Светодиоды для растений

Агротехнический форум памяти Станислава Куликова (Stas).

Re: Светодиоды для растений

Сообщение eliotcougar » 25 янв 2013, 13:14

Proizvoditel писал(а):Теперь по существу - любой монохромный светодиод обладает определенной полосой излучения поэтому, в излучении светодиода с максимумом 660 нм присутствует волна 700 нм. Так же как и у синего светодиода 450 нм присутствует коротковолновое излучение 400 - 420 нм.
Причем ширина полосы излучения светодиода зависит от многих параметров начиная с технологии его изготовления и кончая температурой кристалла и рабочим током.
Что касается зеленого - я бы говорил об излучении в полосе 500 - 600 нм, на этот диапазон приходится максимум излучения солнца, поэтому с точки зрения обычной житейской логики, в полноценном фитосветильнике оно так же должно присутствовать . Вопрос в количестве, и его соотношении с "хлорофильными" спектрами. Так что вопросов море, надеюсь, что совместными усилиями, будем их потихонечку решать.

Судя по имеющимся спектрам светодиодов мя вижу, что 700нм в спектре светодиодов 660нм полностью отсутствует, ширины пика недостаточно...
Видел в даташитах спектр GaP светодиодов на 700нм у которых полуширина аж 100нм (650–750нм), но в продаже не видел... Вот эти были бы очень хороши для растений, если конечно их выпускают... А то может быть они выгорают быстро или большие кристаллы не получаются...

А то что растениям нужен спектр, а не монохроматический свет, это точно... Эффект Эмерсона никто не отменял :) Это когда скорость фотосинтеза при освещении 660+700нм была в 1,5 раза выше чем при освещении светом каждой длины волны в-отдельности... Но если светить синим светом, то всё нормально, и 700нм не очень нужны, так как синий свет поглощается светособирающим комплексом и энергия передаётся на обе фотосистемы в нужном соотношении благодаря явлению, известному как State transition...

В настоящее время в климатической камере мы используем фито-лампы мерзко-розового цвета фирмы Osram и более дешевые, производства какого-то завода в Москве, не знаю точно... А вот в герметичную камеру 50x50см, с контролем содержания CO2/O2, температуры и влажности, мы такие лампы поставить не можем, поэтому и обратили внимание на светодиоды... Но там расстояние до растений будет не более 15см, так что есть опасение, что одноваттными светодиодами создать равномерное освещение низкой интенсивности не получится... Растение Арабидопсис, тенелюбивое, нужная интенсивность не более 150 PPFD...
eliotcougar
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 21
Зарегистрирован: 24 янв 2013, 18:13
Откуда: ИФПБ РАН, г. Пущино
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 26 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение kulibin » 25 янв 2013, 13:23

Нет никакой особенной проблемы изготовить светодиоды с пиком 700 нМ. Мы это прошли еще три года назад. Делали светильники с градациями в 10 нМ и т.п. Никакого особенного толку от этого не было. Пришли к выводу, что искомые 700 и другие "неосновные" части спектра проще получить, используя белые светодиоды.
У Стаса, впрочем, может быть свое мнение, но для себя я определился так.
Не спрашивай Россию - что она для тебя сделала. Спроси себя - что ты сделал для нее.
Аватар пользователя
kulibin
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 19245
Зарегистрирован: 18 дек 2009, 03:34
Откуда: Барнаул
Благодарил (а): 60 раз.
Поблагодарили: 1054 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение Дилетант » 25 янв 2013, 13:28

Уважаемые участники, хочу признаться, что насчет механизма, который бы имитировал круговорот солнца, я пошутил, каюсь. Хотя против подобных хобби ничего не имею против.


клин писал(а):На стр 257 я давал ссылку на исследования , выполненные сотрудниками МГУ и других организаций . Они сделали вывод по составу спектра тепличного светильника http://agroobzor.ru/rast/a-168.html
Почему-то верится такому рисунку спектра.
Вложения
xlite-02.jpg
Дилетант
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02
Благодарил (а): 20 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение eliotcougar » 25 янв 2013, 13:31

А тем, кто хочет имитировать "путь небесной колесницы" :) по небу сразу скажу, не стоит... Намного лучшего эффекта с точки зрения продуктивности вы сможете добиться, если сконструируете освещение так, чтобы листья всех ярусов, например, томата освещались одинаковой интенсивностью света... Именно это достигается в природе за счёт изменения направления света...

