Pradinės žinios

Taigi kaip jau rašiau, mano akvariume yra 2 PL-L tipo lempos po 55W. Jos maitinamos per elektroninius droselius. 4 valandas aš laikau įjungtą vieną lempą, po to kitas 4 – kitą. Lempos pagrindinės techninės charakteristikos yra tokios:

  • šviesos srautas – 4800lm (liumenų)
  • efektyvumas – 87lm/W
  • spalvos temperatūra – 4000K
  • CRI – 82

Teisybės dėlei reiktų pastebėti aukštą efektyvumą – net 87lm/W. Jei akvariume naudojama mažesnės galios lempa, jos efektyvumas bus žymiai mažesnis. Palyginimui paimkime Sera Plant Color T5 24W lempą (tokia man tiktų pagal ilgį) – 750lm. Taigi 750/24=31,25lm/W. Tik 31,2lm/W!!! Efektyvumas tikrai mažas. Tai reiškia kad bus naudojama daug elektros energijos, bet šviesos bus ne prūdai (bent jau vizualiai).

Vat kaip atrodo mano 55W lempos spalvų grafikas:

fluorescencinės_lempos_spalvos_grafikas

Dabar nuo ko reiktų pradėti projektuoti akvariumo apšvietimą šviesos diodais? Čia pagrinde svarbūs yra 3 parametrai:

  • spalvos temperatūra (matuojama kelvinais – K)
  • šviesos spektras
  • diodų šviesos stiprumas (matuojamas liumenais – Lm)

Su spalvos temperatūra viskas aišku – gėlavandeniui negiliam akvariumui rekomenduojama apie 6500K. Tai atitinka šaltai baltą spalvą, jūriniuose akvariumuose rekomenduojama 10000K – 15000K.
Čia paveikslėlyje matom spalvų temperatūrinę skalę, kokia yra šviesos šaltinio spalva prie tam tikros temperatūros. Temperatūrai didejant, šviesa darosi vis mėlynesnė. Taigi pagal šią skalę galima daugmaž orientuotis kokia bus šviesos šaltinio spalva, jei žinom Kelvinus.

lempos_spalvinė_temperatūra

Šviesos spektras – žymiai keblesnis reikalas. Praktiškai tai reiškia: kokį spektrą parinkti, kad augalas gerai augtų. Spektras tai pagrinde yra bangos ilgio grafikas šviesos srauto atžvilgiu. Štai kaip atrodo šviesos spalva pagal bangos ilgį:

matomos_šviesos_spektras

Mes, žmonės, matom spalvas nuo 390nm iki 700nm. Visa kita vadinama ultravioletinėmis (iki 390nm) arba infraraudonosiomis (nuo 700nm) bangomis.

Dabar pereikim prie konkretesnių dalykų. Visi žinomi LEDų gamintojai datasheetuose nurodo spektrą grafiko pavidalu. Čia yra pavaizduotas balto šviesos diodo, 6500K, grafikas. Jis atrodo šitaip:

balto_diodo_spalvos_grafikas

Iš grafiko, pažymėto vientisa linija, matom kokio stiprumo (Y ašis) ir kokių bangos ilgių (X ašis) šviesą diodas spinduliuoja. Matom, kad pirmas pikas yra 445nm, kas atitinka violetinę – mėlyną spalvą. Antras pikas yra apie 550nm, tai yra žalia spalva. Šitų pagrindinių ir kitų spalvų mišinys mums duoda baltą spalvą. Ta spalva vadinama “cool white” – šaltai balta. Tai reiškia kad spalva eina šiek tiek į mėlynumą. Bet mano turimos liuminescencinės lempos spalvinė temperatūra yra 4000K, “cool white” diodui temperatūra yra jau 6500K, kitaip sakant ta pati mergelė, tik kita suknelė.
Pažiūrėkim dabar į punktyrinės linijos grafiką. Jis rodo žmogaus akies jautrumą tam tikro bangos ilgio šviesai. Žmogus mažai jautrus mėlynai ir raudonai šviesai, o jautriausias geltonai ir žaliai šviesai. Todėl dėl žmogaus akies akvariumo apšvietimui užtektų apšvietimo, kurio pikas yra ties 550nm, pvz. kaip aukščiau pateiktame liumeniscensinės lempos grafike.

