Сейчас мы с Ваге работаем над второй статьёй, которая описывает реализацию "в железе" принципов построения оптимального освещения для рифового аквариума, описанных в первой статье. Но уже сегодня мне приятно представить на этом форуме новую версию 12х диодной сборки, которая спроектирована в полном соответствии с выводами нашей статьи. Этот продукт уже находится в моих руках и все желающие могут купить его хоть сию минуту. О цене сборки - ниже, а сейчас прошу ознакомиться с её спецификацией.
Сначала совсем немного теории, буквально телеграфной строкой. Подробнее, с картинками, будет в новой статье.
1. Диоды, отобранные по какому-либо параметру, называются бинами. Все производимые светодиоды разбиваются приличными производителями на бины по множеству параметров. Например, по спектру, если это белые светодиоды, либо по длине волны, если это монохромные светодиоды. Шаг бина по длине волны обычно 5нм, это примерно в 3 раза больше, чем может различить глаз человека, то есть такой шаг на глаз очень хорошо заметен и потому подбор диодов по спектру является важным.
2. Светодиоды даже от одного производителя и одной модели могут иметь очень большое отличие по КПД. Поэтому диоды разбиваются на бины по эффективности, или КПД. Разница в КПД между самым эффективным диодом и самым дешевым даже для самых новых диодов от производителей первого эшелона может достигать 40% и более. Что касается самых дешевых китайских диодов, то они могут иметь КПД в три раза меньше, чем лучшие по эффективности бины лучших диодов. Если вспомнить что в цене светильника цена собственно светодиодов составляет не более 20%, то становится понятно что только наилучшие бины по эффективности могут представлять интерес. Все остальные варианты обладают худшим отношением цена/количество света, если мы сравниваем светильник в целом и потому не должны использоваться в светильниках для МА.
3. Как уже неоднократно обсуждалось, для устранения неприятного эффекта множественных цветных теней от диодов разного цвета наилучшим решением является максимально плотное размещение диодов. При этом каждая группа диодов должна быть полноцветной, то есть иметь диоды всех цветов, которые предполагается использовать в светильнике. Также эта группа диодов должна быть компактной, насколько это возможно.
4. Очень плотная сборка диодов приводит к высокой плотности теплового потока, поэтому вопрос охлаждения светодиодной сборки первостепенен.
5. В соответствии с п.1 необходим тщательный подбор светодиодов для того, чтобы исключить провалы в спектре светильника и, как следствие, искажении в цветопередаче.
Хочу напомнить вывод, который был сделан в первой статье: "We believe that the most reasonable maximum radiation power should be about 45W/m2 for the 400-440nm range and about 40W/m2 for the 440-480nm range." То есть мы должны добиться прежде всего мощности излучения около 45Вт на метр квадратный для диапазона 400-440нм и около 40Вт на метр квадратный для диапазона 440-480нм. Это - важнейшие спектральные диапазоны. Излучения только в этой области может быть достаточно для успешного роста и окраски кораллов. Остальные спектральные диапазоны не являются ультимативно необходимыми для кораллов и нужны только для наилучшего восприятия морского аквариума человеком. То есть излучение в остальных частях спектра может быть добавлено "по вкусу" наблюдателя.
Отталкиваясь от всего вышеизложенного была спроектирована светодиодная сборка из 12-ти светодиодов шести разных типов. При этом в каждом спектральном диапазоне были выбраны светодиоды с наивысшей эффективностью, которая была в доступе на момент их покупки, то есть на начало октября.
Краткая табличка с наименованием диодов, их максимальным током, типичным падением напряжения на максимальном токе и количеством излучения или люменов для диодов с близким к зеленому спектром излучения:
Для вашего удобства электрические параметры диодов на сборке также представлю в таком виде:
Сразу хочу оговориться что белые и роял блю диоды на самом деле могут работать на токе до 1.5А. По крайней мере компания Cree при несколько худших показателях падения светимости от температуры и роста напряжения при росте силы тока, маркирует свои аналогичные по спектру диоды как 1.5А.
Количество излучения, которое выдает сборка по целевым спектральным диапазонам составляет для 400-440нм около 3200мВт, для 440-480нм около 3000мВт. Таким образом, для получения целевого количества излучения необходимо 14 сборок на метр квадратный, в этом случае получаем соответственно 45Вт и 42Вт излучения.