А имитировать утренний и вечерний спектр, думаю, вообще не нужно, по крайней мере для хозяйственно ценных культур... В любом случае, на процесс перехода растений к цветению и плодоношению больше влияет длительность освещения в течение суток, а не спектр этого освещения... Будете светить мало – будут только листья, а будете светить долго – начнёт цвести и плодоносить... С другой стороны, если будете светить долго до того, как у растения будет достаточная площадь листьев – оно зацветёт, завяжутся плоды, но из-за недостатка листьев для питания плодов много урожая не получится...

kulibin: Это мне и странно, потому-что основные как раз 680нм и 700нм... Фотосистема 2 и Фотоситема 1 соответственно... Кстати, у белых светодиодов, наверное, получается низкая эффективность PPFD/Watt, поскольку очень много энергии уходит впустую в зелёную область... Поглощение света хлорофиллами начинается примерно от 590нм...
Дилетант: Почему-то не верится, провал в зелёной области должен быть гораздо глубже...
eliotcougar
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 21
Зарегистрирован: 24 янв 2013, 18:13
Откуда: ИФПБ РАН, г. Пущино
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 26 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение Дилетант » 25 янв 2013, 13:52

В даташитах на белые светодиоды нарисованы спектры, у которых явный провал в зеленой области. Пик синего как раз на длине волны около 450нм, и только пик красного немного отклоняется от 650нм. Если спектральные графики из даташитов на белые светодиоды не врут, то потери энергии на зеленую область у них гораздо меньше, чем у белых люминесцентных, и в то же время спектр достаточно сплошной, чтобы у освещенных растений сохранялся приятный вид. Рисунок из статьи (от МГУ) мне понравился потому, что спектр белых диодов хорошо вписывается в него.

А в бесполезность зеленого света для фотосинтеза трудно поверить потому, что в любом лесу на нижнем ярусе бывает множество растений, которые вообще не видят солнца. Свет до них доходит только тот, что прошел сквозь листья более высоких деревьев или отразился от них. А листья отражают и пропускают сквозь себя в основном зеленый свет.

За это сообщение автора Дилетант поблагодарил:
SergF (25 янв 2013, 15:07)
Дилетант
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02
Благодарил (а): 20 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение eliotcougar » 25 янв 2013, 15:42

Вот в этой статье есть данные по выращиванию огурцов при двухволновом освещении с разным соотношением синего и красного (450нм и 635нм)
http://jxb.oxfordjournals.org/content/6 ... l.pdf+html

В данной работе были измерены многие физиологические параметры, но если коротко, то наилучшие результаты получились при доле синего света (в микромолях фотонов на кв.м в секунду) от 15 до 30%...
А по поводу зелёного света говорится, что слишком большое его количество по отношению к синему вызывает закрытие устьиц, снижение респирации и общее снижение фотосинтеза. В принципе, этот эффект известен достаточно давно...
Примерная логика растения: много зелёного - я в тени - надо экономить воду, ведь фотосинтезировать всё-равно не могу

PS: На 1 Ватт света 635нм приходится в 1,42 раза больше фотонов (в штуках), чем света 450нм
PPS: Сейчас прикинул приблизительно (предполагая одинаковую квантовую эффективность синих и красных светодиодов "Ватт света/Ватт электричества") и получается, что при соотношении 2R/1B соотношение квантов света как раз составляет 26% синего и 74% красного...

В дополнение, чтобы всех запутать и обратить внимание на индивидуальные свойства разных видов растений... Вот тут какие-то умники успешно выращивали салат под зелёными светодиодами... У них получается, что под светодиодами 510-520нм салат получается лучше, чем под флуоресцентной фито-лампой такой же интенсивности... Сюрприз!.. (Там есть фото, но про вкусовые качества никто не упоминает)
Может быть кто-то из форумчан захочет повторить?.. http://www.sciencedirect.com/science/ar ... 7211001924

Влияние паттерна размещения светодиодов на матрице на равномерность получаемого светового поля: http://www.transeem.org/Upload/files/TEEM/05-11-0072(16-18).pdf

За это сообщение автора eliotcougar поблагодарили: 3
Alex777 (25 янв 2013, 18:13) • Nikus (25 янв 2013, 17:34) • Proizvoditel (25 янв 2013, 15:53)
eliotcougar
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 21
Зарегистрирован: 24 янв 2013, 18:13
Откуда: ИФПБ РАН, г. Пущино
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 26 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение eliotcougar » 25 янв 2013, 18:11

Последняя запись от меня на сегодня. Уверен, будет полезна всем.
Коллеги из Дании описали тут свою светодиодную установку: http://144.206.159.178/ft/CONF/16411945/16411961.pdf (красивые картинки)
LED-lights-from-Denmark.jpg

Площадь 60x80 см освещается 4 светодиодными светильниками по 72 светодиода, 24 синих (455нм) и 48 красных (639нм) с возможностью независимо регулировать интенсивность каждой группы.
4 таких светильника на высоте 60см дают им интенсивность 300 PPFD (микромоль фотонов на кв.м. в секунду), при 60% мощности. Максимальная при этом составляет 2,4 Ватт на светодиод, ток 700 мА...
Светодиоды при этом напаяны на алюминиевую пластину, которая охлаждается потоком воды (!), поскольку каждый светильник из 170 Ватт потреблённой электроэнергии при КПД 20-30% выделяет ~130 Ватт тепла.
72LED-module-Denmark.jpg

Попробовал пересчитать это на наши условия (расстояние 10 см, требуемая интенсивность 100 PPFD)... Поправьте, если не прав...
Светильник на расстоянии 60 см выдаёт плотность фотонов 300 PPFD.
Значит на расстоянии 10 см он выдаст 300*(60*60)/(10*10)=10800 PPFD.
Если 288 светодиодов создают 10800 PPFD, а нам надо всего 100, значит нам нужна панель из 3 мощных светодиодов.
Создать тремя мощными светодиодами равномерное (по соотношению Кр/Син и по интенсивности) поле площадью 50см/50см, на расстоянии 10см невозможно.
Вывод: В нашей ситуации нужно использовать большее количество менее мощных светодиодов.
eliotcougar
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 21
Зарегистрирован: 24 янв 2013, 18:13
Откуда: ИФПБ РАН, г. Пущино
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 26 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение Дилетант » 25 янв 2013, 18:54

Конечно, будет полезна. А РАН что-нибудь пишет об этом?
Дилетант
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02
Благодарил (а): 20 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение казанец » 25 янв 2013, 20:04

Спасибо eliotcougar! :)
Уф, значит все таки в нашей теме витает правильное решение про синих и красных!!!Ни каких 700 Нм и УФ.
Правильным путем идем друзья! russia1 Дания нам ни пример - Россия браво! (Верняк - идею и соотношения у нас на форуме тырили!) ::D

P.S. Хорошая идея использовать здесь водяное охлаждение.
Человек, ищущий что-то, обычно это находит. (Индейская пословица)
Аватар пользователя
казанец
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 2717
Зарегистрирован: 11 сен 2011, 00:54
Откуда: Татарстан. Г. Казань
Благодарил (а): 167 раз.
Поблагодарили: 291 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение Светочъ » 25 янв 2013, 20:22

eliotcougar писал(а):Последняя запись от меня на сегодня.
Если 288 светодиодов создают 10800 PPFD, а нам надо всего 100, значит нам нужна панель из 3 мощных светодиодов.
Создать тремя мощными светодиодами равномерное (по соотношению Кр/Син и по интенсивности) поле площадью 50см/50см, на расстоянии 10см невозможно.
Вывод: В нашей ситуации нужно использовать большее количество менее мощных светодиодов.


У Кулибина есть RRB диоды в одном корпусе 3 одноватных. Так, что можно ::D
http://www.newener.ru
WhatsApp +79061188067
newener(собака)yandex.ru
Аватар пользователя
Светочъ
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 5749
Зарегистрирован: 12 янв 2011, 23:01
Откуда: Липецк
Благодарил (а): 143 раз.
Поблагодарили: 197 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение eliotcougar » 25 янв 2013, 20:28

Дилетант писал(а):Конечно, будет полезна. А РАН что-нибудь пишет об этом?

Ну, разве что работы Ольги Аверчевой на китайской капусте: http://elibrary.ru/item.asp?id=11663104
Есть полные тексты только переводов на английский, русские статьи вообще в электронном виде почти никогда не доступны...

Там они использовали 650/470нм в соотношении 7:1 (12% синего), правда есть сомнения насчёт корректности измерений... Конструкция светильника и модели светодиодов в статье не указаны...
В-общем, у них эта капуста под светодиодами росла значительно хуже, чем под натриевыми лампами той же интенсивности...
eliotcougar
Фонарик
Фонарик
 
Сообщений: 21
Зарегистрирован: 24 янв 2013, 18:13
Откуда: ИФПБ РАН, г. Пущино
Благодарил (а): 0 раз.
Поблагодарили: 26 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение on » 25 янв 2013, 20:51

chele писал(а):Здравствуйте, уважаемые форумчане. Принимайте новичка. История появления на форуме проста- Омск 1 этаж- западная сторона- солнца ноль. В нэте наткнулся на http://www.forumhouse.ru/entries/1836/, заинтересовался. Заказал светики в Поднебесной ( жду через неделю). Прорабатывая вопрос нашел ваш (наш?) форум. Читал запоем. Прочитал от и до. Грешен- не все ссылки читал. Скачал. Следующий этап- изучить вопрос глубже. Зарегистрировался на форуме, чтобы вбросить тему и задать вопрос.
1. На форуме изучается вопрос о влиянии типа подсветки в разные этапы вегетативного периода растения. Рассада- взрослое растение- период плодоношения. Я не увидел обсуждения применения подсветки в более мелких "ритмах" растения. Сутки: утро- спектр смещен в синию зону; день- красную; вечер- синию. И все плавно. С точки зрения электроники создать такое управление R-B светильником реально. Мне этот вопрос интересен и после проверки эффективности первого светильника, если все будет ОК (надеюсь на это), займусь этим вопросом (сложность не в плавности регулирования тока диодов или их групп, а в решении уравнения %отношения R/B в каждый час). Все это сыро и поэтому интересно попробовать.Если у форумчан есть мысли на эту тему- прошу поделиться. Чем больше критики на этапе ТЗ, тем лучше.
2. Теперь вопрос. Заказал светики, как только прочитал http://www.forumhouse.ru/entries/1836/. Задача: вырастить хорошую рассаду на подоконнике 1,3х0,3м (0,39м2). Далее расчет (опять же по этой статье). 30-40 Вт/м2; заказал 3-х ватники R (660нм) и одноватники B (440нм). Диоды 120 градусов (оптику на опытный образец решил не брать). Планирую красный делать с диммером. На S=0,39м2 необходимо 12-16Вт. Выбрал 6к+6с= 18+6=24Вт. Для всходов с диммером на красном 6к+6с=12Вт. Диоды располагаю в 2 ряда, опять же по рекомендации из этой статьи, чтобы засветить ширину в 30см.
Теперь сами вопросы: 1. Какое расстояние между рядами (линейками)? 2.Напрягает что расстояние между диодами получается 23 см, хотя пятно от диода на высоте 20см получаем диаметром 35см, но кажется что мало. Что скажут специалисты-практики? Как вариант добавить между цветными белые (холодные). Но надо ли вкладываться?
За рекомендации заранее благодарен, т.к. не хочется получить отрицательный результат на первом опыте.
Извините за многословие- больше такое не повторится.


редставь планету шаром и представь два прямоугольных треугольника основанием на шаре , треугольники вид сверху + ( четыре если) нам нужно всего два < типа так угол только 90 .. так вот день это один триангл ,время года второй.. гипотенуза как угол склонения - время года, у второго труегла время дня .. катет от основания изменяется в движении, во времени.. угол больше длинее катет .. энергия поток .. ниже угол меньше катет короче слабее.. это легко привязать к числу .
Было бы желание.
Не возможно утверждать что было до что после,сверху, снизу справа слева тк, основное свойство квантовой механики- соотношение неопределенностей вступает в прямое противоречие с центральным принципом ОТО - гладкой геометрической моделью пространствавремени
on
Светлячок
Светлячок
 
Сообщений: 6
Зарегистрирован: 13 янв 2013, 23:32
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 3 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение stas » 25 янв 2013, 20:57

eliotcougar писал(а):Если 288 светодиодов создают 10800 PPFD, а нам надо всего 100, значит нам нужна панель из 3 мощных светодиодов.
Создать тремя мощными светодиодами равномерное (по соотношению Кр/Син и по интенсивности) поле площадью 50см/50см, на расстоянии 10см невозможно.
Вывод: В нашей ситуации нужно использовать большее количество менее мощных светодиодов.

Действительно, равномерное распределение света, на мощных светиках сделать проблематично (ну, или ставить кучу одноваттных на ток 50 мА :) ).
Еще пару лет назад, делал пару боксов на 5 мм светиках http://alled.ru/gr-5-grow-led.html
Делал два разных соотношения (в том числе уже туда добавлял зеленые :) )
Экспериментировал, конечно, на томатиках :roll: . Результатами доволен 344good. Даже очень :). Остановило трудоемкость сборки, а самое главное, - не большая высота подвеса (от светиков, - до уровня верхних листочков). Для экспериментов, - здорово, а вот хоть немного для использования в больших масштабах... панели получаются сложными :?, и не удобными в использовании.
Хотя я делал на базе 3х ваттных драйверов, - по 48 штук светиков. Конечно, светораспределение 3444 . Шаг был 2 х 2,5 см.
Недостаток знаний нельзя заменить избытком удобрений!
stas
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1910
Зарегистрирован: 08 фев 2010, 09:20
Благодарил (а): 20 раз.
Поблагодарили: 150 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение on » 25 янв 2013, 21:07

По поводу отношений я думал что вопрос закрыл а он все тут.. повторяюсь
400 нм 4 шт 600 нм - 6 шт и тд... это математика . Все остальное больше меньше только по силе и коэффициент облачности- теньелюбивость типа.
Солнце не изменяет спектр никогда" в этом диапазоне что еще сказать? Рассеяние по кривой идет вероятности прекратите выдумывать проблемы.
100-1шт-10шт-100шт
125нм-1.25шт-12.5шт125шт
700нм-7шт-70шт-700шт.
Отношение такое .
Состав любой как правило по пикам в цель если вам удобно
Не возможно утверждать что было до что после,сверху, снизу справа слева тк, основное свойство квантовой механики- соотношение неопределенностей вступает в прямое противоречие с центральным принципом ОТО - гладкой геометрической моделью пространствавремени
on
Светлячок
Светлячок
 
Сообщений: 6
Зарегистрирован: 13 янв 2013, 23:32
Благодарил (а): 1 раз.
Поблагодарили: 3 раз.

Re: Светодиоды для растений

Сообщение Дилетант » 25 янв 2013, 21:15

stas писал(а):Шаг был 2 х 2,5 см.
Наверное, можно и плотнее располагать. У меня вот такой, это 5-мм леды. И при такой плотности они греются, по ощущениям, где-то до 40-45 гр.
Вложения
SDC10810.jpg
Дилетант
Scio me nihil scire
Scio me nihil scire
 
Сообщений: 1379
Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02
Благодарил (а): 20 раз.
Поблагодарили: 40 раз.

Пред.След.

Вернуться в Растения - агротехника, освещение. Практическое применение

Кто сейчас на форуме

Зарегистрированные пользователи: Bing [Bot], Corroner, Светочъ, Google [Bot], mailru, Majestic-12 [Bot], skal, v.shulyak, Василий177, Яндексбот