Клубника на гидронике. Расчет ФАР. Фито диоды, самостоятельное изготовление.⁠⁠

С Новым Годом, Уважаемые Друзья!

Приношу извинения за долгое отсутствие, навались предновогодние дела.

Сегодня я постараюсь более подробно рассказать про то, как я изготавливал фито светильники для растений. Какую-то информацию я не буду раскрывать, но постараюсь подробно осветить этот вопрос.

В прошлой статье я рассказывал о люменах и люксах.

Сейчас остановимся на ФАР или фотосинтетическая активная радиация - это энергия, требуемая растению для роста и фотосинтеза. Равна она примерно половине от солнечной энергии и измеряется в µmol/s/м². Долгое время я пытался найти информацию о требуемом кол-ве энергии для клубники, но этой информации нигде не представлено. Но зато, на просторах интернета я нашел информацию о среднем количестве солнечной радиации в месяц по регионам в России. Для расчета требуемого количества ФАР я взял за основу данные по Ленинградской области в июне. После этого я рассчитал по месяцам за весь год кол-во энергии, отдаваемой солнцем, высчитал часы досветки и требуемое кол-во ФАР в день за весь год. Таким образом у меня появилась информация о времени и мощности досветки на каждый день каждого месяца в году, осталось эту информацию использовать для автоматизации освещения, об этом дальше.

Т.к. натриевые лампы ДНаТ или ДНаЗ хоть и максимально приближены к солнечному спектру и на них выращивают многие производители, они нам не подойдут из-за большого потребления электричества и, соответственно, низкого КПД - уходит много энергии в тепло и эти лампы выдают тот спектр света, который нам фактически не нужен. Естественно, остановился на выборе диодного освещения. В принципе, ни один продавец не указывает кол-во ФАР у своего товара. Были парочку, кто указывал мифические параметры Фитосвета в условных единицах. В общем, посчитать реальное кол-во требуемых ламп, даже если покупать их в магазине, не реально. Но я и не собирался их покупать=)

Исходя из всей добытой информации я понял примерное требуемое кол-во диодных светильников. Дальше я принялся за изготовление светильников своими руками. Светильник состоит из 2-х самых главных составляющих:

1) диодная(ые) матрица(ы)

2) система охлаждения

Чем больше количества матриц меньшей мощности, тем больше КПД светильника. Т.е. если вы соберете лампу номинально 150 Вт из светодиодов 3 Вт - ФАР эта лампа будет давать больше, чем лампа с 5 матрицами по 30 Вт.

При выборе матриц для своих светильников я остановился на больших матрицах (не 3-5 Вт), с ними светильник проще в изготовлении (не забываем, что я говорю о опытном образце теплицы, где скорость была на 1-м месте) и они показывают среднее соотношение по потребляемой мощности / ФАР. На всеми известном сайте были размещены заказы у всех производителей светильников на тестовую партию матриц для последующего замера на стенде фактически отдаваемой энергии.

После выбора матриц, я приступил к решению 2-го вопроса о системе охлаждения. На производстве были заказаны алюминиевые радиаторы (на фото).

Но их не хватило для естественного охлаждения (матрица разогревалась до 60 градусов за 6 минут - это много, т.к. рабочая температура на матрице должна быть в районе 40 градусов).

Дальнейшее использование алюминиевых радиаторов было нерентабельно, т.к. стоимость их довольно высока.

Было принято решение использовать принудительное охлаждение, для этого был приобретен обычный процессорный кулер с радиаторам. На тесте кулер показал температуру на матрице после 15 минут включения около 40 градусов - то что нужно!

Для крепления матрицы на сердечник радиатора использовался термоклей (2 месяца - полет нормальный).

На этот момент уже была высажена рассада, но короб был еще не доделан и я разместил эту лампу, чтобы растения получали хоть какое-то количество света, пока не куплю кулеры и не соберу оставшиеся лампы (фото).

Кстати, рассада так за неделю вытянулась на естественном освещении (из окна + энергосберегайка).

После успешной сборки оставшихся ламп, сборки короба (конструкции теплицы) и установки всех ламп встал вопрос о защиты от перегрева, т.е. при выходе из строя кулера(ов) матрица(ы) сгорали бы за несколько минут - это и пожароопасно и не хотелось терять матрицы.

Перебрав кучу вариантов термореле, принял решение о изготовлении такого рода реле самостоятельно на базе микроконтроллера. В данном варианте я мог не ограничиваться только термореле, но и осуществить полную автоматизацию теплицы (об этом в отдельном посте).

На данный момент на каждом радиаторе установлен температурный датчик, при перегреве выше 45 градусов с датчика идет сигнал на микроконтроллер, который выключает реле 220В на освещение. Тем самым, во всей системе получилось 3 разновидности электрического тока:

- 220 V AC (переменное напряжение из розетки - питание диодов и др.)

- 12 V DC (постоянный ток 12 В - питание микроконтроллера, кулеров)

- 5 V DC (постоянный ток 5 В - взаимодействие всех датчиков микроконтроллера)

Вот так выглядела первая установленная тестовая лампа.

Так это выглядит сейчас (знаю, что не аккуратно и т.д., еще раз повторюсь - это опытный образец):