Покупка дачи два года назад, несколько изменила мой быт в сторону осёдлости. Надо отметить, что я использую свою землю по назначению - выращиваю на ней сельскохозяйственные растения для пропитания. Сразу же появилась потребность выращивания рассады и тут же возникла проблема досветки при её выращивании на подоконнике. Немного полистав интернет пришёл к выводу, что самое простое и дешёвое решение - это сделать самому светодиодную лампу, тем более не по наслышке знаком и с светодиодами и с питающей электроникой, да и руки из правильного места растут.
Информации на тему самостоятельного изготовления светодиодных фитоламп в интернете очень много, но во многих источниках представлена откровенная лажа. Люди просто берут красные и синие светодиоды и городят "фитолампы" не имея элементарных представлений о спектрах поглощения зелёного листа. Именно поэтому я не стал искать лампу для тупого повторения, а начал изучать вопрос досконально. В этом вопросе мне очень помог YouTube-канал MiniFermer и ещё несколько видео про фитолампы и их эффективность. Сразу стало ясно, что обычные красные и синие светодиоды не подходят по спектру для фитоламп: их максимумы излучения не совпадают с максимумами поглощения хлорофиллов зелёного листа. Для фитоламп выпускаются свои светодиоды с максимумами излучения в областях максимального поглощения зелёного листа. Красные (Deep red) с полосой излучения 650нм-660нм и синие (Royal blue) с полосой излучения 445нм-455нм. Кроме них есть так называемые полноцветные (full spectrum), но эти я не рассматривал так как они не эффективны (по сути тот же белый светодиод, но с немного модифицированным люминофором для излучения в нужных областях спектра) и нужны как добавка при выращивании растений при полном отсутствии дневного света. Мне же нужны лампы для досветки, что бы увеличить мощность светового потока в пасмурную погоду дабы растения не тянулись и в утренне-вечерние часы чтоб увеличить длину светового дня. Поэтому для себя я решил строить именно биколорную лампу.
Со светодиодами разобрался, теперь их надо было приобрести. Я покупал их на eBay у продавца 2012topdeal, он торгует до сих пор. Тут главное не напороться на плохого продавца, который вам вместо 3-ваттных светодиодов продаст 1-ваттные по цене 3-ваттных. Этот продавец порядочный и не обманывает (ну во всяком случае два года назад так было). Можно купить и у нас в России, например в интернет-магазине MiniFermer.ru YouTube-канал которого я чуть выше упоминал. Они предлагают даже готовые наборы для самостоятельной сборки фитоламп и судя по серьёзности и научному подходу YouTube-канала они фуфло не впаривают. Но всё равно оговорюсь: я у них ничего не покупал и это лишь моё мнение, не более.
Светодиоды я брал отдельно от "звёзд" потому что до этого я купил (не у этого продавца, на AliExpress) десяток fullspectrum-светодиодов на "звёздах" и контакт между теплоотводящим пятаком светодиода и "звездой" меня не порадовал. Там была заложена термопаста, я же сторонник того, чтобы клеить такие светодиоды на теплопроводный клей - он не высыхает.
Немного слов о термоклее. Мой термоклей продаётся в алюминиевых тубах с надписью "Автогерметик-прокладка". Представляет из себя белую однородную массу на силиконовой основе, затвердевающую на воздухе в резиноподобную структуру. Почему я так уверен в её теплопроводных свойствах? Да потому что я измерил их. Я взял радиатор от компьютерного куллера, приклеил к нему диод КД312 на этот герметик так, чтобы между радиатором и корпусом диода была небольшая прослойка герметика. Перед преклеиванием я измерил толщину радиатора и толщину диода. После склейки и измерения толщины этого пирога я путём несложных арифметических действий высчитал толщину слоя герметика между диодом и радиатором. А дальше подавал напряжение на диод, измерял ток через него, температуру его металлической подложки и температуру радиатора в зоне контакта диода. И по этим данным у меня получилось, что этот герметик имеет теплопроводность 1,0-1,2 Вт/(м*К). Для сравнения старая добрая термопаста КПТ8 имеет теплопроводность 0,7-1,0 Вт/(м*К) и это пока она не подсохла, со временем эта величина у КПТ будет уменьшаться, а вот у герметика - клея нет. Именно поэтому я все тепловые переходы клеил этим термоклеем.
Итак, очищаем спиртом места склейки светодиода и "звезды", намазываем небольшое количество термоклея на "звезду" (мне удобнее именно на "звезду", если кому-то удобней на светодиод, то тут не принципиально) и устанавливаем светодиод на место, соблюдая полярность. Установив десяток светодиодов я их сразу же припаивал.
При выборе драйвера я руководствовался в первую очередь его электрическими характеристиками, а во-вторую - габаритами. Взял бескорпусной QH-40LP10-18X3 на 10-18 3-ваттных светодиодов (выходное напряжение 30-60 В, ток 600 мА).
На момент написания статьи на eBay таких драйверов я не нашёл, возможно закончились, а вот те же, но в закрытом корпусе есть, они дороже и их уже не установишь на лампу.
Корпусом лампы являются два алюминиевых швеллера метровой длины, склеенных между собой герметиком.
Я сначала думал обойтись одним швеллером, но площади поверхности не хватает, чтобы рассеить почти 40 Вт тепла. Корпус нагревался почти до 60 град.С. С двумя швеллерами корпус нагревается не выше 40 град.С. Для светодиодов эти 20 градусов имеют большое значение для срока службы поэтому я не стал экономить на алюминии.
А вот дальше я начал совершать ошибки, которые привели в последствии к серьёзной доработке драйвера и лампы в целом.
Итак, после склейки двух швеллеров у нас получился двутавр. Светодиоды приклеиваются на термоклей внутрь одного из каналов, при этом алюминиевый корпус играет дополнительно роль отражателя и сокращает боковую засветку. Если его ещё и отполировать, то это будет просто замечательно (кстати, именно поэтому я и выбрал белые "звёзды" - чтобы максимально уменьшить поглощение света). Но возникает другая проблема: так как светодиоды будут направлены вниз, то возникает своего рода тепловой карман, внутренние поверхности нижнего (и в некоторой степени верхнего) швеллера перестают отдавать тепло окружающему воздуху. Для "стравливания" этого теплового кармана я после склеивания швеллеров насверлил кучу небольших отверстий, а точнее через 20 мм в шахматном порядке вдоль каждой стенки. Диаметр отверстий 3 мм. Суммарное сечение всех ста отверстий получилось около 7 см2 . И это первая ошибка, незачем было так надрываться достаточно было разметить положения светодиодов и просверлить по паре отверстий большим диаметром между светодиодами. Это сократило бы и трудозатраты, да и суммарное сечение при диаметре отверстий 6 мм выросло бы до 9 см2 .
Дальше приклеиваем светодиоды на теплопроводный герметик. И тут я совершил вторую ошибку - пожадничал. Зная что выходное напряжение драйвера максимально достигает 60 В, я посчитал что 21 светодиод дадут падение напряжения при токе 600 мА как раз чуть меньше 60 В. Почему именно 21 светодиод? Прочитав статью "Светокультура как способ выявления потенциальной продуктивности растений" сделал для себя вывод, что на один синий светодиод должно быть два красных, то есть количество светодиодов должно быть кратно трём. Это и геометрически легко сделать и смешение цветов будет более равномерным. Опыт использования в течении двух сезонов показал, что с соотношением красных и синих цветов я не прогадал, а вот с количеством светодиодов я переборщил. И хотя четыре из шести ламп работают нормально, я понимаю что их выход из строя (точнее их драйвера) дело недалёкого будущего. Если читатель этой статьи соберётся повторить мою конструкцию, то я настоятельно рекомендую сократить количество светодиодов до 18 штук. Это однозначно увеличит срок службы драйвера.
Вот эскиз для повторения, если бы я делал эту лампу сейчас, то сделал бы её именно так.
Драйвер идеально помещается в верхнем швеллере. Он приклеивается на двухсторонний скотч к боковой стенке с краю, сетевой провод я закрепил автоклеем. Высоковольтная часть драйвера оказалась направлена вовнутрь что хорошо для безопасности при использовании.
