Светодиоды в растениеводстве - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Можно и дальше выдавать желаемое за действительное, но я вижу, что при увеличении подаваемой мощности со 100 до 250%, то есть в 2.5 раза!, яркость увеличивается примерно на 40%, то есть в 1.4 раза. Сравнительный КПД при этом падает почти вдвое! Куда уходит мощность? В нагрев. Приделываем батарею, топим избу. Такое решение среди рекомендуемых форумчанами уже было.
А ещё я открываю Яндекс и вижу:

"Срок службы светодиода – это тот промежуток времени, за который его яркость уменьшится до 30% от изначально излучаемой яркости."
Как я уже писал, не один год занимаюсь модернизацией светодиодных ламп китайского производства, в основном, E27, а так же и E14. Статистика печальная. Лампы с Али - хоть соли Горят волнами, если не дорабатывать. А в последнее время всё ещё усугубили, повысив требования безопасности и начав делать пластмассовый колпак, который катастрофически ухудшил ситуацию с перегревом. Самые чудовищные по сроку службы - лампы "шар", они же "груша", они же подобие стеклянных по форме, закрытые матовой полусферой. Обычно там 6 "ярких" светодиодов и иногда бывает даже блок питания, но чаще - мостик, кондёры и резисторы. Чуть лучше - накрытые прозрачной колбой "кукурузы". Лучше всех - открытые "кукурузы" с SMD 5050, которых сейчас редко встретишь. Так вот, без переделки мне не приходилось встречать ламп, отработавших срок службы светодиодов. 100% сгорают раньше, чем выгорит ресурс люминофора светодиода и его мощность снизится до 30% от паспортной. Ни разу, ни одна лампа не работала столько без переделки. Обычно переделка заключается во вскрытии новой лампы, отпаивании кондёра 1мкФ х 400В и замене его на 0.47 или 0.33мкФ х 400В. Если габарит корпуса позволяет, можно два кондёра на 1мкФ ставить последовательно вместо одного. После этого лампа работает в 3-10 раз дольше, но светит заметно тусклее. В 1 абзаце этого сообщения я написал почему и даже примерно насколько. Но я не поднимал даташиты и не замерял ток, мне это было не очень интересно. Когда чем-то подобным занимаешься, примерно знаешь каков порядок загона параметров и не обязательно копаться и выяснять точные значения.

Люди часто позволяют себе вольности, называя, например, конденсаторы кондёрами, но называть неведомое нечто не существующей в технике деталью - это перебор:

Есть устоявшаяся техническая терминология, которая предполагает однозначное толкование терминов, а всякие driver, common, trunk и прочая бредятина - бредятина, не более.
Предположим, есть некий интегральный интеллектуальный генератор стабильного тока, который заботится о здравии и долголетии светодиодов, измеряя температуру пластины, величину подаваемого напряжения и какой-либо ещё неизвестный реверс-инженеру набор параметров. Почему их несколько? Нет никакой проблемы сделать транзистор на сотни вольт и единицы, если не десятки ампер. Если использовать широтно-импульсную регуляцию с фильтрацией миниатюрным керамическим конденсатором (а на частоте ШИМ огромных емкостей не нужно в отличие от выпрямленных пульсаций 100/120Гц питающей сети), нет никакой необходимости ставить 5-6 "интегральных интеллектуальных". Как ни печально это признать, нет там ни интегральности (кроме, возможно, диодного моста в одном корпусе), ни, тем более, интеллектуальности, а стоит просто кучка SMD керамических конденсаторов, количество которых примерно пропорционально потребляемой светильником мощности. Банально и скучно.

На китайских лентах я смотрел от регулируемого блока питания лента начинает чуть светиться от 9В, и нормально разгорается к 11-12В. Но зачем переходить на напряжение, если начинали с тока?

В даташите ничего про "регулятор тока" кроме:
The circuit employs ON Semiconductor Constant Current Regulators (CCRs) to regulate LED current and protect LEDs from over-voltage conditions. This driver is extremely scalable, and can support many modular extensions for circuit tuning and performance, which will be referred to and supported by this note.
The driver traditionally drives a single LED load, which may be composed of multi-junction high-voltage (HV) LEDs or multiple standard low-voltage LEDs. The “LED String” may flexibly represent a high-voltage string of multiple LEDs, or a single COB LED. The LED load will need to be appropriately designed for CCR over-voltage considerations, and this note will discuss conditions and refer to protection techniques.
Такая штука очень примитивна и может содержать самый минимум "мозгов". Кроме того, где даташит на этот генератор тока и на применённые светодиоды с графиками и характеристиками, чтобы увидеть, в какой именно режим применённый генератор тока загоняет применённые светодиоды? Другой вопрос, применительно именно к этой теме, а не о светильниках вообще. Есть какие-нибудь сведения, что применяемые светодиоды двух цветов имеют идентичные токовые и мощностные характеристики? Сомневаюсь, что идентичные.

