Светодиоды в аквариуме своими руками

Привет, муськовчане!
Аквариумом мы с женой загорелись еще в 2015 году. Сразу начали делать травник — грунт ADA PowerSand + ADA AquaSoil Amazonia, подача CO2 и много света. Я тогда изготовил самодельную крышку для аквариума со встроенными люминесцентными лампами. Несколько лет травник нас радовал своим удивительным видом, но в какой-то момент, жене процесс ухода за ним надоел и аквариум из травника был переделан в чисто рыбник. Из света оставили только одну лампу T8 на 18вт. Со временем начались проблемы, изнутри крышки аквариума начала появляться плесень, хотя раньше такого не было, видимо помогало обилие света. В общем, решено было аквариум сделать открытым, отсюда и родилась идея данного светильника. Что из этого получилось — читайте далее.
Когда-то наш аквариум выглядел вот так:
В крышку аквариума были установлены две лампы Т5 по 24Вт (Sylvania Grolux и Aquastar) и одна T8 18Вт (Sylvania Daylightstar). По освещенности получалось где-то 1 вт на литр (яркость люминесцентных лампы считали почему-то именно ваттами, а не люменами). И этой освещенности было вполне достаточно для нашего травника. Тумба под аквариум, кстати, тоже самодельная:
А вот так вот лампы светили:
Теперь аквариум с новым светильником выглядит так:
Размер и мощность нового светильника рассчитаны на аквариум-травник длиной 60см с полезным объемом около 65л (общий 85л). Нужно отметить, что для травника по типу амановских, это самый минимум по интенсивности освещения для данного объема. Считается, что разогнанному травнику (с подачей CO2) нужно порядка 40-50 люмен на литр воды (зависит от плотности растений). Таким образом, для моих 65 литров необходим уровень освещенности от 2600 до 3200 люмен. Выбранные светодиоды обеспечивают каждый порядка 120 люмен белые и около 20 люмен цветные. Что в общей сложности должно дать световой поток в 2320 люмен… Ну, в общем почти…)) Белые светодиоды для аквариума рекомендуют использовать с цветовой температурой 6500К. Я таких, правда, не нашел и использовал обычные 4500К.
Использование в светильнике светодиодов открывает дополнительные возможности, например регулировку яркости. Естественно я этим решил воспользоваться и еще мне захотелось сделать имитацию заката и рассвета. Для этого мне понадобились LED-драйверы (самодельные) с возможностью подачи ШИМ сигнала, а так-же микроконтроллер, я применил ESP8266 (плата D1 Mini) и прошивку проекта Tasmota.
Вариантов изготовления подобных светильников довольно много, лично я делал из тех материалов и компонентов, которые у меня были в наличие дома или продавались в ближайшем строительном магазине. По этому, конкретно мой экземпляр светильника немного отличается от чертежей и моделей, приведенных ниже в статье.… Кто-то использует радиаторы от компьютерных процессоров, кто-то ставит активное охлаждение… Мой вариант без всего этого, но как показала практика, теплоемкости использованного алюминиевого профиля вполне достаточно для эффективного отведения и рассеивания тепла от 26 светодиодов мощностью 1 Вт. После нескольких часов работы, температуру радиатора не напрягаясь терпит рука (надо бы замерить).
Светильник изготовлен из алюминиевого профиля, 18ти холодных белых светодиодов (1Вт), 4х красных 650нм и 4х синих 450нм светодиодов. Цветные светодиоды необходимы для компенсации неравномерности спектра белых светодиодов (правда расчетов я ни каких специальных для этого не производил).
Характеристики белых светодиодов

Светодиодные прожекторы в аквариуме с пультом управления.

Светодиодная подсветка с аэратором

Для аквариума ёмкостью 115 л. Применён светильник с водозащитными диодами, надёжно и устойчиво работающие в погружении. В комплекте прилагается пульт с цветными кнопками и с понятно интуитивным управлением. Это такие: «Пуск», «Стоп». Регулировка света: «больше», «меньше». Варианты освещённости и выбор цвета. Например, включив обыкновенный режим одного оттенка пошагово, регулируют начиная с минимального уровня до максимального. Оценивают в зависимости от зрительного восприятия. И так далее, по всему диапазону, заложенного в программе пульта управления. Кроме этого, есть ещё и четыре остальных варианта регулировки: мерцание всеми цветами, переход на плавное перетекание в любой колер, или устроить из аквариума великолепный ночник.
В комплект поставки входят светильник на 12 диодов, прикрепляемый на дно двумя присосками. В ней есть отверстие для воздушных шлангов. Адаптер, инфракрасный приёмник, пульт управления, соединяемый через разъём USB.

Привет всем читателям и почитателям сайта Радиосхемы! Сегодня хочу рассказать о создании светодиодного светильника для своего аквариума. После довольно-таки длительного пользования последнего, с разными подручными источниками света (настольные светильники), у которых свет распространялся во все стороны и лишь малая часть попадала по назначению, было решено сделать специальный светильник для аквариума с направленным излучением. Для этой цели как ни что другое подходили светодиоды.

После изучения данного вопроса посредством дядюшки Гугла, было установлено, что для хорошего роста аквариумных растений нужны специальные светодиоды полного спектра, имеющие длины волн от 380 до 840 нанометров, с пиками излучения в районе синего и красного цветов. Нашёл на всем известном сайте Алиэкспресс эти светодиоды в корпусе 2835. Плюс к последним решил добавить простые белые в корпусе 5730 (имелись в наличии).

Далее, спроектировал и изготовил печатную плату. Так как плата большая и не вмещается в формат «А4» разделил файл для печати на три куска и распечатывал каждый отдельно, после переводил на текстолит при помощи технологии ЛУТ по кусочкам.

При работе светодиода всегда выделяется некоторое количество тепла и оно в первую очередь зависит от тока через его кристалл. При использовании последнего на всю заявленную производителем мощность, естественно необходимо хорошее охлаждение в виде какого-либо радиатора. Но при малых токах, с отводом тепла может справиться и печатная плата, с небольшими полигонами меди под каждый кристалл. Поэтому было решено обойтись малыми жертвами, в тоже время, не потеряв в надёжности – снизить ток и использовать печатную плату без радиатора.

Но так как при малом токе светоотдача светодиода мала, пришлось сделать большие размеры платы (100 х 380 мм, что в свою очередь увеличивает эффективность охлаждения) и установить кучу элементов (по 100 штук белого и полного спектра).

Как сделать освещение аквариума на светодиодах

LED (Light Emitting Diode) освещение является прекрасным вариантом для морского или пресноводного аквариума. Светодиодные лампы не употребляют много электричества. Отличаются длительной и относительно легкой эксплуатацией. Эти особенности позволяют снизить эксплуатационные расходы на долгое время. Экологически чистая светодиодная подсветка не содержит вредных химических веществ, таких как ртуть или фосфор, в отличие от люминесцентных ламп. У вас есть возможность установить светодиодное освещение аквариума своими руками, если воспользуетесь инструкцией.

Преимущества и недостатки светодиодного освещения

  1. LED освещение аквариума изначально дорогостоящее, но стандартные светодиодные лампы в настоящее время работают до 50000 часов, и стоят дешевле, если рассчитывать на их долгосрочную перспективу.
  2. Светодиодное освещение также издает меньше тепла, поэтому для него не всегда требуются вентиляторы и системы охлаждения (в зависимости от количества установленных ламп).
  3. Определите, светодиодная подсветка какого типа наилучше удовлетворит ваши запросы по освещению аквариума с рыбками. Если у вас есть аквариум с соленой водой, потребуются более мощные светодиодные лампы. Большие и глубокие резервуары также требуют сильного освещения.
  4. Это идеальный вариант для резервуара с относительно небольшими растениями. Резервуары с живыми подводными рифами требуют больше света, и покупки аквариумных LED ламп с более высокой номинальной мощностью настоятельно рекомендуются.
  5. Электричество и вода при взаимодействии образуют заряд, который может быть смертельно опасным. Организм человека работает в качестве канала между ними, и при неправильном обслуживании ламп, может случиться травма от удара током. Отключите всю электронику, системы проводки и освещение при установке светодиодных ламп, и слейте воду из аквариума. Это обезопасит вашу жизнь.

Посмотрите на аквариум со светодиодной подсветкой.

Как установить LED освещение аквариума самостоятельно

Первый метод, как сделать светодиодное освещение аквариума своими руками является наиболее простым. Здесь вы можете использовать крышку со специальной подсветкой. По периметру крышки рекомендуется прикрепить светодиодные ленты белого цвета, что даст всевозможный спектр, и обеспечит равномерное освещение верхнего периметра резервуара.

Второй метод – смастерить небольшую «люстру». Над резервуаром необходимо сделать блок квадратной, круглой или ромбовидной формы, в который можно положить всё оборудование и светодиодную ленту. Освещения мощностью 120 Вт хватит на просторный резервуар ёмкостью 250-300 литров, где живет много рыбок и растений. Подобная «люстра» может содержать коло 40 LED ламп со световым потоком 270 lm (люмен), по 3 Вт каждая. Получится яркость освещения более 10000 lm, что обеспечит яркий световой спектр в аквариуме такого объема. Главное – постоянный контроль баланса экосистемы: избыток зеленого света способствует размножению микробов.

Сколько стоит собрать такую лампу? Стоимость может быть разной, в зависимости от продавца. Желательно покупать светодиодные лампы у проверенных производителей, чтобы они прослужили долго, и не создали трудностей при установке. Надежные импортные LED лампы: Osram, Cree, Philips, Lumileds. Российские производители светодиодных дамп: «Feron», «Camelion», «Jazzway», «Gauss», «Navigator» , «Эра».

Чтобы смонтировать освещение такими лампочками самостоятельно, нужно:

  • Приобрести много светодиодных лампочек, светодиодную ленту;
  • Пластиковые желоб шириной 10 см и длиной 2 метра;
  • Питание 12 В, можно провести от стационарного компьютера;
  • Взять мягкую проволоку 1.5 мм;
  • Достать кондиционер на 6-12 В;
  • Для светодиодной ленты разъемы не нужны, для ламп понадобится 40 разъемов;
  • Резак для отверстий 48 мм.

Посмотрите как сделать светодиодное освещение для аквариума своими руками.

После приготовления всех материалов, вдоль пластиковой конструкции необходимо вырезать два желоба, а в нижней части просверлить отверстия – около 20 шт. на 1 метр, можно в шахматном порядке. Затем в отверстия нужно поставить светодиоды, и закрепить их. Все лампы нужно подключить к электропитанию. Если вы не умеете правильно обращаться с проводкой, обратитесь к электрику, который может выполнить процедуру грамотно.

Кулер или вентилятор следует поместить на место испарения или нагревания покрытия освещения. Для декоративных целей можно сделать ночную подсветку, которая станет имитацией лунного света. Она нужна для тропических морских рыбок и актиний. Для ночного света можно использовать синюю светодиодную ленточку, которую можно установить на задней стенке. Электрический таймер освещения или автоматическое включение/выключение подсветки нужно также подключить, чтобы регулировалось количество необходимого светового дня.

Освещение аквариума должно идти от его верхней части – так образуется мягкий и рассеянный свет. Лучше применять ЛЕД-лампы мощностью 1 Вт, однако, для разных аквариумов выбирается соответствующая мощность. На резервуар ёмкостью 200 литров может хватить светодиодной ленты из 30-40 лампочек общей мощностью 3 Вт. Главное, чтобы свет был не слишком ярким, и не навредил рабам и растениям. Оптимальный подсчет – 0.5 Ватт на 1 литр воды, но для глубокого и просторного аквариума в формуле все показатели нужно умножить на два.

Также важно учитывать толщину дна – визуально вода и все донные растения должны получать достаточно света в нижних слоях резервуара. Донные рыбки и улитки требует немного света, но растения всё ещё будут расти, и требовать больше освещения. В процессе фотосинтеза, растения потребуют много света, из-за его дефицита будут выделять меньше кислорода. Чтобы избежать проблем, нужно регулировать количество светового дня, и создавать в водоеме равномерное освещение, которое получит каждый его житель.

AkvariumnyeRybki.ru>

Светодиодное освещение аквариума расчет.

Первый вариант определения ориентировочный и составляет на один литр воды полватта мощности и световым потоком в 40 лм. То есть на объём 100 л потребуется суммарная мощность 50 ватт. Чаще используют сд в диапазоне от 0,2 и до максимальной 3,0. Поэтому исходя из мощности освещения определяют количество излучателей.

Иногда такие параметры подбирают зрительно или по совету опытных аквариумистов: отдельно для живых обитателей и растений. Для последних существует специальный калькулятор подбора количества полупроводниковых излучателей. Он рассчитан на разную высоту аквариумов. Для неглубоких — до 450 мм и больше этого размера. Вводят такие данные.

  • Габариты ёмкости.
  • Вид растительности.
  • Предлагаемую марку светодиодов с указанием термодинамической температуры до 8,0 тыс. К.
  • Током 350—700 mA.
  • Освещённостью 139—300 лм.
  • По этому калькулятору подсчитывают количество драйверов и блоков питания на 24 и 36 в.

Выбор источника по светоотдаче.

Для аквариума стандартного размера (высотой 50 см) подойдут параметры, указанные в таблице.

Люминесцентная Светодиодная Примерный поток излучения
25—30 Вт 12—15 Вт 1,2 тыс. лм
18—20 Вт 10—12 Вт 0,9 тыс. лм
15—16 Вт 8—10 Вт 0,7 тыс. лм
9—13 Вт 3,5—5 Вт 0,35 тыс. лм

Глубоководные ёмкости освещают более мощными приборами и усиленной светоотдачей. В целях экономии предпочтительнее выбирать с такими же характеристиками. Сравнительные показатели приведены ниже таблице.

Обращают внимание на цветовой спектр. Бытует мнение, что для развития аквариумных растений подходят источники жёлтого, красного света. Существует и другой взгляд — одновременное сочетать нескольких разных ламп, излучение которых влияет на подсветку и зрительное впечатление.

SMD — полупроводниковый излучающий прибор. Аббревиатура (Surface Mounted Device) расшифровывается как изделие, пригодное для монтажа на плоскости. Цифры означают габариты элементов в мм.

Выбор места установки.

Предварительно уточняют размещение светильников. Внутри аквариума, под крышкой спереди, по бокам или с тыльной стороны. Для оформления эффекта перелива, на растениях или рыбах, цветные лампы размещают впереди. Дневной устраивают сверху над открытым водоёмом, ярко освещающий флору и фауну. Монохромную с д л крепят по периметру. И в случае недостаточной яркости, наращивают её длину. Она дополнительно подсвечивает воду. Для аквариума без растительности оригинальное цветное освещение применяют RGB лентой.

Почему выбирают светодиод

Это современный вариант устройства аквариума. Светодиоду принадлежит первенство среди приборов освещения из-за экономного потребления электроэнергии (около 70%) а также по техническим характеристикам.