O šitas grafikas rodo, kokie šviesos bangos ilgiai reikalingi augalams.

augalams_reikalingas_šviesos_bangos_ilgis

Iš grafiko matom, kad augalui augti reikalingiausios yra mėlyna (pikai 430, 453nm) ir raudona (642, 662nm) spalvos. Prie jų augaluose susidaro chlorofilas.  Dabar sulyginus balto diodo skleidžiamos šviesos kreivę su augalui reikalingos šviesos kreive matom kelis dalykus:

  • Baltas šviesos diodas turi vieną piką apie 550nm. Jis augalams nelabai reikalingas, bet jo reikia žmogui, kad akvariumo apšvietimo spalva būtų maloni akiai. Juk akvariumas skirtas ne vien augalų auginimui, jis dar turi būti gražiai apšviestas. Jeigu apšvietimui naudoti vien mėlyną ir raudoną spalvas, vaizdelis būtų tikrai ne koks.
  • Šviesos diodas turi mėlynos spalvos piką apie 440nm, kas turėtų visai patikti augaliukams.
  • Deja diodo skleidžiamoje  šviesoje mažai raudonos spalvos, todėl reiktų su baltais diodais akvariume sumontuoti ir raudonos spalvos diodus.

Ir šio skyrelio pabaigai dar vienas grafikėlis:

šviesos_prasiskverbimas_pagal_bangos_ilgį

Grafikas ne visai ryškus, bet jo esmė yra parodyti kaip skirtingų bangos ilgių šviesa prasiskverbia pro vandenį, t.y. kokiu atstumu. Tiesa, šis grafikas labiau tinka didesniam vandens gyliui, akvariumai juk nebūna šimtų metrų aukščio. Taigi matom, kad mėlyna šviesa praeina geriausiai, pats pikas yra apie 470nm. Su raudona šviesa popieriai gerokai liūdnesni, o šviesa virš 800nm visai neprasiskverbia pro vandenį. Vėlgi renkantis diodus pagal bangos ilgį galima atsižvelgti į tą prasiskverbimo laipsnį, kad šviesa būtų kuo efektyvesnė.

Taigi realiai reikalingi trijų spalvų LEDai: balti, kad akvariumas normaliai atrodytų žmogui bei raudoni ir mėlyni augalams. Augalas gali augti ir prie baltų diodų, bet su raudonais ir mėlynais tą augimą galima “paturbinti”. Štai kokia akvariumistika šias laikais…

Ir čia kaip ir bet kurį daiktą darant pirmą kartą iškyla daug klausimų: kokios galios diodus dėtis, ar naudoti lęšius ant diodų, kiek reikės tų diodų. Nesinori nei padauginti, ne nedadėti. Bei nesinori kad akvariumas būtų raudonai mėlynas. Svarbus ir aušinimo klausimas, nes diodai smarkiai kaista. Kaistant diodo amžius trumpėja; lyg to būtų negana dar krenta diodo efektyvumas. Maksimali leistina temperatūra diodams būna 115-125 laipsniai, čia tokia gali būti kristalo temperatūra, prie kurios diodas nedegraduoja daugiau, nei nurodyta datasheetuose. Realiai diodai būna pačių įvairiausių galingumų, mėgėjai akvariumuose naudoja dažniausiai 1-3W diodus. Kuo daugiau galios, tuo didesnis kaitimas.

Pirmiausiai sugalvojau susidėti baltus diodus, pažiūrėti, kaip augs augalai. Po mėnesio susidėsiu ir “augalinius” LEDus. Įdomu paeksperimentuoti…

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *