Самодельная лампа для аквариума⁠⁠

Все расчёты чисто оценочные...

Сколько надо света?

Для люминесцентных ламп любили считать в ваттах на литр. Кто-то предпочитает считать в люксах. Мне удобнее считать в люменах на литр.

В интернетах принято считать, что уровни освещения аквариума:

Низкий -- 15 - 30 люмен на литр

Средний -- 30 - 50 люмен на литр

Высокий -- больше 50 люмен на литр

Берем средний уровень для травника - 40 люмен/литр.

Объем моего аквариума размерами 80см x 50см x 35см = 140 литров. С учетом того, что не "до краёв", получается где-то 120 литров.

120 литров * 40 люмен = 4800 люмен на банку.

Травник ленивый, растений мало (люблю визуальный простор), должно хватить...

Почему именно обычные 3W светодиоды а не линейки/модули или какое-нить Cree?

+ дешевые

+ "есть в любом ларьке"

+ хорошая мощность излучения на размер элемента

+ разнообразные по спектру, хоть серо-буро-малиновые в крапинку что немаловажно для экспериментов

Сколько штук надо?

Например на али для светодиода холодного белого 3W обещают 240-260 люмен. Побудем оптимистами и возьмем 250 люмен.

4800 / 250 = 19,2 --> 20 светодиодов

С учетом диммера пусть будет 22 светодиода.

Какой спектр?

Для меня главный критерий - чтобы было красиво и приятно для глаз, без закосов в желтушность/синюшность и т.д.

Цветовую температуру и количество видов диодов подбирал экспериментально исходя в основном из этого критерия, ну и с учетом "фитоспектра".

Заметил, что например при 8000K и более вода кажется более 'кристально чистой' чем при 6500K, но если ставить только 6500K или 8000K - очень мало оранжево-красной части спектра.

Есть кстати неплохая статья на тему света : http://www.amania.org/Tech/light-main.html

В результате экспериментов получилось:

(спектральные графики из интернета)

LED 3W 10000K -- основной -- 10 шт

LED 3W SunLike 6500K -- досвечиваем зеленого-желто-оранжевого -- 6 шт

LED 3W White FullSpectrum -- досвечиваем оранжево-красного -- 6 шт

Какой для них нужен драйвер?

Чтобы запитать эти 22 диода, рассчитываем какой блок питания понадобится:

Падение напряжения на каждом светодиоде 3,3 вольта, получаем 22 * 3,3 = 72,6 Вольт.

Рекомендуемый ток 600 мА.

С запасом подходит диммируемый драйвер "HG-PC-DM1040":

- Мощность - 40 Вт;

- Выходной ток - 600 мА;

- Вход: 100-260 Вольт 50Гц;

- Рабочий диапазон выходного напряжения: 60-84 Вольт;

Управление решил осуществлять розеточным таймером SBE-STE-1

В 9:00 включение

С 13:00 до 14:00 перерыв

В 18:00 отбой

Рассветы-закаты и прочее управление по каналам через wi-fi может как-нибудь потом, пока смысла в этом не вижу..

Шасси, он же радиатор

Для 3 Вт светодиода в интернетах рекомендуют площадь пассивного радиатора 30-50 см^2 (например пластина 6см * 6см = 36 см^2)

22 светодиода * 50 см^2 = 1100 см^2

Длинна аквариума 80 см. Пересчитываем эти 1100 см^2 на длинну 80 см, получается пластина размерами 80 см * 14 см.

Для того, чтобы лампа не светила по бокам в глаза, ищем П-образный профиль, да и более компактно это в плане площади радиатора...

Мне понравился такой: "Профиль врезной алюминиевый LPV-3288-2 Anod" с заглушками.

Компактный, удобные площадки шириной 24 мм для монтажа PCB "Звезда" в два ряда.

Площадь:  80 см * (8+3+3) см = 1120 см^2

Схема расположения LED

Здесь:

Голубой - LED 3W 10000K -- 10шт

Желтый - LED 3W SunLike 6500K -- 6шт

Фиолетовый - LED 3W White FullSpectrum -- 6шт

Как установить на аквариум?

Вариант с подвесом отмел сразу - предыдущая лампа была на подвесе, очень неудобно демонтировать/двигать. Проще всего поставить прямо на торцы боковых стекол.

Но тут надо соблюсти четыре момента:

- металл не должен касаться стекла

- закрепление должно быть надежным на случай, если кошка захочет прогуляться по лампе

- лампа должна легко сниматься/двигаться вперед-назад для обслуживания аквариума.

- должно быть место для покровного стекла

Пришел к такому варианту:

- Профиль торцевой для поликарбоната прозрачный

- П-образный алюминиевый профиль

Получилась такая конструкция:

Во сколько же это всё обошлось?

- Шасси/радиатор LPV-3288-2 Anod -- 0,8 м * 844 руб = 676 руб

- Заглушка для LPV-3288 -- 2 шт * 68 руб = 136 руб

- LED 3W 10000K -- 10 шт * 35 руб = 350 руб

- LED 3W SunLike 6500K -- 6 шт * 35 руб = 210 руб

- LED 3W White FullSpectrum -- 6 шт * 35 руб = 210 руб

- PCB подложка "Star" -- 22 шт * 14 руб = 308 руб

- Драйвер HG-PC-DM1040 -- 1 шт * 1100 руб = 1100 руб

- Резистор в корпусе для диммируемых драйверов -- 1 шт * 200 руб = 200 руб

- Термоклей Радиал 2 мл -- 1 шт * 210 руб = 210 руб

- Термопаста КПТ-8 20г -- 1 шт * 60 руб = 60 руб

- Профиль торцевой U-8мм поликарбонат -- 0,22 м * 70 руб = 15 руб

- Швеллер алюм. анод. серебро, 10х15х10х1,5мм -- 0,22 м * 160 руб = 35 руб

Итого: 4510 руб

Ну и всякая мелочевка типа проводов, разъемов, винтов...

Если тащить с али то будет дешевле, но в Крым они не отправляют :( поэтому не заморачивался с обходом, а заказывал по ближайшим интернет-магазинам.

Сборка

Ну тут ничего сложного.

Отпиливаем 80 см профиля, прикидываем расположение звезд на длину, приклеиваем их на термоклей.

Как застынет - монтаж на КПТ-8 светодиодов.

Распайка.

Монтаж заглушек, разъемов, держателей...

Ну и результат: