Grower.cz je největší autorita v oblasti pěstování konopí na českém i slovenském internetu. Veškeré sekce jsou přístupné pro anonymní čtení. Pokud se nespokojíš s pouhou návštěvou a chceš se aktivně zapojit do diskusí ve fóru a na chatu, odpovídat na inzeráty a šifrovaně komunikovat s tisíci dalších pěstitelů soukromými vzkazy anebo se pochlubit svou fotogalerií - Registruj se! - Získáš inspiraci i cenné rady!
Zakládám tohle, abych informoval (dle mého názoru velice objektivně) o možnostech LED osvětlení pro pěstování.
Samozřejmě, jeden obecný thread už tu je, ale to, co se v něm nachází nemá snad ani cenu komentovat. Je tam pár zajímavých příspěvků, ale zbytek jsou ubohé a ničím nepodložené dohady, žvásty a lži.
Tento thread bych rád zachoval v mnohem větším pořádku.
Prvních pár příspěvků zaplním sám, dále budu rád, když se rozjede smysluplná diskuze. Cílem tohoto threadu není vyzdvihovat LED do nebe, ale nezaujatě o nich informovat, vypíchnout přednosti i slabiny a srovnávat je s ostatními druhy světel.
Prosím všechny, kteří se sem rozhodnou přispívat, ať už teď nebo v budoucnu, pište jasně, stručně a správně (hlavně oddělujte věty; čárky a tečky jsou kouzelná stvoření).
Úvod je tedy za námi a pro začátek připojím překlad (no, ehm, není úplně dokonalý, dělal jsem ho já) jednoho výborného threadu z Garden's Cure od uživatele knna .
Potřebné koncepty k vývoji pěstebního LED osvětlení
Ze všeho nejdřív je třeba rozdělit fotosyntézu a ostatními světlem řízenými procesy a efekty.
Fotosyntéza je proces přeměny světla dopadajícího na rostlinu na energii použitelnou pro rostlinu. Je to „palivo“, které dovoluje rostlině růst a je těsně spjato s celkovým počtem fotonů, které absorbuje.
Ostatní efekty a procesy jsou spjaty s kvalitou světla, ne kvantitou. Je jich mnoho a je důležité je neopomíjet, tato otázka však bude probrána v závěru.
Co je světlo?
Světlo je elektromagnetické záření. Světlem nazýváme pouze jeho malou část, která je viditelná lidským okem, od 380nm do 780nm. Před ní je ultrafialové (UV) záření, za ní infračervené (IR).
Rostliny používají pro fotosyntézu podobné spektrum, jaké vidí lidé. Oba organismy používají převážně elmg. záření v rozmezí 420 až 685nm i když fotosyntéza měřitelně probíhá i mezi 400 až 700nm, což je také zjednodušené spektrum viditelného světla.
Toto rozmezí, 400-700nm, se nazývá PAR (Photosynthetic Active Radiation, česky fotosynteticky aktivní záření). Dále, pokud budeme mluvit o světle, myslíme tím právě PAR (pokud není uvedeno jinak).
Nanometr (nm) je 1*10^(-6) metru (m).
Viditelné spektrum je rozděleno do několika barev:
Fialová:380-430nm
Modrá:431-480nm
Modrozelená (tyrkysová?):481-510nm
Zelená:511-565nm
Žlutá:566-590nm
Oranžová:591-625nm
Červená:626-780nm (často ještě rozdělená na „blízkou červenou“ (nebo prostě červenou) do 700nm a „ vzdálenou červenou“ nad 700nm)
Pozn.: Přesné limity nejsou stanoveny, nicméně tyto jsou obecně uznávané.
Velmi podstatnou charakteristikou elmg. záření je, že se chová jako vlna i jako částice. Tento jev se nazývá vlnově-částicová dualita záření. Když mluvíme o wattech světla, chápeme jej jako vlnění, když mluvíme o fotonech (potažmo molech fotonů), chápeme jej jako částice.
Obecně je světlo chápáno jako vlnění, když studujeme světlo samotné, naopak je chápáno jako částice, pokud studujeme, jak reaguje s hmotou (např. když dopadá na rostlinu).
