si spectrul luminos necesar pentru aceasta. Unele se refera la benzi spectrale de genul 430-450nm si 640-670nm altele dau varfuri concrete de lungimi de unda, pe tipuri de clorofila, carotenoizi, pigmenti, bacterii, alge, etc. Dintre acestea se repeta mai des urmatoarele grupuri de valori (vezi si graficul de mai jos):
A - 439nm, 469nm, 642nm si 667nm
B - 430 nm, 449nm, 453nm, 475nm, 642 nm, 662 nm

Cum am mai aratat inainte sunt cercetari care arata ca nu este de ajuns o lumina care sa contina spectrele de mai sus ci si verde (525nm) si niste valori extreme (400nm, 410nm din zona UV si 740nm generic numit far-red). Acestea ar trebui sa existe, dar intr-un flux luminos mic. Am gasit spre exemplu ca Lumina UV în regiunea de 285 - 315nm are, de asemenea, un beneficiu pentru plantele care produc rasini, cum ar fi iedera otravitoare sau canabis Oare ajuta???

Concret acum ar trebui sa gasesc niste LED-uri care sa corespunda acestor lungimi de unda si gata. Din pacate este mai complicat. In primul rand 99% din studiile citate nu sunt din domeniul acvatic. Stim ca plantele acvatice au cerinte specifice si crescute emers ori nu supravietuiesc ori apar schimbari morfologice. Deci s-ar putea ca valorile de mai sus sa nu se aplice si la noi. De asemenea toate studiile pe care le-am gasit arata ca o influenta foarte mare o are raportul dintre fluxurile luminoase a spectrelor de lumina si pentru ca problema sa fie si mai incurcata s-a dovedit ca acest raport este in general specific fiecarei plante in conditii extreme.

Pentru a gasi raspunsuri la aceste intrebari am cautat informatii despre lampile cu LED-uri din comert. Specificatii tehnice ale LED-urilor utilzate am gasit la foarte putine si mai putine sunt firmale "credibile".
Concret am gasit unele date la Mitras 6000, Radion XR30w Pro, AI Sol (cam toate variantele din pacate toate sunt marine), ORPHEK PR72 Freshwater Planted Aquarium, Razor R420r A8000, Aquatronica ACQ520, Giesemann FUTURA.

Cu lista generica de spectre am cautat LED-urile care s-ar potrivi. Am descoperit ca nu ma prea descurc cu notiunile pe care ei le vehiculau in specificatii si am inceput sa studiez un pic teoria si notiunile (cu ocazia aia a aparut si lista cu termeni din fotometrie). Dintre carcteristicile cele mai importante dupa care ne uitam cand cautam un LED sunt banda spectrala sau lungimea de unda si fluxul luminos. In cataloage se da valarea minima si maxima a lungimii de unda si o valaoare "tipica". Atentie la aceaste valori pentru ca ele se refera generic la Familia de LED-uri respective. Aceasta trebuie inteles ca in cadrul productiei de serie exista o dispersie a caracteristicilor si valorile se incadreza intre acele limite (nu ca toate led-urile au o distributie spectrala de la minim la max). Firmele care se respecta masoara valoarea lungimii de unda care emite fluxul luminos maxim si respectivul flux la diversi curenti si le incadreza in asa numite BIN-uri. Ele sunt marcate in continuarea codului LED-ului. Ele nu sunt de neglijat deoarece variatia de flux luminos intre un BIN de varful gamei si altul mai slab poate sa ajunga si la 40%, abaterea lungimii de unda este de cele mai multe ori mai putin importanta la LEd-urile colorate dar foarte importanta la cele albe deoarece abaterea aici este foarte mare. In figura de mai jos este figurata dispersia gausiana a fluxului luminos si cum se imparte pe BIN-uri. Deosebirea dintre BIN 2 si 3 pot fi din zona dispersiei de lungimi de unda. Preturile BIN-urilor difera si trebuie vazut daca merita platita gama de varf sau nu. In acest sens trebuie sa gandim cand cumparam LED-uri ieftne, in afara de faptul ca pot fi falsuri la care nu ne putem baza pe nicio caracteristica, dar trebuie sa fim siguri ca sunt din gama de jos. Identificarea LED-urilor este si ea o problema in sine, mai ales cand luam din surse "nesigure". Cele mai multe LED-uri nu sunt marcate si au marcajul doar pe ambalaj si trebuie sa-l credem pe cuvant pe comerciant

Tot citind pe diverse forumuri de acvaristica (cele mai multe din zona saratelelor care sunt mult mai avansati in iluminatul cu LED-uri si poate o sa vorbim si de ce este aceasta situatie), unele forumuri de electronica si din fisele de prezentare a lampilor de firma a rezultat o lista destul de scurta de firme producatoare de LED-uri care sunt de incredere si mai exista si alte firma care cumpara LED-uri smd de la acesti producatori si fac matrici, benzi, bare de led-uri sau le monteaza pe placute de racire si le revand. daca la lumina alba cam toate firmele din lista sunt OK la lumina colorata se detaseaza Osram cu gama Oslon SSL.

