Светодиоды в растениеводстве - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Боюсь, вы тут сильно ошибаетесь.
Во-первых, в феврале за окном в ясный день (смотреть специально не буду, скажу так, на вскидку, за что не судите строго) - тысяч 5000 лк, не более, а внутри помещения уже в пол метре от окна - раз в 10 меньше.
Во-вторых, в пасмурный день на улице 2000-3000 лк, значит на подоконнике порядка 1000 лк.
В третьих, это в теплице свет поступает со всех сторон, а тут только через небольшой оконный проём.
В четвёртых, солнце попадает через оконные проёмы только часть дня.
И потом, как вы собираетесь регулировать количество света вручную? Свет снаружи изменяется в течение дня непрерывно в зависимости от положения солнца и туч, да и вы - не люксметр.
Выводы: 1. Света снаружи в феврале раз в 10-20 меньше, чем от ламп.
2. Весной количество света быстро нарастает, но вручную его регулировать невозможно, потому что освещённость постоянно изменяется.

 

Датчик освещенности с регулировкой вам в помощь.

 

А вот если взять люксметр и измерить, то цифры могут поломать картину мира

Прямое солнце в окно, даже зимой: 30-70 килолюкс на листьях.
Пасмурный день на улице: порядка 20 килолюкс. Низкая мощная облачность, дождь: 8 килолюкс.

То есть ваша лампа в лучшем случае будет достигать уровня пасмурного дня.

Проверьте сами

Да, свет из окна освещает только одну сторону. Для более полного использования света за растениями ставят отражающий белый экран.

У меня подсветка окна реализована просто: в часы, когда солнце попадает в окно, подсветка выключена, в остальное время включена. Никто не жалуется.

 

Сейчас доступны недорогие универсальные программируемые контроллеры с широким функционалом.
Для них вполне реально наблюдать несколько измеряемых величин от датчиков, например освещённости, температуры, влажности и стабилизировать или произвольно формировать сложные сигналы управления.
Не для всех применений имеются готовые программы управления, но при наличии некоторых навыков программирования и знаниях предметной области вполне реально сооружать сложные эффективные системы, в частности автоматические теплицы. Для небольших систем нижняя цена вопроса 2...3 тыр плюс разработка программы, на экономии электроэнергии может отбиться за несколько месяцев.
И да, для человека в специальных делах неопытного, такие задачи неподъёмные без помощи.
.

 

Конечно я не проверял на практике, но приведённые мной цифры брал из нескольких источников. Откуда у вас даже внутри помещения зимой получается 30-70 кЛк - непонятно. Точно сами измеряли?
И какой отражающий экран? А как свет будет проходить в квартиру?

Где-то так, если собирать не на модуле, а на чипе, то и в тысячу-полторы можно уложится. Тем более что меня интересует не контроллер теплицы, управляющей многими датчиками и ИМ-ми, а простейший контроллер для гроу-бокса или лоджии, где достаточно только датчика света и 1 выход ШИМ для управления светильниками, ну пусть ещё пару каналов что-нибудь включать. Платка со спичечный коробок будет, можно её пришпандорить рядом с драйвером.
Но не то меня беспокоит. -
Дело в том, что освещённость в люксах - величина сугубо антропоморфная. Она отражает не то, как растения поглощают свет, а то, как его видит человек, а человек долгое время своей эволюции жил в лесу, поэтому он видит зелёный свет в 10 раз лучше, чем синий и красный. Также делаются и люксметры - под глаз человека, следовательно они искажают полный спектр, уменьшая полную освещённость в разы.
Мне интересно, когда пишут светоотдачу, какую освещённость имеют в виду - антропоморфную или полную? Если антропоморфную, то все мои прикидочные расчёты ничего не стоят - одно дело когда думаешь что неточность порядка 5-10%, другое - когда ошибка в разы. Искал по форумам как в домашних условиях получить реальную освещённость, но не нашёл. Это довольно сильно разочаровало меня и несколько... э-э... демотивировало. Интересно, кто-ни-будь сделал у себя всё правильно, по науке?

 

Так диммер вроде автомат не существует, им вручную регулируют, это диммеры для обычных ламп, а для сд я не встречал, но возможно, что и существуют такие. У меня все намного проще, стабильный регулируемый блок питания. Единственно, что нужно подбирать в цепочки сд, чтобы токи в каждой были примерно одинаковые. Но это при подборе занимает не столь много времени. За то потом можно мощность светильника регулировать от нуля до максимума. И у меня сделаны отдельно выводы для красных и для синих. Можно подключить два блока, один на красные, а один на синие сд и регулировать мощность любых как угодно. И еще есть выключатели, которыми можно отключать частично по несколько штук (красные по 6 штук, синие, зеленые и белые по 4 штуки). Я один год подключал через два блока при выращивании рассады, потом понял, какое соотношение нужно, как уже рассказывал выше, переделал светильники, убрав часть синих и на их место вставил белые.

 

Если бы мне понадобилось, я делал бы примерно так:
1. Собрать блок одинаковых фотодатчиков с фильтрами, выделяющими отдельные диапазоны света, 3...4 областей думаю достаточно для самоделки. Спектральные чувствительности фотодиодов иногда приводятся в паспортах. (Как вариант, использовать дифракционную решётку)
2. Нацелить оптическую систему на эталонный источник с известным спектром, например белый лист под солнечным светом.
3. Вычислить поправочные коэффициенты для каждой области спектра.
4. Подключить датчики ко входам контроллера, который будет учитывать поправочные коэффициенты и суммировать. То же можно делать дискретными регуляторами и сумматором, но программируемые системы более гибкие и стабильные.

 

Фига себе! С вашей точки зрения может это и элементарно, да... Т. е. разобраться наверное во всём можно, но нельзя попроще как-то? Да, всё требует времени, только слишком глубоко копать - смысл теряется.
А что производители дают? Если световой поток, то какой? Я представляю себе что он может быть 3-х видов:
1 - тот, который воспринимает человеческий глаз в соответствии с его спектром восприятия
2 - тот, который воспринимают растения, в соответствии с ФАР
3 - тот, который действительно исходит от светодиодов (полный спектр), как понимаю, это Вт/кв.м. К тому же светодиоды используются разные.
Уже это запутывает, а тут ещё и спектры во всех 3-х случаях разные. Как это всё воедино свести самым доступным способом?
Планировал сделать люксметр на основе датчика BH1750, так и у него спектр заточен под человеческий глаз, поэтому он отразит только часть полного спектра и ещё изуродует спектр растений, потому что у них степень поглощения также частотно-зависима.
В общем, пока воздерживаюсь от заказов, потому что чувствую, что многого не понимаю.

 

Думаю, что энергетический вариант [Вт/кв.м.] следует принимать за базовый, а все остальные с частными спектральными функциями для зрения человека, поглощения хлорофилла и т. д. - как производные от базовой. В любом случае создание серьёзного оптического прибора задача трудоёмкая и вряд ли любительского уровня, а для профессиональных и научных целей только вопрос цены и соответствия целевым характеристикам. В принципе сегодня технически несложно соединить линейную матрицу фотодиодов, простенькую дифракционную оптику и средненький контроллер, да только спрос на такие приборы штучный, а цена будет "внушать уважение". Эта область исследований не очень дружелюбна к энтузиастам, увы и ах.

 

От солнца, светящего непосредственно на листья растений через стекло. Чистота стекла тоже вносит свои коррективы

Ага. Люксметр Unit UT-383. Слегка занижает показания, процентов на 10.

Белая бумага, например.

Ну вы же вроде собирались экономить электричество на подсветке растений. Нет, я не так понял? Ну извините

Полный. Все, что излучает диод, кроме тепла, рассеивающегося на радиаторе.

Ага, его.

Получается из пункта 1 путем обрезания на краях спектра (400 и 700 нм, емнип)

Это пункт 1.

Не так. Ватты. Только ватты. А вот когда это излучение падает на какую-то поверхность, то уже можно говорить об освещенности (или облученности) - это как раз те ватты, размазанные по данной конкретной поверхности. Ватты на квадратный метр. Без указания точного расстояния, угла рассеяния излучения диода, площади, на которой размазано излучение и угла от оптической оси диода не имеет особого смысла И потому это не указывают производители диодов.

Нет, они как раз и измеряют освещенность в величинах, совпадающими с восприятием глазом.

Первую. Другой не бывает. То, что вы подразумеваете под полной - это измеряется спектрометрами, они как раз покажут мощность излучения на любой длине волны.

 

Да-да, профанация - великая сила, и всем смешно
https://ru.wikipedia.org/wiki/Энергия_излучения_(оптика)

Для оценки комфорта растений важна Освещённость, Вт/м2
Для оценки мощности излучателя полезен Световой поток, Вт

 

Комфорта? Не, извините, дальше без меня А то мы скоро начнем и их права обсуждать...

 

Не ищите лишних сложностей, я уже нашёл решение. Большинство элементарно используют коэффициенты пересчёта. Да, у люксметров кривая чувствительности адаптирована под человеческий глаз, но кривая чисто математическая, что видно по её форме, поэтому её легко скорректировать не только под прямоугольную форму ФАР, но и под любой конкретный светильник, имеющий фиксированную кривую спектра.
Я предположил что это должны были сделать для всех видов источников освещения и не ошибся. Вот выдержка с одного форума, ссылку на который не привожу - конкурент, однако:
1) В настоящее время, когда в теплице применяются только натриевые/металлогалогеновые лампы, нет никаких преимуществ в использовании фотонных (квантовых) величин над световыми.
2) Оперируя фотонными величинами, как и общепринятыми световыми, все количественные данные необходимо соизмерять со спектром используемого источника излучения.
3) Пересчёт для натриевых ламп высокого давления: Еф = Елк / (75-80);
для солнечного света при чистом небе: Еф = Елк / (62-69),
где Елк – освещённость, [люкс], Еф – фотонная облучённость [мкмоль/с•м²].
Поскольку я собираюсь использовать лампы белого света, то можно использовать к-т преобразования для солнечного света: Еф = Елк / (62-69). Т. о., 1000 лк - это 15-16 мкмоль/с•м².
Из другого источника -освещенность 1000 лк соответствует PPFD = 15 мкмоль /с/м2 , т. е. практически то же самое.
В результате, получили освещенность, которая уже отражает всю энергию, поглощённую растением при освещении белым спектром, а не часть, как в люксах. Остаётся только найти нормы освещённости для растений в микромолях и получим объективный показатель нормы освещённости.

 

Наконец-то вы до этого добрались. Отлично, дальше будет проще.

В микромолях меньше рекомендаций, зато в люксах их навалом. Да и в быту их измерять проще - люксметр банально дешевле спектрометра, измеряющего микромоли и ватты. Переводим люксы с помощью вышеприведенного коэффициента и получаем искомое с достаточной для практического применения точностью.

Рекомендации по люксам можно найти в методических пособиях по выращиванию конкретных видов или даже сортов растений - к подобным рекомендациям доверия больше, чем к абстрактным табличкам в сети.

 

Вообще-то в контексте темы, Комфортная освещённость = = Урожайность.
Дальше действительно нужно что-то менять, шелухи и так более чем достаточно.

В домашних мастерских и лабораториях упрощения - дело обычное, главное осознавать их размеры и последствия для искомых результатов. Судя по тому, сколько "белых пятен" в исследованиях фотосинтеза большой наукой, тема ещё долго будет актуальной.