Хотелось бы особо отметить - уже только этого излучения достаточно для обеспечения максимальной эффективности фотосинтеза для самых светолюбивых фотосинтетиков. Это количество излучения выглядит очень неярко для глаза человека, но крайне ярко для фотосинтетиков! Оно требует наличия идеально сбалансированных условий в аквариуме и может быть установлено только очень опытными аквариумистами! Скорее всего, владелец аквариума захочет добавить к этим двум спектральным диапазонам еще и белый свет для хорошей видности и остальные часть спектра, поэтому еще раз хочется подчеркнуть - сила света, которую обеспечивают 14 подобных сборок на метр квадратный - с очень существенным запасом!
Описываемая сборка сделана в расчете на максимально плотную из производимых на сегодня оптику, поэтому все кристаллы светодиодов сконцентрированы в окружности диаметром всего 35мм. Более подробно об оптике для этой сборки можно прочесть здесь: http://reefcentral.r...для-12х-сборок/
Для обеспечения наилучшего теплоотвода для размещения сборки использована патентованная уникальная технология прямого контакта теплорассеивающей пластины светодиода с металлом платы, на которой они размещены. Эту технологию разработала и продвигает американская компания SinkPAD и она признана лучшей технологией теплоотвода в мире в 2011 году. Сайт компании http://www.sinkpad.com/
Схематически эта технология выглядит так:
Вот как выглядит обратная сторона MCPCB SinkPAD, на которой собрана эта сборка:
Как видите, плата имеет отчетливо видимое отличие от обычной металлической платы для размещения диодов.
Для того чтобы диоды на сборке было удобно подключать, МСРСВ сделана двухслойной и на ней размещены разъемы для подключения без пайки. Описание разводки и слоев:
Вот так выглядит сборка со стороны светодиодов
Все сборки прошли 100% тестирование, я бы хотел показать только один интересный, как мне кажется, момент, когда проверяется цепочка фиолетовых диодов:
Матрица фотоаппарата имеет кривую светочувствительности близкую к таковой у человеческого глаза. Поэтому на снимке отчетливо видно как различаются по видимой яркости светодиоды фиолетового спектра разной длины волны.
Суммарный синтетический спектр диодов на этой сборке, если они работают на номинальном токе, выглядит так:
А теперь посмотрите как выглядит спектр поглощения зооксантелл у кораллов:
как нетрудно заметить, даже в простейшем случае включения 12х сборки на номинальном токе, то есть без регулировки спектра, он довольно точно повторяет график поглощения зооксантелл. Таким образом можно сказать что 12х сборка дает очень близкий к идеальному для коралла спектр света.
Посмотрим теперь как излучение сборки, со всеми каналами, включенными на 100%, видит глаз человека, то есть с учетом видности излучения глазом.
К сожалению, первый и третий графики без указания цветов по спектру, но второй график имеет это обозначение, а горизонтальная ось у обоих графиков одинаковая. Поэтому отчетливо видно, что относительно небольшая доля излучения в районе 555нм делает для глаза именно эту часть спектра доминирующей! Да, так оно и есть на практике - свет сборки даже в таком режиме включения выглядит почти чисто белым, с малозаметным голубоватым оттенком и более заметным красным.
Сборка дает ровно то, что надо кораллам. Свет сборки может выглядеть на глаз как угодно, в зависимости от настройки каналов, но в общем случае - почти чисто белым. Хотите сделать его еще белее? Уменьшите красный канал (его там довольно много в расчете на багровые закаты) и уменьшите синий свет. Фиолетовый обладает настолько низкой видностью, что его можно не уменьшать
Если сделать такие настройки, свет сборки мало отличается на глаз от света солнца.МСРСВ у сборки довольно крупная, 60х60мм. Это надо не только для удобного крепления (обратите внимание - при желании в центре сборки можно сделать еще одно крепежное отверстие), но и для особой схемы установки оптики, которую я скоро опробую и отпишусь о результатах.
А теперь о цене сборки. Ввиду того, что на ней применены целых 5 довольно дорогих фиолетовых диодов с наивысшей эффективностью, а также применена эксклюзивная MCPCB производства SinkPAD, цена на неё получилась 70$ за штуку. Хочу подчеркнуть что это - по сути рекламная цена, так как реально эта сборка должна стоить существенно дороже. В следующем месяце планируется к открытию интернет-магазин, где она будет продаваться существенно дороже. Также я рекомендую при покупке этой сборки приобрести к ней комплект разъемов для подключения без пайки. Подробнее о разъемах - здесь: http://reefcentral.r...ка-и-фурнитура/
Для данной сборки может применяться оптика, описанная здесь: http://reefcentral.r...для-12х-сборок/