Lista scurta de firme de incredere ar fi: Cree, Osram si Philips Lumileds. Am mai gasit cuvinte bune si despre Nichia. De asemenea la fiecare din aceste firme exista game de produse care au destinatii si caracteristici diferite si deci nu orice LED Cree de 430nm este bun si pentru noi. Aici o contributie colectiva ar ajuta pentru a stabili o lista de firme/game de led-uri recomandate.

La alegerea LED-ului mai conteaza si eficienta sau randamentul luminos => cati lumeni per Watt are respectivul LED. De asemenea Fluxul luminos maxim este o marime care ne va indrepta de la putere mare si deci putine led-uri dar lumina punctiforma/neuniforma si un radiator mare, la leduri mici si multe cu o iluminare uniforma si caldura disipata mai uniform pe suprafata radiatorului. Uzual se utilizeaza LED-uri cu puteri de 1W, 3W sau 5W (foarte rar puteri mai mari si doar la aplicatii marine). Trebuie sa ne gandim si la Driverul sau gama de Drivere de curent pe care vrem sa le utilizam (pana la urma tot o sa ajungem si la montaj nu-i asa? ) la care conteaza curentul maxim (tipul si puterea led-ului), tensiunea maxima si minima (ne indica care este numarul minim si maxim de led-uri), daca admite reglajul tensiunii si a curentului si daca admite dimare sau nu si de care (1-10V, 1-10V rezistiva, PWM 0-5V, PWM 0-10V). La partea de schema de montaj si alimentare trebuie sa tinem cont si de cat de mult vrem sa forjam LEd-urile. Cu cat le ducem in zona de curent si flux luminos maxim cu atat perioada de viata poate sa scada foarte mult si caracteristicile optice sa se deterioreze deoarece la functionarea la limita de multe ori nu reusim sa asiguram racirea corespunzatoare si la temperatura LED-urile isi schimba aceste caracteristici.

Pana la urma aveam o lista de culori (lungimi de unda) si am inceput cautarea. Am vazut imediat ca lista mea de lungimi de unda nu se potriveste cu oferta producatorilor de LED-uri asa ca trebuie sa alegem din zone apropiate celor cautate. Dupa ce am pierdut cateva nopti aveam si o lista de LED-uri (inca nu am ales numarul din fiecare pentru ca nu am hotarat "reteta") dept care am incercat sa vad de unde pot cumpara cate ceva. Am vazut ca degeaba am lista pentru ca oferta este mult mai restransa decat mi-am putut inchipui vreodata. Am fost limitat in optiuni si de faptul ca am cautat led-uri lipite pe placuta (din aluminiu hexagonala de preferat sau patrata sau din ceramica patrate). Drept care am inceput sa merg invers, sa caut furnizori de leduri si sa vad ce pot face cu ce se gaseste... In toata poveste nici costurile nu sunt de neglijat. Pana la urma se pare ca oferta RapidLed este foarte buna. Daca am reusi sa lipim profesional LED-uri SMD pe placute de aluminiu ar fi super pentru ca paleta de led-uri disponibila ar fi mult mai mare.

Lista extinsa de lungimi de unda pentru lumina toata gama ar fi:
- lumina alba rece 6500k si/sau 6000k si/sau 5650K
- lumina alba neutra 4000k
- lumina alba calda 2700k
- Royal Blue 450-465nm
- Blue 465-485nm
- Deep Red 650-670nm
- Red 620-630nm
- Red-Orange 610-620nm
- Cyan 490-520nm
- Green 520-535nm
- Violet UV 400-420nm
- Royal Blue Moonlight 450-460nm
[Thumb - lungimi de unda.jpg]

[Thumb - luminousFluxBin.jpg]

This message was edited 2 times. Last update was at 11/01/2014 00:42:13

 
Forum Index » Atelier (DIY) & Hardware
Go to:   
Powered by JForum 2.3.4 © 2012 JForum Team • Maintained by Andowson.com