Светодиодное освещение аквариума. Переходить на него или нет?

Естественное освещение не дает возможность создать полноценные условия для подводных обитателей. Оно неравномерно освещает резервуар. В зимний период длительность дня заметно сокращается. В связи с этим, без использования искусственного освещения не обойтись. Поэтому далее мы расскажем как сделать светодиодное освещение для аквариума своими руками с помощью недорогих и доступных материалов.

Led-освещение осуществляется для реализации декоративных функций, создания оптимальной среды обитания растений и организмов. Важность светодиодных ламп объясняется следующими причинами:

• Возможность создания эффективной интенсивности освещения.
• Высокое качество светодиодных лам.
• Длительный период воздействия освещения.

Основные особенности светодиодных ламп

Преимущества данного источника света заключаются в следующем:

• Низкий уровень энергопотребления. Несмотря на большую мощность работы, лампы в аквариуме работают эффективно.
• Корпус лампы в процессе функционирования не нагревается. Не надо заботиться о том, чтобы в аквариуме был дополнительный источник охлаждения.
• Эффективное освещение каждого уголка аквариума благодаря наличию направленного светового потока.
• Наличие разнообразных комбинаций цветов. В аквариум можно установить без труда освещения требуемого спектра.
  Читайте также:  Как спариваются красноухие черепахи в домашних условиях
• Сохранения высокого качества работы, даже спустя время. Спектр света остается неизменным.
• Длительный период службы. Средний срок эксплуатации составляет 30 000–60 000 часов.

Благодаря длительному периоду эксплуатации не придется часто задаваться вопросом о замене источника лед-освещения. Более того, могут быть использованы массивы, состоящие из нескольких лампочек. Недостатков у данного приспособления для аквариума нет. Единственное, что хотелось бы отметить — недавнее появление его на современном рынке, поэтому массового распространения у данного устройства нет.

Грамотно выбираем светодиодные лампы для аквариума

Подбор лампочек для аквариума должен основываться на двух ключевых параметрах. Первый — интенсивность светового потока. Второй — цветовая температура. Выбирая лампу, обращайте внимание на показатель люмен/Вт. Чем он выше, тем больше энергоэффективность, то есть экономичность источника света. Также обратите внимание на коэффициент пульсаций светового потока — пусть будет менее 5%, в идеале 1%. Более высокие значения этого показателя будут приводить к повышенной утомляемости глаз, а зачем нужен аквариум, который негативно влияет на ваше здоровье.

Каждая подсветка аквариума имеет различный цветовой температурный режим. В аквариуме он не должен быть менее 5500 К. Идеальное решение, если величина цветовой температуры составляет 6000–8000 К.

Если будет подобран источник лед-освещения с величиной менее 4000К или ниже, то свет будет чрезмерно желтым. И наоборот, величина более 6000К говорит о преобладании синего цвета. Наиболее благоприятной для аквариума является такая цветовая палитра, как теплый белый, холодный белый оттенок или дневное освещение.

Уровень качества источника света имеет не менее важную роль. Не стоит приобретать чрезмерно дешевые лампы. Они имеют повышенную интенсивность свечения только в первое время использования. Через определенный период времени может наблюдаться процесс деградации источника света, что отрицательно сказывается на обитателях флоры и фауны искусственного домашнего водоема. Выбор оттенка лампы — индивидуальное решение владельца резервуара.

Как лучше выполнить установку светодиодных ламп

В аквариуме своими руками можно без труда выполнить установку светодиодных ламп. В процессе этой работы для достижения максимально комфортного микроклимата в резервуаре, привлекательного визуального эффекта важно сделать эту работу грамотно. При монтаже ламп сверху следует предусмотреть покровное стекло, которое поможет предотвратить чрезмерное испарение жидкости, выпрыгивание рыб или попадание капель воды на колбы. Для экономии электрической энергии можно порекомендовать установить таймер, который поможет автоматически выключать свет по заданной схеме.

Главное — осветить аквариум таким образом, чтобы были удовлетворены все потребности живых существ и растений. Если вы заметили, к примеру, что водоросли стали не такими яркими, как ранее, а рыбы побледнели, то велика вероятность того, что подсветка установлена некачественно. Загнивание корней растений говорит о том, что светодиоды не направлены к их корням.

Следует отметить, что обилие света — тоже ошибка установки правильной величины освещения. В такой ситуации вода цветет, на стенках зеленый налет.

Световой спектр

Цветовая температура.

В природном водоеме солнечные лучи теряют часть спектра при прохождении через толщу воды. Красная и оранжевая часть поглощается первыми пятью метрами. После девяти метров теряется желтый спектр. Аквариум такой глубины можно встретить разве что в океанариуме. В большинстве же аквариумов свет доходит до дна в полном спектре.

Специалисты советуют пользоваться лампами с цветовой температурой свыше 5000 К (сине-фиолетовый спектр). Это создаст в воде хорошую цветопередачу и позволит растениям лучше развиваться.

Никакая лампа не заменит солнечный свет полностью. Максимально приближены к «идеалу» люминесцентные лампы. Особенно их новейший тип: фитолампы.

Как можно осветить аквариум

Существует два несложных способа организовать освещение. Первый способ — самый простой. Изготовленная светодиодная подсветка для аквариума своими руками поможет значительно снизить ваши затраты. Вам понадобится светодиодная лента.

Далее вы просто аккуратно наклеиваете её по периметру конструкции. Обратите внимание, что освещение аквариума светодиодной лентой позволит сделать освещение максимально равномерным, хотя и не достаточно энергоэффективным. Такая лента продается в мотке. С одной стороны ленты расположены светодиоды, а с другой — двухсторонний скотч. Но следует иметь в виду, что этот вид подсветки не является единственным источником для вашего аквариума. Для создания полноценного освещения целесообразно использовать дополнительно светодиодные лампы Т5 или Т8. Место, где фиксируется лента и шнур должно иметь изоляцию на основе силиконового заполнителя.

Второй способ освещения — это монтаж светодиодных ламп. Он более популярный и позволяет создать полноценное и качественное освещение всего резервуара. Собрать светодиодный светильник для аквариума своими руками несложно. Светильник состоит из ламп определенного количества. Сколько их нужно взять? Для емкости на 200–300 литров понадобиться 40 ламп точечного вида. Каждая лампочка должна быть рассчитана на 270 люмен (3 Вт каждая).

Расчет интенсивности

Существуют различные методики расчета интенсивности освещения для аквариумов. Основные из них:

• подбор по объему;
• подбор по глубине.

Подбор по объему

Подбор освещения по объему аквариума проводится довольно просто. Нужно исходить из того, что на 1 л воды необходимо 0,5 Вт мощности. А дальше путем простых математических действий можно рассчитать необходимую мощность осветительных приборов для вашего аквариума и никакой калькулятор не нужен.

Освещение резервуара светодиодными лампами своими руками

Если предварительно изучить полезную информацию, то установка ламп для аквариума не вызовет трудностей. Монтаж ламп предполагает последовательную реализацию следующих этапов:

1. Подготовка необходимых материалов для работы. Нам понадобиться 6–7 светодиодных ламп (3 Вт, 270 лм, 6000 К) с холодным светом и около 3–4 штук, ориентированных на теплый свет (3000 К). Исходя из индивидуальных пожеланий, можно взять и другие.

   
   Также следует подготовить желоб или панель из пластика с параметрами 200 см на 100 см. Не обойтись без блока питания на 12 Вт и проводов (2 мм). Количество ламп на 3 Вт необходимо подбирать с учетом объема аквариума. Одна штука приравнивается 12–16 литрам резервуара. К примеру, если у вас аквариум на 200 литров, то вам понадобиться где-то 30 ламп на 3 Вт для создания полноценных условий обитателям. Для сверления нужна будет фреза на 48 мм и гнезда разъема (GU5.3; MR16; MR11) около 10 штук (на количество ламп). Понадобится вентилятор при необходимости.

2. Необходимо вставить наши лампы в пластиковую панель или желоб. Длина и ширина желоба подбирается с учетом параметров аквариума для ламп со светодиодами. На 100 см примерно получается 10 отверстий. Отверстия проделываются при помощи фрезы. Лампы соединяются с установленными разъемами.
3. Подключение светодиодных ламп.

   
   Оно производится параллельно имеющемуся источнику питания. Например, можно использовать блок питания от персонального компьютера. Подключаются только необходимые выходы разъема блока питания. Ниже представлена схема.

4. Монтируем светильник и вентилятор. Для охлаждения можно использовать любой вентилятор от компьютера.

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 здесь. 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 тут 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… P.S. Т.к. в комментах возникают вопросы: а на фига рыбам столько света, отвечу прямо тут: Да, конечно вы правы и рыбам столько света не нужно, но мы с женой мечтаем вернуться к аквариуму-травнику. Всё делается в расчёте на это.

Подведение итогов — светодиодные лампы для аквариума — насколько это выгодно

Из вышеописанной информации можно сделать вывод о том, что установка светодиодных ламп для аквариума не вызывает дополнительных сложностей. Предварительно почитав литературу по данному вопросу, можно с легкостью уставить их в резервуар на основе самостоятельно созданного светильника. Организованное таким образом светодиодное освещение аквариума своими руками имеет большое количество преимуществ. Оно создает качественное и полноценное освещение для подводных обитателей, экономично, имеет разнообразную комбинацию расцветок. Единственным минусом использования ламп является их относительно высокая стоимость. Однако с течением времени данные изделия с легкостью окупаются. Аквариум функционирует в энергосберегающем режиме.