  • По спектральному диапазону подсветка и освещение благоприятны для существования подводных обитателей и растительного мира.
  • Качество, цветовая гамма, характеристика освещения устойчивы на протяжении всего срока использования, более четырёх лет. Признаком деградации диода является падение светового потока.
  • Он направляется в любую часть аквариума. Постепенно регулируется увеличение или уменьшение интенсивности света.
  • Используемое низкое напряжение безопасно при эксплуатации приборов. Устойчиво работает при колебаниях питающей сети.
  • Не требуется периодическая замена деталей.
  • При эксплуатации не выделяют избыточное тепло, отрицательно влияющего на температурный режим аквариума. Поэтому меньше предъявляют требования к системе охлаждения.
  • Светодиоды экологически чистый прибор. В составе отсутствуют вредные для здоровья вещества, ультрафиолетовые и инфракрасные излучения.
  • Прочные к механическому воздействию.

RGB — заглавные буквы означают много цветность света. Read, Green, Blue.

LED подсветка аквариума с растениями

Особенно важным является светодиодное освещение аквариума с растениями, которое должно быть подключено по всем правилам, принося максимально возможную пользу. Благодаря правильному использованию подсветки, обеспечивается оптимальный уровень освещения для аквариумных растений, а также защита от «позеленения».

Чтобы сделать грамотную подсветку аквариума с растениями необходимо обладать определенными знаниями, если у вас их нет, можете почерпнуть их из видео

Сколько света нужно обитателям домашнего аквариума

Аквариумисты знают, что водная экологическая системы основана на взаимосвязи растений, микроорганизмов и других ее обитателей. Аквариумные рыбки являются завершающим звеном этой системы, которые тоже нуждаются в правильном освещении для благоприятных условий их жизни.

Но наиболее важен свет для водных растений. Правильная подсветка ускорит их рост и развитие. С помощью света, который поглощают водоросли, углекислота и вода превращается в кислород и питательные вещества. Это процесс называется фотосинтез. Таким образом в воде появляется кислород, который необходим рыбам.

Если света мало, то происходит деградация растений, останавливается процесс их размножения и они постепенно гибнут. Это негативно отражается на состоянии рыб, моллюсков, ракообразных.

Спектральный состав излучения разных видов источников света отличается. По этой причине для подсветки комнатных водоемов иногда используют лампы разного типа (светодиодные, люминесцентные, галогенные).

Важно! Зимой искусственное освещение необходимо для продления светового дня обитателей аквариума. Включать подсветку нужно максимум на 12 часов, водные жители должны отдыхать от 6 до 8 часов. Длительность включения ламп летом – около 10 часов.

Если освещение правильное, то водоросли имеют насыщенный зеленый цвет с желтоватыми, лиловыми и коричневатыми разводами. Рыбки ведут себя активно, а их чешуя блестящая.

Иногда баланс экосистемы нарушается, это может быть связано с чистотой воды и качеством подсветки. Тогда жидкость становится мутной с зеленоватым оттенком, это плохо отражается на состоянии водных обитателей.

Если света очень много, то наблюдается избыточный рост нитчатых водорослей. Чтобы приостановить слишком активное развитие растений, нужно немного уменьшить яркость подсветки.

О качественном освещении можно говорить, если через 2 месяца после того, как вы установили лампы, водные обитатели хорошо себя чувствуют.

Нередко в декоративных целях светильники для аквариумов дополняют лампочками с зеленым или синим светом. Это конечно красиво, но такое освещение нарушает процесс фотосинтеза и угнетающе действует на рыб. Поэтому лучше не экспериментировать.

О пользе фотосинтеза.

Ключевую роль в жизни подводного мира играет световая энергия. Она способствует размножению обитателей и развитию растений. Без достаточного облучения они не выращивают себе подобных. Зелёные водоросли бледнеют, деградируют.

Однако, появление на растениях кислородных пузырьков подтверждает бурное течение фотосинтеза, продление жизни. Он усиливается с увеличением интенсивности световой энергии. Реакция проистекает в пластах клеток зелёных растений. Находящийся хлорофилл поглощает (улавливает) фотоны синего и красного света, и отражает другие тона. С разной частотой излучения и длиной волны, измеряемой в нанометрах (н/м). Поэтому, если эта область занимает диапазон с 600 по 700 н/м, тогда она способствует наиболее интенсивному росту листьев и растений.

  • Красные и оранжевые лучи — основная, решающая энергия фотосинтеза.
  • Фиолетовый и синий спектры создают оптимальные условия для его прохождения.

Понятие этого процесса буквально означает: строительство из света и химических элементов, находящихся в воде. Зелёные растения перерабатывают диоксид углерода в питание, необходимое для обитателей.

Для аквариума оптимальным освещением является использование полупроводниковых приборов — светодиодов. Их излучение, приближённое к природной среде, положительно влияет на развитие флоры и жителей.

Плюсы и минусы светодиодной подсветки

После появления на рынке освещения ЛЕД-ламп, они заняли лидирующие позиции среди аквариумистов. Популярность объясняется характеристиками, которые выгодно отличают их от других видов ламп.

Преимущества светодиодных источников света:

  1. Энергоэффективность. Светодиоды израсходуют мало электроэнергии, но при этом излучают яркий свет.
  2. Высокий КПД и малая теплоотдача. Светодиодные лампочки практически не нагреваются даже после 10 часов работы. Поэтому дополнительная система охлаждения не нужна.
  3. Прочность. ЛЕД-кристаллы устойчивы к вибрациям, колебаниям, чего не скажешь о лампочках с тонкими спиралями.
  4. Длительный срок эксплуатации. Диодные источники света могут служить около 5 лет при условии правильного их использования.
  5. Широкий спектральный диапазон. Диодные лампочки обладают более богатым спектром излучения и высокой светоотдачей, чем другие виды источников света. В одно осветительное устройство можно установить кристаллы разных цветов, чтобы создать благоприятные условия для растений и рыбок.
  6. Безопасность. Эти источники света максимально защищены от влаги, пожаробезопасны.
  7. Экологичность. ЛЕД-лампы не содержат токсических веществ, не излучают ультрафиолетовые лучи. Поэтому они более безопасны для водных обитателей.

К недостаткам ЛЕД-кристаллов относят их дороговизну и необходимость установки дополнительного оборудования (блок питания, светорегулятор). Однако лишние траты быстро окупятся за счет экономии электроэнергии.

Как видите, ЛЕД-освещение имеет больше плюсов, чем минусов. Именно поэтому такие источники света пользуются большой популярностью.

Правильный расчет подсветки: мощность, спектральный диапазон

Если вы решили сделать светодиодный светильник для аквариума своими руками, то нужно провести правильный расчет мощности ЛЕД-кристаллов. Ведь от этой характеристики зависит жизнь водных обитателей.

По стандарту, суммарная мощность подсветки должна находится в пределах 1 – 2 Вт. Однако объем аквариума в литрах может достигать от 20 до 2000. Осветить комнатный водоем большого размера диодным светильником с такой мощностью будет тяжелее.

Как правило, для организации системы освещения аквариумов используют кристаллы на 0.2 Вт. Чтобы определить количество ламп можно использовать сложные формулы или онлайн-калькуляторы. Но на практике для резервуара объемом 200 л нужна лента с 30 кристаллами или от 25 до 45 лампочек (мощность каждого элемента около 3 Вт).

Многие аквариумисты пользуются формулой – 0.5Вт/1л. Однако она тоже не совсем точная. Если аквариум высокий, то свет просто не достанет до дна, это можно заметить даже визуально.

Внимание! Как утверждают многие специалисты, освещенность аквариума должна быть равномерной, чтобы свет попадал до самого дна. Однако иногда такая подсветка негативно отражается на донных рыбах и улитках. Рыбы при необходимости выплывут поближе к свету, а потом у них будет возможность спрятаться в тенек. А водоросли все равно тянутся к свету. Поэтому не стоит всегда добиваться идеально равномерного освещения.

Жизнедеятельность водных обитателей зависит еще и от спектра и цветовой температуры. Нередко начинающие аквариумисты используют для подсветки резервуара лампочки желтого, синего, зеленого цвета. Это выглядит эффектно, но обитатели аквариума страдают, нарушается фотосинтез водорослей.

Опытные аквариумисты советуют покупать лампочки, в спектре которых преобладают сине-фиолетовые или красно-оранжевые лучи.

Куда устанавливать осветительные приборы

Подсветка для аквариума должна соответствовать дизайну интерьера. Ее можно встроить в шкаф, сервант или этажерку. Оптимальный вариант – установка светильника спереди и сверху, то есть, ближе к передней стенке. Желательно, чтобы на аквариуме была крышка, которую можно открыть, чтобы покормить рыбок.

Комнатный водоем (или несколько) можно поставить на этажерку, а светильники разместить спереди. Отлично впишется в интерьер массивная тумбочка с аквариумом, который оснащен крышкой с подсветкой из такого же материала.

Если вы решили установить светильники в шкаф над резервуаром для морских обитателей, то на время монтажных работ его нужно прикрыть крышкой из стекла или фанеры, чтобы в воду не попал мусор.

Для повышения экономичности осветительного оборудования, его можно дополнить термореле, фотореле, таймером. Первое устройство отключает систему при нагреве источников света или воды, второе – включает свет вечером и выключает в светлое время суток, а третье – отключает свет через заданное время. Это очень удобно для занятых людей.

Сборка

Коротко о сборке. 3D модель в скетчап.
Основание светильника выполнено из отрезков алюминиевого профиля 15мм х 30мм.
Алюминиевые детали складываются попарно на ребро, надежно фиксируются и просверливаются сверлом 2,5 мм. При чем, у верхнего профиля просверливаются обе стенки, а у нижнего только примыкающая стенка. В верхнем профиле отверстия, расположенные на верхней грани рассверливаются до 7мм. Далее детали нужно разъединить и в нижнем профиле нарезать резьбу М3, а нижней стенке верхнего профиля рассверлить отверстие сверлом 3мм (чтобы свободно винт М3 проходил). Таким образом, пара профилей скрепляется винтами М3 в 5 точках. После соединения первой пары профилей, всё разбираем, предварительно промаркировав какой профиль с каким стыкуется, верхний профиль убираем, ставим вниз следующий профиль и всё повторяем, но с некоторым смещением. На иллюстрации попробовал это изобразить:
После подготовки всех деталей соприкасающиеся поверхности необходимо промазать тонким слоем термопасты (я использовал КПТ8). Собрать детали основания светильника, скрутив их винтами с использованием фиксатора резьбы.
Если в вашем случае светодиоды попадают на стыки профилей, то для нормального теплового контакта между профилем и радиатором светодиода нужно тщательно отшлифовать всю поверхность. На представленных здесь чертежах такой проблемы нет, однако, т.к. я собирал свой светильник из материалов, которые были под рукой, то я столкнулся с необходимостью шлифовки. Выбираем сторону, к которой планируем крепить светодиоды и тщательно шлифуем её до тех пор, пока палец не перестанет ощущать переход между соседними профилями (я шлифовал сначала болгаркой с наждачкой на липучке, а потом вибрационной плоскошлифовальной машиной Фиолент МПШ 4-28 наждачкой зернистостью 400).
Далее с обеих сторон крепим алюминиевые уголки. Я использовал 25×15, но лучше взять размером по больше. Крепление винтами М4, в предварительно просверленные отверстия, диаметром 3,5мм с нарезанными резьбами М4.
Далее сверху крепим Ш-образный профиль — он будет служить радиатором. Каждую деталь промазываем термопастой, крепим на винты M3 или M2,5 (головки от М3 могут не вместиться между ребрами).
Вертикальные стойки изготовлены из того же профиля, что и основание светильника (15×30мм). Для установки на ребро стекла аквариума, снизу стоек на уголках закреплёны детали из П-образного профиля.
В деталях из П-образного профиля вклеены вставки из фетра и какого-то скользкого пластика, облегчающие перемещение светильника по ребру стекла аквариума.
Сборка корпуса завершена, осталось закрепить светодиоды.
В любой чертежной программе или в редакторе векторной графики делаем макет расположения светодиодов и выводим на печать в масштабе 1:1 на 2 листа формата А4 с последующей склейкой в один шаблон. Приклеиваем макет на клей-карандаш к основанию светильника и накерниваем места отверстий для крепежа светодиодов. Пример макета.
Затем сверлим отверстия сверлом 2,5мм, нарезаем резьбу M3 и на термопасту садим звезды (радиаторы типа Star) светодиодов на основание. Особо обращу внимание, что под головки винтов, во избежание замыкания, необходимо подкладывать изолирующие шайбы из стеклотекстолита (я покупал в Чип и Дип) <img
Примененные мной LED-драйверы имеют наибольшую эффективность при питании от 24В и последовательном соединении 6 одноваттных светодиодов, схема будет ниже. Соединяем все светодиоды по схеме (для монтажа я использовал провод МГТФ 0,35 кв.мм) и затем защищаем лаком контакты и все элементы светильника обращенные к воде (ну, кроме линз светодиодов разумеется). В итоге должно получится как-то так:

Электроника

Драйвера для питания светодиодов использованы самодельные на базе микросхемы MBI6651 в корпусе SOT23-6L. Платы сделаны под smd-монтаж, обратная сторона стеклотекстолита осталась полностью гладкой, что позволило их закрепить на задней стороне профиля, который служит для драйверов радиатором.
Данные микросхемы из обвязки требуют 2 танталовых конденсатора, дроссель, диод Шоттки и токозадающий резистор.
Имеется вход для подачи ШИМ сигнала для управления яркостью (от 0 до 100%). При питании от 24в и подключенных 6ти светодиодах, эти драйвера обеспечивают эффективность около 98%. В моём случае использованы 5 таких микросхем. 3 драйвера питают 18 белых светодиодов, и по одному использованы для красных и синих светодиодов. В принципе, можно было 8 цветных светодиодов повесить на один драйвер, т.к. они имеют меньшее напряжение питания и ограничиться четырьмя микросхемами MBI6651 на весь светильник. Два параллельно включенных резистора по 0,47Ом (в сумме дают ~0,23Ома) обеспечивают ток около 350мА. Индуктивность я использовал с выводами, расположив её над микросхемой драйвера. Для SMD-дросселя, понадобилось бы дополнительное место на плате.

Плата в формате SprintLayout6
На плате драйверов необходимо соединить перемычками все пятачки «In +» и туда же подать плюсовой вывод блока питания на 24в. Подключить общий, и выход ШИМ сигнала с микроконтроллера, о котором ниже:
Для управления светом использован модуль D1-mini на базе Wi-Fi микроконтроллера ESP8266 с прошивкой проекта Tasmota.
Плату с минимальными переделками и корпус использовал из одного предыдущего своего проекта димера для светодиодных лент Для питания платы D1 Mini применен DC-DC преобразователь MINI 360 на вход которого подается 24в.
Светильником можно управлять из любой системы умного дома по MQTT или посредством GET-запросов. Для первоначального конфигурирования и управления имеется веб-интерфейс.
Tasmota также можно сконфигурировать и для автономной работы (различные таймеры и сценарии по ним запускаемые). Таким образом у меня настроена полная автоматическая автономная работа светильника, реализованы режимы рассвета и заката (конфигурирование подробно будет описано ниже).

Прошивка и конфигурирование

Так как изначально я ставил задачу иметь возможность управления из системы умного дома, то сразу хотел применить понравившийся мне проект MySensors. Но в какой-то момент поняв, что лень и недостаточность опыта в программировании Arduino (что бы реализовать все свои хотелки) могут затянуть изготовление светильника до бесконечности, я принял решение использовать что-то готовое и конфигурируемое в процессе работы. Из подобных проектов мне хорошо знаком WiFi-iot и чуть хуже Tasmota (из подобных еще есть ESP Easy и ESPHome…).
Выбор Tasmota был обусловлен рядом факторов, таких, как частота ШИМ, которую можно задрать аж до 4кГц; встроенная функция wakeup (рассвет), заката правда нет, пришлось делать руками; бесплатность в конце-концов в отличие от WiFi-iot, например… и возможность писать сценарии через, в тот момент мне еще не знакомые, Rules (пришлось не полениться и разобраться))))…
Прошивку Tasmota можно скачать в виде исходного кода (что бы что-то подправить там под себя) или в виде уже скомпилированного бинарника, который можно сразу прошить в контроллер. Воспользуемся вторым вариантом, скачиваем бинарник текущей версии тасмоты и прошиваем его в плату D1 Mini. Для прошивки я использовал программу NodeMCUFlasher , так же можно воспользоваться Tasmota PyFlasher
При первом запуске не сконфигурированная Tasmota запускает свою (одноименную) точку доступа Wi-Fi. После подключения идем по адресу 192.168.4.1 и в открывшемся веб-интерфейсе первым делом настраиваем подключение к своему Wi-Fi роутеру (Configuration=>Configure WiFi). Задав нужные параметры нажимаем Save, после чего девайс перезагрузится и подключится к вашему роутеру. Далее идем в Configuration=>Configure Module и выбираем Sonoff LED (здесь же можно сконфигурировать подключение дополнительных устройств, типа кнопок, термодатчиков и т.п.). Вернувшись в главное меню мы увидим органы управления светом.
В оригинале модуль Sonoff LED может управлять светодиодным светильником с теплыми и холодными светодиодами и вот верхний ползунок как раз регулирует баланс между ними. Нам он не нужен, поэтому сразу загоняем его до конца влево. Нижним ползунком мы будем вручную управлять освещенностью нашего аквариума. Кнопка Toggle переключает состояние светильника из выключенного во включенное и наоборот. Можно испытывать!

После успешных испытаний перейдем к более тонкой настройке:
Откроем консоль и введем команду PWMFrequency и в ответ увидим
RSL: stat/tasmota/RESULT = {«PWMFrequency»:800} это значит, что частота ШИМ сигнала будет составлять 800Гц. Не плохо, но можно лучше, поэтому пишем в консоле:
PWMFrequency 3760 (где-то читал, что частоту ШИМ для освещения рекомендуют делать не кратной частоте сети, которая составляет 50Гц)
в ответ получаем:
RSL: stat/tasmota/RESULT = {«PWMFrequency»:3760}
Давайте еще включим плавное изменение яркости и скорость изменения яркости командами:
Fade 1
Speed 5
Так же необходимо задать время (в секундах) за которое будет отрабатывать функция wakeup (рассвет) доступны значения от 1 до 3000. Для экспериментов можно задать секунд 20 и дав из консоли команду wakeup посмотреть как это работает (светильник должен быть выключенным). Эту функция можно использовать добавляя значение яркости в процентах. Например команда wakeup 50 сделает за заданное время в параметре WakeupDuration, плавное изменение яркости от текущего значения до 50%. Таким образом можно обойти ограничения на длину рассвета в 1час (3000 секунд). Для этого просто поделим рассвет на несколько этапов, например от 0 до 30% за первый час, от 30 до 70% за второй и от 70% до 100% за третий час.
Надо отметить, что введенные выше команды Fade и Speed на функцию wakeup ни как не влияют и изменения яркости в сценарии рассвета происходит немного ступенчато (хотя если не присматриваться, то не заметно). Зато они помогут нам сгладить процесс заката, который будем настраивать при помощи последовательности команд Dimmer (с указанием значения) собранных в сценарий, посредством инструмента Rule. Команду Dimmer можно испытать введя с консоли:
Dimmer 30, Dimmer 70 и т.п. Команд множество, ознакомиться со всеми можно .
Любую команду можно выполнить по расписанию, но предварительно нужно обеспечить нашему модулю управления доступ к NTP серверам в интернет или локальной сети. По умолчанию всё должно прекрасно работать через интернет (если, конечно Вы специально ни чего не блокировали на роутере) и нам останется только настроить временную зону. Для этого введите с консоли команду:
timezone 3 (вместо 3 подставьте свое число). Проверить корректность времени можно командой
time если ответ корректен, то на этом предварительную настройку модуля можно считать оконченной, можно переходить к написанию сценариев и настройке таймеров. Но если по каким-то причинам вы не можете предоставить контроллеру доступ в интернет, по тут путь только один — подключать модуль часов реального времени, но это уже выходит за рамки данной статьи.
Отвлечемся от Tasmota и на понятном языке составим план действий, итак:
Световой день поделен на 4 части:
• рассвет с 9:00 до 12:00
• зенит с 12:00 до 14:00
• 90% освещенности с 14:00 до 16:00
• закат с 16:00 до 20:00
Рассвет поделен на 3 этапа, а после 14:00 освещенность снижается до 90%. Этапы активируются глобальными таймерами (Configuration=>Configure Timer):
В поле Action выставляем значение Rule, теперь это правило нужно написать. Всего можно задать 3 правила, каждое из которых может содержать некоторое кол-во команд, ограниченное 511 символами. Если кол-во символов в первом правиле исчерпано, то нужно начинать второе. С синтаксисом можно ознакомится

Для ввода правил опять понадобится консоль, открываем и пишем всё в одну строку:
Rule1 on Clock#Timer=1 do wakeup 50 endon on Clock#Timer=2 do wakeup 75 endon on Clock#Timer=3 do wakeup 100 endon on Clock#Timer=4 do dimmer 90 endon
Активируем правило:
rule1 1
В этом правиле мы записали сценарии, запускаемые глобальными таймерами 1…4.
Закат состоит из 3х этапов (т.к. одно правило состоит из не более 511 символов). Начинается в 16:00 по глобальному таймеру №5 (Rule2). Продолжение в 19:00 по глобальному таймеру №6(Rule3) и выключение в 20:00 по глобальному таймеру №6.
Так, как функция «закат» в Tasmota отсутствует, всё реализовано, посредством функции dimmer, а паузы, посредством RuleTimer (имеется 8шт). Процедура описана в Rule2 и Rule3 (в правило вмещается только 511 знаков).
Для читабельности пишу всё с новой строки, хотя можно попробовать и вводить сразу всё копипастом
Rule2 on Clock#Timer=5 do backlog Dimmer 80; RuleTimer1 1200 endon on Rules#Timer=1 do backlog Dimmer 70; RuleTimer2 1200 endon on Rules#Timer=2 do backlog Dimmer 60; RuleTimer3 1200 endon on Rules#Timer=3 do backlog Dimmer 50; RuleTimer4 1200 endon on Rules#Timer=4 do backlog Dimmer 45; RuleTimer5 1200 endon on Rules#Timer=5 do backlog Dimmer 40; RuleTimer6 1200 endon on Rules#Timer=6 do backlog Dimmer 35; RuleTimer7 1200 endon on Rules#Timer=7 do Dimmer 30 endon
Активируем:
Rule2 1
Rule3 on Clock#Timer=6 do backlog Dimmer 20; RuleTimer8 1800 endon on Rules#Timer=8 do Dimmer 10 endon
Активируем:
Rule3 1
Общая сводка: • 9:00 – начало рассвета. В течение часа яркость возрастает до 50% (Таймер №1) • 10:00 – продолжение. В течение часа яркость возрастает до 75% (Таймер №2) • 11:00 – продолжение. В течение часа яркость возрастает до 100% (Таймер №3) • 14:00 – снижение освещенности до 90% (Таймер №4) • 16:00 – начало заката. Снижение освещенности до 80% (Таймер №5). -16:20 Снижение освещенности до 70% (Rule2) -16:40 Снижение освещенности до 60% (Rule2) -17:00 Снижение освещенности до 50% (Rule2) -17:20 Снижение освещенности до 45% (Rule2) -17:40 Снижение освещенности до 40% (Rule2) -18:00 Снижение освещенности до 35% (Rule2) -18:20 Снижение освещенности до 30% (Rule2) • 19:00 – продолжение заката. Снижение освещенности до 20% (Таймер №6). -18:20 Снижение освещенности до 10% (Rule3) • 20:00 – выключение освещения (Таймер №10) • 19:30 – 10% • 20:00 – Выключение (Глобальный таймер №10)
На графике это будет выглядеть как-то так:
На этом пожалуй всё, возможно о чём-то забыл рассказать, спрашивайте в комментариях… Статья получилась огромной, надеюсь вам понравится и будет кому-то полезна…

Видео работы LED светильника

Файлы для повторения проекта в архиве. Конструкцию собрал Тёмыч (Артём Богатырь) и описал специально для сайта Радиосхемы. По всем возникающим вопросам обращаться на форум или в личку. До новых встреч на страницах сайта!

Форум

Обсудить статью СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК ДЛЯ АКВАРИУМА

Светодиодное освещение в аквариуме.

Для изготовления устройства необходимы типовые узлы, материалы, инструмент в том числе. Лента на 12 элементов. Источник тока на 12 вольт. Разъем для подключения выполняют двухжильным 1,5-миллиметровым медным проводом. Пластиковую колбу (сосуд) берут длиной по месту установки. Дрель, паяльник. Силикон, сопутствующие материалы.
Пошаговая технология. Для прохода провода в крышке просверливают отверстия.
С тыльной стороны сд л в трёх местах приклеивают кусочки поролона, избегая её провисания. Припаивают провода к токонесущим дорожкам. Помещают ленту в колбу закрывают крышками и стыки заклеивают герметиком. Качественно заделывают отверстие, избегая попадания воды внутрь. После присоединения разъёма, проверяют устройство, подключая к блоку питания. Готовую подсветку соединяют через розетку-таймер, запрограммировав коммутацию. Учитывается, что устройство должно работать в течение 11—14 часов. Рисунок 2.
1.Б.П. — сокращённо блок питания.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *