Сегодня хотелось бы поделиться своими соображениями по поводу создания необходимого освещения в аквариуме. Надеюсь, информация окажется полезна для таких же, как и я, начинающих аквариумистов. Каждый аквариумист, который хоть раз видел экспозиции профессиональных акваскейпов, воистину поражался их красоте, большому количеству и разнообразию флоры и фауны, присущей гармонии и балансу в них всего и вся. Ради такого уголка умиротворенности и вечного лета хотелось отдать душу (ну или хотя бы много денег)! Ведь аквариум - это в первую очередь красота эстетическая, и каждый аквариумист, искреннее любящий свое дело, стремиться к совершенству своего «творения». Все составляющие требуют внимания и ухода, и, бесспорно, один из главных «строительных материалов» для создания дизайна аквариума – это зеленые растения.
Очень сложно представить «подводный мир» без обилия разнообразной зелени, где каждый кустик, каждый листочек развивается индивидуально, а все вместе служит укрытием, местом обитания, а иногда и кормом для разнообразной живности. Конечно, возможны концепции аквариумов без растений, например цихлидники, но если речь идет о креветках (neocaridina heteropoda, кристаллы) и мирных рыбках (расборы, отоцинклюсы и другие), живущих по соседству, наличие растений необходимо для комфортного существования и тех, и других. Существуют минимально необходимые факторы, на которые нужно обращать внимание, чтобы обеспечить здоровый и правильный рост и развитие высших растений: грунт нужной фракции и качества, вносимые в воду удобрения, корневая подкормка (при необходимости), подходящие параметры воды, правильная фильтрация, иногда подача CO2. И главное, правильное освещение, о чем сегодня и пойдет речь.
Всем растениям необходим свет для основного химического процесса жизнедеятельности – фотосинтеза. Подробно про фотосинтез можно прочитать в интернете, информации достаточно, останавливаться подробно не буду.
Любые световые приборы имеют множество параметров, но однозначно при покупке ламп и светильников в аквариум следует обратить внимание на следующие характеристики: световой поток, цветовая температура и спектр. Неплохо бы еще учесть и индекс цветопередачи, который выражает приближенность света к естественному солнечному: чем выше индекс, тем приятнее такой свет для глаз. Обычно на лампах указывают маркировку: например 765: где 7- индекс цветопередачи, а 65 - это цветовая температура, прибавляем 2 нуля и получаем 6500 К.
Поговорим про световой поток. Световой поток – это количество фотонов света, выделяемое излучающим объектом за единицу времени. Измеряется в Люменах (Lm) и иногда указывается на источниках света. Знать этот параметр принципиально важно, ниже расскажу почему.
Считать освещенность в Ваттах на литр, как рекомендуют многие источники, неактуально, так как Ватт не является параметром освещенности. Многие осветительные приборы, потребляющие большое количество электрического тока, выделяют больше тепла, чем света (например лампа накаливания). Но и в люменах считать не совсем верно, так как свет разного спектра имеет разную проникающую способность и иногда просто не может в нужном количестве поступать на дно аквариума, имеет место эффект отражения и рассеивания (если мы говорим про глубину). Для понимания 1Lх=1Lm/m2. Правильнее считать освещенность в Люксах (Lx), но ведь на лампах указывается величина светового потока в Лм! Как же быть?
На самом деле можно вполне просто посчитать необходимую освещенность и в люменах: есть общепринятое мнение, что для густого травника в среднем необходим световой поток в 50-70 Лм/л. Для неглубокого аквариума с небольшим количеством растений понадобится гораздо меньше: около 30-40 Лм/л. Если мы говорим про люминесцентные лампы, то нужно учитывать коэффициент потери света, ведь ЛЛ излучает на 360 градусов, и только часть света попадает в воду (хотя, несомненно, часть излучаемого вовне света все таки возвращается в аквариум, если установлены отражатели). В случае с диодами свет направленный и потери минимальны, так что коэффициент потери света не учитываем. Коэффициенты можно найти в интернете. Если рассматривать МГ свет – не уверен, но думаю, что ситуация во многом похожа на ЛЛ.
Следующий момент – это потери при рассеивании света на глубине. Коэффициенты тоже можно найти в сети, останавливаться не буду. На примере: имеется аквариум объемом в 60 л: длинной в 50 см, шириной в 30 см, и высотой, предположим, в 40 см. Посадка светолюбивых растений плотная (голландский травник), в том числе и почвопокровных, будем использовать СО2, так что за норму возьмем освещенность в 70 Лм/л. Освещение светодиодное: потери света как в случае с ЛЛ не учитываем. Рассчитаем необходимую освещенность:
Полезный объем аквариума без грунта и оборудования – около 53 литров. Необходимый световой поток: 53*70= 3710 Лм. Если учитывать коэффициент глубины для столба воды высотой в 40 см, коэффициент потерь будет равен примерно 0,46 (данные из сети). 3710*0,46= 1706,6 Лм. Столько света мы потеряем на дне аквариума. Соответственно просчитаем необходимый световой поток с учетом потерь на глубине для плотно засаженного травника: 3710 + 1706,6 = 5416,6 Лм. Можно округлить до 5400 Лм. Для нормы в 50 Лм/м количество необходимого светового потока будет гораздо меньше: около 3870 Лм. Осталось только подобрать световые излучатели, в сумме дающие необходимое количество Люмен.
Теперь поговорим про цветовую температуру и спектр. Цветовая температура – это визуально воспринимаемый цвет излучения объекта, функционально связан с длиной волны излучения и измеряется в Кельвинах (при разных температурах нагрева абсолютно черное тело излучает свечение разного цвета). В аквариумистике чаще всего применяют источники холодного свечения, в среднем от 6500 до 8000К. Визуально мы воспринимаем световой спектр от инфракрасного (700нм) до ультрафиолетового (400нм), все остальное (рентген и радиоволны) нафиг не нужно. Так что белый свет – это комбинация красного, синего и зеленого цвета, последний находится где-то посередине. Для преобразования растениями углерода и воды в глюкозу и кислород (фотосинтеза) нужен свет широкого спектра, но обязательно с большим составляющим (пиками) красного – около 660 нм и синего – около 450 нм. Красный свет имеет большее значение длины волны и меньшую частоту, соответственно проникает в толщу воды гораздо хуже, чем синий. Надо понимать, что так называемыми «лампами полного спектра» или «фитолампами» могут быть и обычные лампы холодного или теплого свечения, с пиками в нужном световом спектре. Лампы МГ и ЛЛ имеют полный или «аналоговый» световой спектр, диоды – только дискретный, состоящий из отрезков спектра излучений нужных длин волн.
В своем аквариуме как источник основного света я использую диодный светильник Led Chihiros A451, 8000K, имеется диммер на 6 положений, блок питания на 12 В. Свет очень приятный, растения «пузырят» достаточно интенсивно (при наличии всего необходимого). Но при резком включении света от таймера рыбы очень пугались, начинали метаться по аквариуму, даже креветки разбегались. Поэтому я решил воссоздать эффект рассвета-заката для того, чтобы все просыпались постепенно и не испытывали шок. От контроллера отказался, не дорос еще)). На крышку были смонтированы сверхмощные диоды красного и синего цвета в последовательные цепи, через драйверы включены в многоканальный таймер, теперь час утром и час вечером в аквариуме насыщенное розово-ультрамариновое свечение, получилось очень даже ничего, главное никто не пугается теперь)
Фото получилось не очень хорошего качества, но закат смотрится очень интересно
Никакого конденсата
А теперь остановимся на расчете самопального светодиодного света для тех, кто все таки выбрал для себя диоды:
1. Определяем необходимое количество Лм для освещения (смотри выше).
2. Подбираем диоды.
У каждого диода есть характеристики: потребляемый ток, световой поток и падение напряжения.
Делим необходимое для аквариума количество светового потока (см выше как посчитать) на световой поток одного диода. Допустим световой поток Х диода = 100 Лм:
5416,6 Лм/100 Лм=54,16. Значит необходимо примерно 54 диода.
3. Следующим шагом, если выбираем стабилизацию по току, подбираем драйвер (драйверы стоят недорого):
Падение напряжения на одном диоде – 3,2 Вольта (актуально для белых и синих диодов, для красных обычно около 2,2 В).
Если соединять диоды последовательно, то суммарное падение напряжения в цепи: 54*3,2 В = 172,8 В. Значит не менее такого напряжения драйвер должен выдавать на выходе, чтобы диоды работали.
У нас есть общее падение напряжения в цепи 172,8 Вольт. Потребляемый ток каждого диода – 350мА, такой же суммарный ток и будет во всей нашей последовательной цепи. Общая мощность цепи по формуле P=U*I: P=172,8*0,350=60,48 Ватт.
Драйвер определяется двумя параметрами: током стабилизации и мощностью.
Выбираем драйвер, рассчитанный на мощность не менее 61 Ватта (лучше взять больше, с запасом процентов 10-15), а также с необходимым нам выходным стабилизированным током в 350мА.
Все компоненты можно без проблем подобрать на известном сайте из поднебесной, однако учтите, что параметры диодов могут отличаться от действительности процентов на 15-20. Как альтернативу можно использовать диоды известных производителей таких, как Philips или Cree. Ребята очень ответственно отбраковывают кристаллы для диодов, так что за качество их можете не переживать (цена около 1 евро за шт.). Зато в Китае за сравнительно невысокую цену можно заказать целую пачку таких диодов, пусть и немного хуже по качеству. Поверьте, Ваш бюджет не пострадает. Дешево и сердито, а главное – ремонтопригодно. Потребуются также соединительные провода, припой, паяльник, термоклей и радиатор (либо можно найти готовый вариант: уже приклеенные к диодам радиаторы в форме звезд из алюминия). Если диодов будет больше можно разбить их на несколько цепей, к каждой подключить по драйверу и включить параллельно несколько драйверов в сеть переменного тока. Главное чтобы общее падение напряжения было менее 220 В (в сети имеется погрешность). Есть способы расчетов для параллельного включения диодов, а также для стабилизации по напряжению с применением блока питания и резисторов..
Пожалуй на этом все, было много ошибок, сумбурно и скучно, но я буду рад, если кому-то моя информация все же пригодится. Если возникли вопросы, задавайте в комментариях. Всем красивой травы и больших пузырей!