Tento fakt má jeden důležitý praktický důsledek: energie, kterou nese foton světla je nepřímo úměrný jeho vlnové délce. Tedy mol fotonů nese více energie čím kratší je jeho vlnová délka, naopak watt světla nese více fotonů čím je jeho vlnová délka větší.
Rostliny neví nic o wattech, cítí a používají fotony, které na ně dopadají, (téměř) nezávisle na jejich vlnové délce. Tohle je příčina proč rostliny lépe využívají červené záření (větší vlnová délka) než ostatní o nižších vln. délkách. A to je také důvod proč botanikové používají počet fotonů (a ne wattů), když studují, jak světlo ovlivňuje rostliny.
Jednotka používaná k měření počtu fotonů se nazývá mol. Je rovna přibližně 6,022*10^23 (Avogadrova konstanta) částic. Většinou se používá její miliontina, mikromol. Když mluvíme o světlu, často se zkracuje na μE (mikroEinstein, často zapisován jako uE). I když se nejedná o oficiální jednotku, budeme je používát.
V procesu fotosyntézy spotřebovává květina energii ze světla k rozštěpení molekul vody a oxidu uhličitého (CO2), aby vytvořila organickou hmotu, která tvoří masu rostliny. Jsou potřeba také další prvky, které rostlině dodáváme (obvykle) v podobě hnojiv. Rostlina tedy potřebuje hlavně vzduch (CO2), vodu, světlo a živiny.
[Pozn.: Celý proces fotosyntézy je samozřejmě mnohem a mnohem složitější, pro základní představu však tento koncept stačí.]
Fotosyntéza spotřebovává světlo, vodu a oxid uhličitý a produkuje kyslík a rostlinnou masu. Je tedy možné přesně měřit úroveň fotosyntézy měřením spotřebovaného CO2 a/nebo vyprodukovaného O2. Fotosyntéza je limitována jedním z faktorů (světlo, voda, CO2). V indoor pěstování by to neměl být nedostatek vody, ani CO2 (což zajistí kvalitní ventilace a/nebo obohacování). Hlavním limitem je tedy dostupné světlo.
Fotosyntéza, jak již bylo zmíněno, je úzce spjata s celkovým počtem absorbovaných fotonů. Tento koncept je základ všeho a měl by být jasný každému pěstiteli, takže ho analyzujeme hlouběji:
- Množství fotonů. NE wattů. NE lumenů. Rostliny používají fotony, množství fotonů je tedy nejdůležitější faktor. Čím více fotonů dopadne na rostlinu, tím lépe (až do jistého limitu).
Je důležité poznamenat, že stejná energie (např. 1 watt) modrého světla (450nm) nese o 33% méně fotonů než 1 watt červeného světla (670nm) (450/670=0,67; nepřímá úměrnost, viz Co je světlo?). Nebo naopak: 1 watt červeného světla nese o 49% , téměř o polovinu, více fotonů než 1 watt modrého světla (670/450=1,49). Velmi často je tedy produkování co nejvíce červeného světla nejefektivnější metodou pro pěstování pod umělým osvětlením (za předpokladu, že optická účinnost zdroje je podobná).
[Pozn. Není]
Díky tomuto jevu adaptovaly rostliny svoje fotosyntetické systémy k tomu, aby přijímaly fotony 670nm nejúčinněji, protože na povrch Země jich dopadá nejvíce (i když nejvyšší energie dopadá ve formě zeleného světla).
- Absorbovaných fotonů. Rostliny pohlcují různě světlo o různých vlnových délkách, s lehkou závislostí na množství světla. Jeden ze způsobů zlepšení osvětlení našich rostlin je optimalizací světla tak, abychom docílili maximální absorpce (a tedy minimální reflexe).
[Pozn.: Teď by měl následovat graf reflexe v závislosti na vlnové délce, ten se však jaksi ztratil. Doplním, pokud ho někde opět seženu.]
Všimněte si ( :-D) , že i přes větší reflexi zeleného světla je zpět odražena pouze jeho malá část, přibližně 15%, rozhodně ne všechno, jak je možné se občas dočíst. Tvrzení, že rostliny odráží všechno zelené světlo je chybné!
Tento fakt je často následován dalším – že rostliny nepoužívají zelené světlo k fotosyntéze. Rostliny odráží více zeleného světla než jiného a používají ho s nižší účinností, avšak ne s menší než padesátiprocentní vůči červenému světlu. Tvrzení, že zelené světlo je nevyužité, je opět chybné. Toto téma bude rozebráno dále, protože je to kvalitativní ne kvantitativní aspekt světla.
[Pozn.: v překladu budu používat angl. termín „iradiance“ místo českého „osvětlení“. Ten se mi zdá nevhodný.]
Iradiance značí světlo dopadající na určitý povrch. Měří hustotu světla v daném bodě. Používanou jednotkou je μE/m^2 (za sekundu). Často zkracováno jako PPFD (Photosynthetic Photon Flux Density, česky hustota fotosyntetického fotonového toku).
Iradiance silně závisí na bodu, ve kterém je měřena. Rychle klesá se vzdáleností od zdroje a je silně ovlivněna tím, jak reflektor distribuuje světlo. Je to velmi podobný koncept jako když počítáme průměrnou světelnou intenzitu tak, že vydělíme celkový počet lumenů celkovou plochou. Když místo fotometrických lumenů použijeme množství fotonů a vydělíme jej plochou, na kterou dopadá, dostaneme průměrnou hodnotu iradiance v μE/m^2. Iradiance však také zohledňuje danou pozici a vzdálenost od zdroje světla.
Fotosyntéza obvykle probíhá v závislosti na iradianci listů jak ukazuje graf:
<----
První část křivky je téměř lineární, což znamená, že míra fotosyntézy je přímo úměrná míře iradiance. Této části říkáme „světlem omezená“ P-E(míra fotosyntézy vs. Iradiance) křivky, protože to, co limituje fotosyntézu je světlo.
Je tu ovšem bod, kde se křivka začíná zplošťovat, nazývaný maximální bod úrovně fotosyntézy, často odkazovaný jako „A“. Tuto část křivky nazýváme „CO2 omezená“, protože fotosyntézu limituje vnitřní koncentrace CO2. Rostlina používá více CO2 než je schopna pohltit ze vzduchu a proto část světla nemůže být použita k fotosyntéze. Čím větší iradiance v tomto bodě, tím více světla je promrháno. U konopí nastává tento bod přibližně při iradianci 300 uE/m2 pro běžné koncentrace CO2. Pro vyšší koncentrace CO2 je tento bod u vyšší iradiance a celá křivka je méně zploštělá, protože rostlina je schopna udržet vnitřní koncentraci CO2 vyšší.
Konečně je to pak bod, při kterém žádné zvýšení iradiance nemá žádný efekt na fotosyntézu, tento bod se nazývá saturační. Pokud bychom dále zvyšovali iradiance, rostlina by se chránila před přebytkem světla a míra fotosyntézy by klesala. Jsou různé způsoby, jak to rostliny dělají, ale u opravdu vysokých iradiancí deaktivují fotosyntetický systém a chlorofyl je uvolňován z listů, efekt známý jako bělání světlem. Listy opravdu zbělají a jsou nevratně poškozeny.
Tento P-E vztah má mnoho praktických důsledků:
- Je vhodné používat iradiance blízké bodu „A“.
- Nejefektivnější způsob užití světla je, když ho můžeme distribuovat tak, aby měly všechny listy podobnou iradianci, blízkou bodu „A“. To znamená, že pouze vrchní svícení není ideální, protože produkuje přebytek světla na vršku rostlin a nedostatek u jejich spodků. I když je vhodná o něco vyšší iradiance na vršcích (protože mladé listy jsou efektivnější) je třeba zajistit rovnoměrné osvětlení v celém pěstebním prostoru (ve všech třech rozměrech). Toto je jedna z hlavních výhod LED oproti ostatním zdrojům světla: malé zdroje mohou být rozmístěny po celém prostoru. NASA dosáhla až o 35% vyšších výnosů při použití stejného světla jen přemístěním jeho části z vršku na bok. S našimi rostlinami to neznamená pouze možnost zvýšení efektivity, ale i možnost sklidit pěkné paličky ze spodků.
- Obohacovaní o CO2 má smysl pouze při vysokých iradiancích.
Nemilé, že nejde připojit více jak jeden obrázek, k tomuto příspěvku jich je 5...jakmile to vyřeším, upravím to. Kvalitativní analýza. Fotosyntéza a spektrum
Pod pojmem kvalita světla rozumíme distribuci vlnových délek, na kterých je vyzařováno světlo. Graf, který toto znázorňuje, se nazývá SPD (Spectral Power Distribution, česky spektrální distribuce výkonu), často však pouze „spektrum“. SPD výbojky EYE Hortilux
Čtením ostatních threadů o světle je možné nabýt dojmu, že spektrum je jediný parametr, který určuje efektivitu světla pro pěstování. To však není pravda. Hlavním kritériem je účinnost světelného zdroje, která určuje, kolik wattů v PAR spektru zdroj vyzáří. Spektrum ale ovlivňuje efektivitu dvěma způsoby: mění množství fotonů, které nese každý vyzářený PAR watt a také zvyšuje či snižuje efektivitu fotonů, protože různé fotony o různých vlnových délkách mají různou efektivitu (nejsou zde extrémní rozdíly, rozhodně jsou ale patrné).
Naproti obecnému přesvědčení jsou tyto rozdíly v úrovni fotosyntézy pro jednotlivé vlnové délky poměrně malé a téměř vždy méně než 20% pro širokospektrální zdroje (bíle). Používáním LED je možné dosáhnout větší zlepšení, ne však vice než 50% v nejlepších případech (myšleno tak, že optimalizované spektrum může dosáhnout o 50% vyšší úrovně fotosyntézy se stejným množstvím fotonů než např. HPS). Je však důležité zmínit, že toto zlepšení může být aplikováno pouze na stejné množství fotonů, což je základ všeho. Pokud použijeme pouze polovinu fotonů s o 50% větší účinností, dostaneme se pouze na 75% účinnosti původního zdroje.
Pokud použijeme polovinu fotonů, byť se sebelepším spektrem, nikdy nedostaneme takovou míru fotosyntézy (a potažmo růstu). Tento fakt je velmi často zapomínán designéry LED světel, kteří velmi přeceňují důležitost samotného spektra. Tato chyba je způsobena tím, že mnoho lidí používá křivky „akčních spekter“, což jsou křivky, které vznikly měřením absorbancí jednotlivých fotosyntetických pigmentů a ne měřením míry fotosyntézy pro každou vlnovou délku u živých rostlin.
Studie tohoto tématu provedli v 70.letech pánové McCree a Inada. Jejich výsledky byly mnohokrát zopakovány pro specifické rostliny a jsou tedy obecně uznávané. Oba prováděli ozařování rostlin téměř monochromatickým světlem (2nm) a měřili míru fotosyntézy (změnami v poměru O2/CO2).
Dnes je nejvíce používaná McCreeho křivka (obr. 1), která ukazuje míru fotosyntézy pro každý absorbovaný mol fotonů.
<----
Inadova křivka však udává míru fotosyntézy pro každý watt vyzářené energie. Proto dávají dohromady absorbanci fotonů a jejich účinnost. Inadova křivka
Studií obou křivek dojdeme k několika závěrům:
- Maximálně efektivní jsou červené fotony. Rozdíly mezi jednotlivými vlnovými délkami červeného světla jsou malé. Maximum je 670nm, avšak celé rozmezí 610-670nm má vysokou účinnost. Následuje ostrý pokles za 685nm, proto je dobré se vyvarovat LED, které v tomto spektru vyzařují část světla.
- Účinnost modrých a zelených fotonů je podobná.
- Minimum křivky je okolo 475nm, čistě modré LED jsou nejhorší, ne zelené(!). Naopak tzv. královská modrá okolo 440-450nm je výhodná.
- Efektivita v celém PAR spektru je podobná. Minimum dosahuje pořád asi 65% maxima. Zlepšení díky optimalizovanému spektru málokdy přesáhne 25% oproti bílému (maximálně 50% vůči špatně optimalizovanému spektru jako např. HPS). Tvrzení prodejců LED světel o 800% zlepšení nebo i více, jsou totálně mimo mísu, jak se již mnozí přesvědčili!
Tyto křivky mají samozřejmě svá omezení. Neberou například v potaz možné „synergie“ mezi různými vlnovými délkami. Známá je např. synergie zvaná Emerosnův efekt: pokud je rostlina ozařována světlem 660nm a 700nm zároveň je míra fotosyntézy vyšší, než když je jimi ozařována samostatně.
Je možné, že zde existují synergie, které dnes neznáme. Jsou však studie, které předpověděly míru fotosyntézy bílého světla sečtením míry fotosyntézy pro jednotlivé vlnové délky a posléze výsledky bílého světla se s nimi shodovaly s decentní odchylkou 7%.
Věci jsou však ještě mnohem komplexnější díky schopnosti rostlin se adaptovat na světlo, které dostávají. Rostliny pěstované pod HPS můžou mít až dvojnásobek chlorofylu B (snaží se využít žluté světlo) než rostliny pěstované venku. Proto bychom měli, poté co se rostliny aklimatizují (asi týden), lepší výsledky než propočítané. Tento efekt dále zmenšuje prostor pro optimalizaci spektra.
Další efekt, na který je třeba myslet, je, že rostliny vykazují lepší výsledky, pokud jsou vystaveny širokému spektru, než pokud jsou vystaveny téměř monochromatickému záření. Jsou i výjimky jako např. pšenice, proto je třeba tento fakt ověřit i pro konopí, avšak moje osobní výsledky ukazují, že konopí vyhovuje celé PAR spektrum a zároveň je to druh, který má malé nároky na kvalitu světla.
Abych ukázal, jak moc je to důležité, doporučuji přečíst OPTIMIZATION OF LAMP SPECTRUM FOR VEGETABLE GROWTH. Ukazuje jak rajče, druh který má nízké nároky na světlo (jako konopí), produkuje více, pokud je pěstováno pod decentním množstvím modrého a zeleného světla (použita stejná energie), ale produkuje více, když je použito hodně červeného světla, než okurka, která potřebuje zase světlo zelené.
Další článek na této stránce ukazuje míru fotosyntézy u rostlin adaptovaných na různé barvy světla v závislosti na iradianci.
Zdá se, že vyšší poměr modré složky by mohl být výhodný při použití vyšší iradiance.
Kvalitativní aspekty světla (nevztahující se k fotosyntéze)
Až do teď jsem psal hlavně o fotosyntéze. Světlo však ovlivňuje rostliny i jinak. Předložím nejznámější fakta:
- Nutnost modrého světla.
Většina rostlinných druhů potřebuje nějaké množství modrého světla, aby mohly růst zdravě. Konopí se však nezdá být jedním z nich. Četl jsem o MJ úspěšně vypěstované pod LPS, což jsou žlutá monochromatická světla. I když s nízkou produktivitou, avšak zdravé [neověřeno]. Fakt, že konopí modré světlo nepotřebuje, neznamená, že z něj nemůže benefitovat. A to se pravděpodobně také děje.
Ať je to jak chce, modré světlo hraje důležitou roli v několika aspektech:
- Fototropismus, tedy pohyb rostliny za světlem. 450nm modré světlo působí na rostlinu zdaleka nejsilněji. Boční osvětlení modrým světlem by mohlo působit zajímavé reakce. Tento efekt je však nejsilnější na vršku rostliny, kde se vyskytují auxiny v největší koncentraci.
- Řízení internodiální vzdálenosti. Modré světlo má silný efekt na redukci této vzdálenosti. Tento efekt je exponenciální v malých dávkách a stabilizuje se při iradianci okolo 30uE/m^2 modrého světla. Při 40uE/m^2 jsou dosaženy téměř minimální internodiální vzdálenosti. Vzhledem k celkové iradianci asi 400-500uE/m^2 je tento podíl modrého světla asi jen 10% nebo i méně, nicméně je nezbytný k prevenci táhnutí se.
- Otevírání průduchů. Modrá silně ovlivňuje otevírání průduchů, zatímco červená má opačný efekt. Otevřené průduchy zrychlují transpiraci a tedy i spotřebu vody, pomáhají také ale udržet dostatečně vysokou vnitřní koncentraci CO2, což silně ovlivňuje efektivitu fotosyntézy (viděli jsme, že nízká koncentrace CO2 je hlavním limitem při středních až vysokých iradiancích). Pokud tedy pěstujeme pod LED nebo jakýmkoli jiným převážně červeným spektrem, jsou pouze dvě možnosti, jak předejít nízké koncentraci CO2: kompenzovat ho dostatkem modrého světla nebo pěstovat v prostředí obohacovaném o CO2.
Toto je pravděpodobně důvod proč používat střední dávky modrého světla. V CO2 prostředí by zřejmě stačilo asi 10% modrého světla, v normálních podmínkách je třeba alespoň dvojnásobek.
Tento poměr ovlivňuje mnoho biologických parametrů. Je vnímán skrze phytochrom.
- Internodální vzdálenost. Vyšší poměr R/FR, kratší vzdálenosti.
- Ovlivňuje „košacení“. Opět vyšší poměr R/FR, košatější rostliny.
- Spolu s iradiancí ovlivňuje morfologii listů. Vysoká iradiance a vysoký R/FR tvoří malé, tlusté listy s vysokou koncentrací chlorofylu a naopak. Říkáme tomu adaptace na slunce respektive na stín.
V rané vegetační fázi by dávalo smysl používat nižší R/FR poměr, aby se prostor rychleji vyplnil, což by umožnilo rychlejší růst. Avšak v květové fázi je sluneční adaptace jednoznačně lepší. Zajímavá otázka, na kterou nemám odpověď, je zda-li tato adaptace produkuje více pryskyřice nebo vyšší hustotu trichomů.
Poměr R/FR silně ovlivňuje fotostacionární rovnováhu phytochromů, což vlastně nakonec zajišťuje tyto efekty a také ovlivňuje vnímání fotoperiody rostlinami. U rostlin s krátkým dnem jako konopí bylo dokázáno, že potřebují až o 2,5hod méně tmy k zachování květu, když jsou poslední hodinu vystaveny silnému záření vzdálené červené. Manipulace s vnímáním phytochromů je ještě velmi neprobádaná, avšak vypadá na poli konopí velmi slibně.
Původní článek sepsal knna, všechny zásluhy nechť směřují jemu
LED technologie je už tu nějaký pátek, k jejímu zásadnímu rozvoji došlo až řekněme v posledním desetiletí s masovou výrobou levných a vysoce účinných diod.
Nebudeme si nic nalhávat, hlavní trh pro LED je osvětlení průmyslové, pouliční ale i v domácnosti. Toto samozřejmě vyžaduje bílé světlo. To se nyní vyrábí tak, že jádro modré diody (tzv. královská modrá, okolo 450nm) se překryje vrstvičkou luminoforu (fosfor), které mění část tohoto modrého světla na méně energetické (rozuměj s vyšší vlnovou délkou [zelené a červené]). A lidské oko tuhle kombinaci vnímá jako bílé světlo. Čím vyšší je podíl tohoto přeměněného světlo, tím má výsledné bílé světlo nižší teplotu chromatičnosti (je více "teplé"). Samozřejmě není tato konverze, stejně jako ostatní druhy přeměny energie, stoprocentně účinná.
Hi-endové modré diody, mimochodem primárně určené ke vzdáleným fosforovým aplikacím, mají optickou účinnost až 55% v provozních podmínkách. Naproti tomu nejúčinější "cool white" (studená bílá cca 6000K) atakují hranici 40-ti%. Neutrální bíla (asi 4000-5000K) 25-33% a "teplá bílá" (2700K) pouze 20-25%.
Jiná je situace na poli barevných diod, po královské modré je tu modrá (asi 475nm), která má účinnost asi 30%. Zelené diody se také vyrábějí z modrých překrytých fosforem, jejich účinnost je, i přes vysoký světelný tok v lm, malá a nepřesahuje 15%. Žluté diody nemají účinnost o nic větší.
Se zvyšující se vlnovou délkou se však situace obrací, červeno-oranžové diody(asi 615nm) můžou přesáhnout i 30%, červená (625nm) 35% a "temně červená" (deep red - 660nm) se chlubí účinností i 45%. Dále následuje opět klesání a vzdálená červená (730nm) nepřesáhne 20%.
Zdůrazňuji, že mluvím o nejlepších diodách špičkových výrobců.
Pro nás je to ovšem velmi dobrá zpráva, protože náš hlavní zájem leží právě v oblasti modré(450nm), červené (625, 660nm) a bílé na doplnění spektra.
Situace se mírně změní, pokud převedeme optickou účinnost na účinnost ohledně produkce fotonů. To těžce znevýhodňuje modré diody a naopak temně červená se dostává na špičku.
Hlavní trh dnes ovládají v podstatě tři výrobci. Jsou to americká společnost Cree, německá Osram a dceřiná společnost Philipsu - Lumileds. Tito výrobci mají nejnovější technologie, do prodejů se však, především díky nižší ceně, tlačí také Epistar, Bridgelux, SouelSemiconductors, LedEngin, Everlight, Nichia a mnoho dalších.
Většina menších výrobců však jen kupuje čipy (většinou od Cree) a především výrábí jen bílé LED.
Cree:
Nabízí většinu barev (kromě červené 660nm a 730nm). Má velmi účinné LED, velmi dostupné, nechavá si za to však dobře zaplatit.
Série, které by nás měly zajímat:
barevné XP-E
modré a bílé XT-E a XB-D
bílé XM-L a XP-G(2)
Philips Lumileds:
Zde je zajímavá jen jedna série, jde však zřejmě o nejlepší momentálně dostupné LED. Bohužel jejich dostupnost je mizerná a cena také není nejnižší. Našel jsem však jeden obchod, který je ochotný je poslat do ČR a ceny by se daly zkousnout.
Zde jedině:
Luxeon Rebel a RebelES - kompletní barvy (kromě červené 730nm)
Osram:
Opět kompletní barvy kromě červené 730nm. Solidní účinnost, ceny i dostupnost.
Zde:
Oslon SSL (80 i 150)
Oslon Black
nebo starší avšak pořád dobré Golden Dragon Plus
Výroba LED je vcelku zajímavý proces. Nebudu vás zatěžovat detaily, nejsou pro nás podstatné a spoustu jich ani neznám, avšak alespoň elementární info uvedu. Základem je waffer z různých materiálů, což je vlatně obrovský a velmi čistý monokrystal rozřezaný na disky. Tyto disky se dálé rozřežou na jednotlivá jádra, otestují a vloží do pouzdra (a nebo prodají holá). Celý proces je až nečekaně podobný výrobě procesorů.
Jádra se testují, protože se nikdy nevyrobí dvě totožná. Vždy jsou tu alespoň malé rozdíly. A proto vytvořily výrobci tzv. biny, aby mohli prodat i méně podařená jádra a na těch lepších zkásnout ještě víc.
Každé jádro má svoji specifickou vlnovou délku (nebo teplotu chromatičnosti v případě bílých), úbytek napětí a světelný tok, resp. výkon. Výrobce proto každé zařadí do jisté skupiny podle těchto parametrů. Vlnová délka má obvykle biny po 5nm, napětí po 2-3 desetinách voltu a světelný tok po 10-20 lumenech (nebo výkon po 50mW).
Pro nás je samozřejmě vhodné zvolit takové diody, které mají co nejnižší napětí, co nejvyší světelný tok (nebo výkon) a požadovanou vlnovou délku.
Bohužel, biny jsou kamenem úrazu dneších LED. U většiny obchodů nemáte jistotu, co kupujete a rozdíly můžou být markantní(desítky procent). Proto je důležité kupovat tam, kde víte údaje o binech, zeptat se nebo kupovat alespoň určité rozmezí binů (a doufat; nabízí např. Osram).
Vytvořil jsem tento excelový sešit, abych mohl porovnat různé diody (ale i jiná světla - pokud je znám SPD) jejichž udáje jsou v různých veličinách.
Jak to funguje a co to umí?
Zadáte údaje z datasheetu a excel vám vypočítá spoustu užitečných údajů jako třeba tok fotonů jednotlivých barev, celkový, účinnosti - optickou i molárni...
Obsahuje imho docela srozumitelný a podrobný navod (list "navod") - pokud budete vyplňovat jen bilá pole na listu "planner", nic nezkazite.
Myslím si, že se jedná o vcelku přesný nástroj, pro srovnání je tam Osram Plantastar a když to porovnám s jejich datasheetem, údaje se mi liší o neuvěřitelné 1,5% (!!). Odhaduju, že obecně je přesnost decentních +-7%.
V případě jakýchkoli dotazů se neváhejte zeptat!
A kdyby si chtěl někdo analyzovat svoje světlo, nechť dodá distribuční graf ("spektrum"), ukážu mu jak na to (zabere to asi 10 min).
Pozn.: Samozřejmě jsem mohl udělat nějakou chybu, které jsem si nevšiml (a je to i dost pravděpodobné), ale nekamenujte mě za to a raději mi ji sdělte, abych ji mohl do další verze opravit.
Pozn.2: Analyzoval jsem i několik různých výbojek a můžu prozradit, že jsou tam přinejmenším měřitelné rozdíly.
V produkci fotonů jsou nejúčinnější deep red LEDky (660nm), následovány modrými (450nm) a čistě červenými (625nm), červeno-oranžovými (615nm) a bílými (6000K). O zbytku snad ani nemá smysl uvažovat.
Pro "naše účely" jsou nejvhodnější průměrné irradiance 450-550 uE/m^2.
Pro zdravý vývoj konopí je třeba použít asi 40 uE/m^2 modrého světla a víc.
Při vysokých iradiancích je vhodné použít více modrého světla, jako nejenergičtější světlo má navíc největší vliv na otevírání průduchů a udržování dostatečné koncentrace CO2.
Starší listy využívají lépe modré světlo.
Rostliny "jdou" (fototropický efekt) za modrým světlem.
Je vhodné svítit, alespoň minimálně, i zeleným světlem.
Nejúčinnější zdroj zeleného světla (pokud se nejedná o disko ) jsou bílé diody.
Velmi účinné je přemístit část osvětlení z vrchu i do stran.
A ještě jeden nezmíněný fakt: Rostliny v boxu mají jistou výšku. Světlo, které prochází (mezi) listy a odrazem od stěn mění svoji vlnovou délku. Trend je takový, že níže je méně modrého světla.
Tady se pokusím využít poznatky z (nejen) článku výše, abych navrhnul co neejfektivnější osvětlení pro moji skříň.
Její rozměry jsou nakonec jen 80x75x45 cm (v x š x h). Nebydlím sám a víc prostě nejde. Alespoň by měly být nižší náklady a výsledky by tu tedy také měly být dříve (doufejme, že se to podaří a přestanou mi chodit PM typu "Co to plácáš za bláboly" od lidí, kteří nehledí na fakta, ale pouze na výsledky ubohých, špatně navržených panelů made in china s přetěžovanými LEDkami).
Vzhledem k tak malým rozměrům chci použít co nejvyšší irradianci, abych i z tak malého prostoru něco vytěžil.
-> Rozhodl jsem se, že použiju LEDky Luxeon RebelES
-> Použiju hodně modrého světla. (asi 30% všech fotonů)
-> Zvrchu použiju více červené spektrum (poměr LED 3:2:1:1 [deep red:cool white:red:royal blue]) => poměr fotonů 6:1:2 (RGB)
-> Z boku použiju panýlky s poměrem LED 1:1:1 (deep red:cool white:royal blue) => 7:2:7 (RGB)
Celkově mi to vychází na plochu 0,3m^2 na vrchní panel:
18x deep red
12x cool white
6x red
6x royal blue
a na boční panýlky:
4x deep red
4x cool white
4x royal blue
Proč tolik modrého světla na boční panely? Protože spodní (tedy nejstarší) listy ho využívají nejlíp a zároveň pomůže rostlinky roztáhnout do stran díky svému fototropickému efektu.
Myslím, že tohle mi bude stačit, další zamýšlený obsah doplním v průběhu následujících dnů.
Budu rád, když se na jakékoliv nejasnosti zeptáte, buď tady nebo v PM.
(Pokud tady, oplaťte mi prosím mou snahu a pište co nejjasněji a nejsrozumitelněji!)
28-08-2012 v 09:19 AM
) jsou bílé diody.