Возможно, там есть предохранитель, а не просто перегорающий резистор. Возможно, там есть бессмысленный варистор, единственное назначение которого - гарантированно угробить лампу без шансов на спасение, если пьяные электрики подадут вместо ноля другую фазу или ноль отгорит на подстанции и фазы дико перекосит. Возможно, там есть "регулятор тока" 20% тепла легко может на него и уйти.
Но ведь чушь Никакой регулятор тока не сгладит мерцания светодиодов в паузах между полуволнами питающего напряжения. Да и нужно это растениям? Зрение у них ухудшится? Посмотрел, в продаже SMD кондёры на 400-500В присутствуют. Для человеческого света использовать можно. Вот кондёры - реальная польза. Но в человеческих лампах для помещения (не в прожекторах) ставят электролиты. В дешёвеньких - на 4.7мкФ х 400 или 450В, в подороже - больше.

Так что панику не разводите, повышайте уровень знаний и экспериментируйте. Когда в лампу влажу, что-то дорабатываю, после сборки тыкаю паяльником в пластмассовый корпус, чтобы осталась точка. Есть лампы с 4 точками. В основном, сгорает 1 светодиод, цепь размыкается и лампа тухнет. Можно замкуть сгоревший и пользоваться дальше, если лампа уже доработана. Когда сгорает 1 светодиод в лампе с 6 светодиодами, если блок питания бестрансформаторный, взрывается кондёр (он там низковольтный, шунтирует последовательную цепочку из 6 светодиодов, цепочка разрывается и на кондёре 310В!) и, кроме замены кондёра, источников света уменьшается на 1/6. Уже повод думать, стоит ли такую лампу чинить, а то и вообще, брать ли...

 

Кстати, из заданных зачений:

В схеме без фильтрации электролитическими конденсаторами при наличии мостового двухполупериодного выпрямителя посчитал угол отсечки и получил интересные цифры:

40% времени периода сетевого напряжения светодиоды лампы не светятся, потому что на них напряжение будет меньше требуемых для зажигания 180В. Если человек и не видит этого мерцания, то только потому что частота мерцания равна удвоенной частоте сети 100 или 120 Гц. Но не факт, что это не вредит зрению, даже если его и не видно. На видео это видно отлично как чёрные горизонтальные полосы не освещённого изображения.

 

Ну мне ваши "кондеры" действительно режут слух, а LED driver это устоявшийся термин и так эти полупроводниковые приборы называют сами производители в даташитах.

Это простой генератор тока. Его задача гнать стабильный ток при изменении напряжения в широких пределах. Их на пластине несколько по той причине, что максимальный ток такой микросхемы ограничен. Поэтому каждую включают на свою линейку светодиодов. Я имел дело с 10, 20 и 30 ватными пластинами. Соответственно на каждой было по 1,2 и 3 таких микросхемы.

С чего Вы взяли, что там должна быть какая-то интеллектуальность. Там все просто, дубово и дешево. Не поленитесь и сцарапайте ногтем резиподобный герметик с черных квадратиков. Например, на первой попавшейся мне под руку пластине F6040 стоит мост MB10F и два драйвера DF6811BC.
А драйверы с ШИМом тоже существуют. Это уже следующий уровень цены и сложности. Но там в схеме обязательно должна быть индуктивность. Такие схемы используются в "хороших" светодиодных лампах.

Потому что нагрузка действительно специфическая. Ее нужно согласовать с сетевым напряжением. Для высокого КПД набираются линейки светодиодов на определенное напряжение. В даташите это все рассмотрено с графиками.

Какие мозги Вы ждете от дешевого драйвера? Его задача всего лишь гнать стабильный ток в светодиоды. А за даташитами на светодиоды из пластин обращайтесь к китайцам, которые их продают.

Этот генератор тока и не пытается сглаживать мерцания. Он гонит стабильный ток импульсами 100Гц. В мерцаниях действительно его недостаток. Зато очень дешево и высокий КПД.

 

@ypk2000, вы напрасно тратите время.

 

Вы, видимо, так долго ковырялись в китайском хламе, что забыли, как работают приличные диоды
Возьмём, к примеру, обычный десятиваттный cree xp-l. Его график яркости от тока выглядит примерно так, как на вашей картинке. И в точке "100%" ток равен 3 амперам, то есть максимальному долговременному току, указанному производителем. А в точке перегиба графика ток будет в районе 7-8 ампер, что слегка побольше рекомендованного, не так ли?

А по поводу срока жизни диода - есть стандарт тестирования LM80 - это время, за которое характеристики максимально нагруженного диода упадут до 80% от исходных значений. Обычно составляет несколько десятков тысяч часов. У производителей все данные этих испытаний есть в открытом доступе. Про 30% - впервые слышу...

И вообще, мы тут обсуждаем использование диодов на токах 50-70% от максимального для пущей эффективности и упрощения охлаждения, а вы с какими-то запредельными цифрами врываетесь. С этим лучше к оверклокерам-экстремалам на Фонаревку или BLF - они вам много интересного и расскажут и покажут...

Если же есть желание действительно разобраться, почему при увеличении тока диод выдает все меньше света и все больше тепла на каждый подводимый ватт, то гугль или Яндекс помогут вам в поисках. Только не хватайтесь за самое простое объяснение - оно обычно неверное.

(А если бы вдруг у меня было такое же хобби по ремонту лампочек, то я бы первым делом снимал бы пластину с диодами, сдувал бы с нее все и напаивал бы новые приличные диоды вместо того хлама, который там обычно стоит. Получалась бы более яркая, менее горячая вечная лампа с нужным мне спектром. И уж точно не выходящая из строя по причине сгорания перегруженных светодиодов.
Но сгоревшие лампы я просто несу в магазин на обмен, а те, что валяются дома - не представляют никакого интереса в плане реставрации.)

 

Генератор тока, если в нём нет ШИМ - это лишь имитация сопротивления, которое увеличивается при увеличении тока, и, таким образом, снижающее ток. Активное сопротивление, превращающее излишек напряжение в тепло. Ссылку на подобные устройства я привёл чуть раньше.
И такое устройство считаете прогрессивным? Печально, тут иначе и не сказать. Почему-то сейчас уходят от линейных регуляторов в пользу импульсных. Почему? И уж если выбирать между "прогрессивными" светильниками, к которым надо прикручивать радиатор батареи отопления и которые будут мерцать и светиться только 60% времени, а сгорят через пол года, и "китайским хламом", который можно чуть доработать, и который будет работать замечательно, мерцать не будет, и который выбросишь потому что он реально выработал свой ресурс и потускнел, я вот лично выберу второе...

 

Да, это линейные генераторы тока, работающие в импульсном режиме. Но за счет выбора угла отсечки КПД такой схемы получается выше 80% (см. даташит). Признаюсь, я поначалу тоже был удивлен таким высоким значениям. Собственно этот КПД соизмерим с КПД драйверов с высокочастотным ШИМ. При этом значительно более простой и дешевый. Расплата - мерцание. Да, я считаю такое решение остроумным и прогрессивным для некоторых применений.
Но сами эти пластины так и останутся для Вас "китайским хламом", не смотря на энергоэффективные драйверы. Как их не переделывай. Из-за их светодиодов. Ну допустим, невероятным образом Вы увеличите КПД того драйвера до 99%. Но основной нагрев пластины ведь дают вовсе не драйверы, а сами светодиоды. Т. к. их КПД по преобразованию электрической энергии в световую весьма печален. Пластину по любому придется прикручивать к солидному радиатору.

 

А это как и для любого светодиода будет зависеть от тока. 1 современный диод - 6-10 китайских, нагрев будет у китайских выше, суммарный. И эффективность ниже. А радиаторы подойдут одинаковые и к тем и к тем. Только китайских диодов нужно больше чем оригинальных как и радиаторов для них. Но хороших будет 2 излучателя, на китайских - 4. Работать будут примерно одинаково. Так что нужно искать оптимум - цена устройства, время работы, цена электричества. Иногда китайские диоды выгоднее.

 

Я имел ввиду, что в настоящий момент мощное светодиодное освещение невозможно без нагрева. Если не ошибаюсь, то лучшие светодиоды сейчас имеют КПД 60%. Упрощенно допустим что нам надо получить для освещения некоторого объекта 60Вт световой энергии. Соответственно нам нужно подать на светодиод 100Вт электрической энергии, из которых 40вт уйдут в тепло. Так это у лучших. А у китайского ширпотреба будет заметно хуже. А оппонент хочет мощно светить и чтобы слабо грелось. Пока этого можно достичь только отводом тепла...

 

Оппонент не понимает, к чему приведут его хотелки, применительно к растениям, изделие будет просто бесполезным, при этом убрать нагрев последовательным включением не получится. Но если очень хочется - искать рядом с драйверами токозадающие резисторы - ковырять и увеличивать их номинал, играясь с тепловым балансом (из серии - одно лечим, другое калечим).
Что касается "мощно светить и слабо греться", касательно этого шлака - иллюзия, никакие радиаторы тут не помогут, проблема в изначальной дешевизне этих поделок. В нормальных матрицах подложка медная, здесь же какой-то алюминиевый сплав, соответственно тепловое сопротивление перехода матрица подложка - выше, поэтому вы можете иметь холодный радиатор и критическую температуру кристаллов, а учитывая их размер и режим, это не вероятность, а данность.

 

КПД импульсного блока питания порядка 90%, хуже - 85...75%. Если надо использовать свет для людей, лучше использовать хорошую фильтрацию и 12в питание со стабилизацией без мерцания. У меня в коридоре висит кукуруза, которой уже очень много лет:

Да, мерцает. Но мерцание не резкое, просто ёмкости фильтрующего конденсатора не достаточно, а руки не доходят открыть и поменять. Покупал таких ламп, 8 шт, в живых осталась одна. Проработали почти год и начали умирать одна за одной, я стал их перебирать (это было ещё до того, как я решил перебирать ПЕРЕД началом эксплуатации, не думал о тепловой деградации полупроводников и вообще о настолько пагубном влиянии перегрева не в курсе был), а они всё равно мрут и мрут, и вот, одна осталась, но уже очень давно работает. Сейчас посмотрел, покупал в марте 13 года.

И сейчас бы такие купил, но цена кусается Да и эстетика у них не супер.

Я не очень понимаю влияния фитодосветки на растения. Но обещают, что будут слабее тянуться и будут более коренастыми и здоровыми. На то, что это "окупится" я в принципе не надеюсь, уже N-ное количество лет ращу без досветки и даже немного пожалел, что купил, проще было купить ленточку, алюминиевый профиль и подсвечивать от мониторного блока питания на 6А 12В, а здесь с конструктивом голову сломаешь, плюс точечность источников света, плюс изоляция сетевого напряжения от детей - сплошные заморочки. Может, толкнуть их на аушке и купить ленту с профилем? Ленту в профиле можно подвешать на пару шнурков над подоконником, как это будет удобно, а не надо, так потом убрать...

Кстати, вот мысль в голову пришла. Если в таких пластинах на входе кондёров нет, их можно и постоянным напряжением питать. Если же кондёры из компьютерных блоков питания, оттуда же диодные мосты, это дело вообще ни разу не сложное, чтобы они совсем не моргали. Но, опять же, растениям это надо? Схема может быть элементарнейшая, от входа кондёр, мост, на выходе моста электролит и лампы. Ёмкостью электролита добиться отсутствия мигания, ёмкостью на входе добиться устойчивого свечения. Если пульсаций практически не будет, не будет и потерь чрезмерной мощности в "стабилизаторе тока", потому что тока можно добиться чуть меньше, чем он стабилизирует, и он не начнёт его ограничивать, а так же и в светодиодах, потому что они будут работать в начале графика, где КПД ещё хороший. А то, что:

требуется для 6 ящичков с рассадой на подоконнике в 2 м длиной - это вообще совершенно не факт. Я рассчитываю подсветить 3 лампами и посмотреть на результат. Пробовал включать 1 шт - светит очень ярко, если яркость снизить и включить 3 шт, как мне кажется, будет достаточно.

 

И где вы берёте это перегруженное и загнанное в отопительный режим китайское г? Может быть, я в чём-то да и прав? Может быть, тот график не из пальца высосан? Потому что даже простейший запрос выдаёт другие результаты:

Ребята, вы продвигаете непонятные псевдонаучные теории с намёком на прогрессивность, в то время когда есть гораздо более простые решения, которые просто работают, и работают хорошо и годами. А ваша китайская прогрессивность основана на технологиях планируемого устаревания (параметризации), цели которой - производство мало живущих товаров, что заставляет покупать их постоянно снова и снова, фактически это - вредительство, продажа откровенного мусора и пособничество отравлению экосистемы в целом.

 

У меня еще осталась одна полка 80х60см для рассады, которая освещается такими пластинами. Там их установлено 8шт по 10Вт. Каждая установлена на свой радиатор от АМДшного процессора. Полностью искусственное освещение. Мне не очень нравится как растет рассада, буду менять. Такая же полка этажом выше освещается 3Ватными китайскими светодиодами. Потребление от сети примерно такое же, а светят ярче. Если смотреть люксметром, то на той высоте, где первая дает 12000, вторая выдает 15000.

 

Вот здесь написано как не перепутать КПД светодиода и КПД светильника. А также написано как самостоятельно измерить КПД светодиода.
https://svetilnik.info/svetodiody/kpd-svetodioda.html

 

Это научный метод? Опустили светодиод в колбу от термоса, измерили нагрев, потом заклеили не пропускающим свет материалом, измерили нагрев. Какой в этом смысл? Предположили, что свет покинет колбу в первом случае не нагрев ни воду, ни колбу, ни металлизацию на ней, а во втором случае весь перейдёт в тепло? Для верных результатов эксперимента всё должно быть верно, а тут хромает даже идея...

А то я читал, народ жаловался на то, что под лампами у рассады листья сохнут...