Guida alla scelta dell'illuminazione 2.0

[Umberm 5,044]

 

 

Gli spettri e il PAR sono normalizzati (il massimo di ogni spettro vale sempre 1), per fare confronti sulle intensita' vale il discorso fatto alcuni post fa sull'utilizzo di uno strumento adatto. Anche se ho visto che ci sono alcuni sensori commerciali tipo questo, ma costa circa 500 euro solo il sensore.

 

 

 

Ci sono, come postato da Peppe... costi proibitivi, purtroppo!

[grispa72 1,198]

Ho trovato un'altro sito molto interessante. Questo commercializza lampade ad induzione.

 

Ma ciò che mi ha colpito è la sezione risorse. Qui si possono trovare articoli veramente ben fatti sullo stato dell'arte riguardo l'illuminazione per le piante.

 

In particolare questo articolo tratta l'importanza di tutte le lunghezze d'onda dello spettro emissivo solare per la pianta. Anche se è datato 2004 e anche se non conclude granché, dal grafico comparativo sullo spettro luminoso percepito dall'occhio umano e da quello usato dalla pianta si possono trarre considerazioni che confermano la strada intrapresa.

 

Paolo

[grispa72 1,198]

...

e anche se non conclude granché

...

 

Specifico, non conclude granché nel senso che sono argomenti che già conosciamo

[stefanet 1,130]

 

- Vedo però che ci sono dei codici che identificano i led che non corrispondono però a quei numeri..... ad esempio 5050

E' possibile abbinare il codice (con il colore) a quanti nm in modo "univoco"

Ad esempio: Il led 5050 a luce blu è un 465-470 nm ?

 

Bella domanda, non sono mai riuscito a trovare una risposta a questa domanda e spesso quando si trova la voce generica luce blu senza frequenza d'onda non mi fido e passo oltre.

 

Led a 465nm (crescita) e 620nm (fioritura) si riescono anche a trovare, il problema maggiore sono i lumens...

 

Ho letto molto in merito e mi volevo costruire un impianto con questi led, ma mi è stato consigliato di utilizzare altre luci (day light), ma questa cosa dei led rossi e blu mi intriga di più.

 

Ciao

Stefano

[grispa72 1,198]

Dissipazione del calore per i COB led

Ovvero come effettuare il calcolo di massima delle dimensioni di un dissipatore in base al numero e alla potenza dei led COB presenti

La mia intenzione è quella di dare un'idea di come effettuare un calcolo di massima, ma che rispecchia comunque una situazione reale. Da questo

Video su YouTube: iFj-FxIbCbg

video ho tratto l'ispirazione e alcuni dati che poi ho integrato con ulteriori considerazioni, calcoli, ricerche. Forse è un articolo un po' troppo tecnico per questa fase, ma mi è venuto di getto e poi sarà sempre possibile scrivere una guida in cui inglobarlo insieme alle conclusioni a cui arriveremo. Immagino di realizzare una "Guida completa passo passo sull'autocostruzione di moduli led per l'illuminazione delle piante" o qualcosa del genere...

Esistono due modalità si dissipazione:

• Dissipazione passiva, nella quale il calore viene smaltito per convezione e irradiamento in modo naturale senza forzamenti. In questo caso la superficie necessaria ammonta a 110 cm2 per led.
• Dissipazione attiva. Qui interviene di solito una o più ventole per asportare il calore in eccesso. In questo caso la superficie necessaria si riduce a 40 cm2 per led, circa un terzo della precedente.

I dati sono dedotti in base alle informazioni fornite dal costruttore del led.

Esempio di calcolo

Sistema a 4 CXB3590 36V-2800mA con driver MN HLG 185h - c1400

Potenza generata: 35Vx1,4Ax4led = 200W circa. Efficienza sistema 56% (calcolata, date le caratteristiche del led, in base alla tensione e alla corrente che alimentano il led).

PARw = 200Wx0,56 = 112W potenza impegnata nell'emissione luminosa (cioè quanti watt si trasformano effettivamente in fotoni).

Considerazione importante. Il parametro che ci deve interessare è il PPFD cioè la densità del flusso fotonico fotosintetico, in altre parole la densità del PAR. Con 112 PARw su un'area di 60cm x 90cm questo ha un valore di 824 micromoli per metro quadro per secondo. Su un'area di 60cm x 120cm il PPFD si riduce a 620 micromoli per metro quadro per secondo. Se volessimo aumentare il PPFD per la seconda area considerata dovremmo aggiungere un CXB3590 e sostituire il driver con un MN HLG 240h - c1040

Q = 200W-112W = 88W calore prodotto da dissipare (dato indispensabile per il dimensionamento del dissipatore di calore)

Con questo valore si possono calcolare le superfici minime necessarie allo smaltimento del calore prodotto. Per la dissipazione passiva abbiamo: 88Wx110cm2=9680cm². Per la dissipazione attiva 88Wx40cm²=3520cm²

A questo punto bisogna scegliere un dissipatore commerciale, calcolarne la superficie totale e confrontarla con quella minima richiesta. Prendiamo ad esempio un dissipatore in alluminio (il primo che ho trovato su ebay) che abbia una larghezza di 20cm (di solito fissa) uno spessore totale di 1,5cm, spessore del corpo di 0,4cm e un'alettature composta da lamelle di sezione rettangolare 0,2cm x 1,1cm per un totale di 29 lamelle. Questi dissipatori sono proposti in diverse lunghezze che vanno dai 30cm ai 120cm. Consideriamo una lunghezza intermedia di primo tentativo. Diciamo 90cm.

Superficie lamelle: 1,1cm x 90cm x 29lamelle x 2 = 5742cm²

L'ultimo fattore, il 2, è necessario in quanto ogni lamella è costituita da 2 facce.

A questa superficie bisogna sommare l'area della faccia dove verranno incollati i led e l'area, uguale alla precedente, costituita dalla sommità delle lamelle e dalla sperficie tra una lamella e l'altra, 20cm x 90cm x 2 = 3600cm²

In totale avremo 3600cm² + 5742cm2 = 9342cm²

Confrontando ora il risultato ottenuto si conclude che siamo molto abbondanti per quanto riguarda la dissipazione attiva mentre siamo leggermente scarsi per quella passiva.

Ma facciamo un uleriore step. Voglio calcolare la lunghezza giusta necessaria per massimizzare lo smaltimento del calore prodotto. Impostiamo l'equazione (non uso le unità di misura per non appesantire la scrittura. Le grandezze sono facilmente deducibili). La nostra incognita è la lunghezza L del dissipatore.

Dissipazione passiva

1,1xLx29x2+20xLx2=9680

63,8L+40L=9680

103,8L=9680

L=9680/103,8=93,25cm

Dissipazione attiva

1,1xLx29x2+20xLx2=3520

L=33,9cm

Queste sono le lunghezze minime dei dissipatori affinché il calore prodotto sia smaltito correttamente. A questo punto bisogna sapere se il modulo sarà racchiuso in un contenitore, se nel contenitore sarà alloggiato anche l'alimentatore ecc. In questo caso o si usano coefficienti di sicurezza o si ripete il calcolo considerando le situazioni particolari.

Nel caso della dissipazione attiva, e modulo non racchiuso in un contenitore, è ancora necessario stabilire la portata in volume d'aria della ventola. Vi risparmio i conti. Possiamo andare sul sicuro utilizzando una ventola 12cm x 12cm per lunghezze inferiori ai 60cm, due ventole per lunghezze comprese tra 60cm e 90cm, tre ventole per lunghezze dai 90cm ai 120cm.

Considerazioni necessarie ulteriori. Se per la dissipazione passiva un modulo 100cm x 20cm con 4 COB led distribuisce in modo bilanciato la luce, per la dissipazione attiva 40cm sarebbero pochi: troppa luce concentrata in poco spazio. Lascio a voi le valutazioni del caso.

Paolo

[joefish 5,021]

Paolo, cosa e' il CRI che indicano nei data sheet??

 

Ho visto questi CXB3590 io metterei quelli a 4000 K e a 3000K ma quello con 90CRI appunto.

Cosi' dovresti avere un buon bilanciamento, c'e' anche qualcosina a 730 per fare contento Umberto

 

(Umberto pero' non te la prendere, stamm' a pazzia')

 

Mi chiedevo se si montano i COB su una lastra di alluminio da 1-2 mm di spessore (o altro metallo) della stessa superficie della LB e in corrispondenza dei led, dal lato opposto, si monta anche un'aletta di dissipazione tipo processori PC con tanto di ventolina, potrebbe andare?

 

Cosi' potresti avere anche un po' di superficie radiante per riscaldare la LB.

 

cmq ora i tuoi post sempre interessantissimi richiedono un po' piu' di calma per essere assorbiti

 

ciao

 

Peppe

[grispa72 1,198]

Il CRI (Color Rendering Index) è la misura quantitativa della capacità di una sorgente luminosa di riprodurre fedelmente i colori di vari oggetti nei confronti di una luce ideale o sorgente di luce naturale. Fonti di luce con un elevato CRI sono opportune in applicazioni critiche per la naturalezza dei colori come ad esempio nella fotografia e nella cinematografia.

 

L'indice fornisce un numero fino a 100, valore di riferimento per la luce ideale.

[grispa72 1,198]

Per il discorso lastra di alluminio, di solito le lampade commerciali ne prevedono sempre una dove da un lato vengono incollati i led e dall'altra i dissipatori alettati.

Nel mio caso con LNAB lunghe e strette (150cm x 40cm) quel dissipatore alettato su ebay (120cm x 20cm) sarebbe ideale. Montando delle lenti da 90*C (o meno, devo fare due conti dopo aver capito quanto distante vanno tenuti led cosi potenti. Ci andrebbero sei COB 36V-3000K/4000K e sei 730nm da 3W (eh si Umberto, alla fine li ho trovati e soprattutto hai ragione andrebbero usati). Così non avrei bisogno della lastra.

 

Paolo

[grispa72 1,198]

@Peppe

a poposito della lastra guarda il video

Video su YouTube: 1CvL4-Sbs90

molto istruttivo!

[joefish 5,021]

Il video e' veramente interessante. Sono riuscito a seguire quasi tutto (non riesco ancora a capire bene l'inglese).

Effettivamente la costruzione e' cosa da niente (vabbe' so saldare e ho parecchio materiale a disposizione oltre all'officina)

la scatola fatta a misura e' la cosa piu' difficile da reperire a costo zero, se la si vuole bella. Ma forse non e' neanche necessaria.

 

Non sono riuscito a capire se mette dei led rossi, deep red o addirittura a 730.

 

Pero' il punto che ancora non mi e' chiaro e, sara' una mia tara, non lo capiro' mai finche' non faccio qualche misura, e'

lui parla di 150 W di consumo elettrico.

Io con le CFL l'anno scorso ero a 148 W con 6 lampade da 23W/1400 lumen e devo dire che sono andato bene su un'area di 70x45 cm2, quest'anno ho quattro tubi da 30W/2400 lumen cioe' 120 W totali e 9600 lumen, a parte il riciclo di tutto ho risparmiato 30 W.

Quindi diciamo che con la lampada del video (disposti un diversamente) potrei avere un consumo paragonabile.

 

Ma la luce e' sufficiente??? Questo fatto proprio non si riesce a dipanare (o sono io tonto e non l'ho ancora visto).

 

Anche volendo usare il PPFD, a che valore dobbiamo aspirare? Quale e' il PPFD medio di una giornata di sole?

Ho gia' posto questa domanda da qualche parte.

 

Peppe

[Umberm 5,044]

In questo studio dell'Università di Sassari, a pagina 129 si afferma che tale valore è di 1.100 in una giornata di sole in Inghilterra, affermando anche però che tale valore arriva ad essere anche doppio da altre parti del mondo. Su questa base credo sia ragionevole stimare in Italia un PPDF della luce solare di 1.500/2.000 micromoli di fotoni al secondo per metroquadro. Il valore di 2.000 l'ho letto in un altro documento che non riesco però a ritrovare.

 

(p.s.: lo studio dell'Università di Sassari è straordinario da molti punti di vista: le differenze di necessità di luce tra piante C3 e piante C4 ad esempio merita una lettura. Il genere Capsicum appartiene al gruppo di piante C3, per capire le differenze sarebbe interessante sapere se la canapa è C3 o C4; non l'ho trovato subito e non ho cercato approfonditamente)

[joefish 5,021]

ah si bravo!!!

e' vero e l'avevo anche letto (e forse scritto). ...la vecchiaia che incalza.

 

Allora considerando come riferimento 2000 micromoli/s/m2 tirare fuori una qualche misura per noi umani

non e' proprio immediato. Fatemi fare due conti tra un preparativo e l'altro

[stefanet 1,130]

Non so se quello che sto per dire è una baggianata o meno, visto il livello tecnico che ha raggiunto questo topic.

 

Ho letto con in teresse tutto, tante cose sono chiare altre meno.

 

Ho appena finito una progettazione di massima di tre moduli, rilevando quanti euro per watt reali costano, appunto, i moduli che voglio realizzare. Poi affinerò anche la miscelazione delle frequenze, visto che ho letto solo ora il post di Peppe.
A proposito chapeau! Lavoro iperprezioso, Peppe!

N.B. Parlo di watt reali perché la corrente erogata dal driver che ho considerato è di 700mA. Questa, considerando la caduta di tensione media del led, 3,5V, porta ad uno sviluppo di 3,5Vx0,7A=2,45W e non 3,7Vx0,750A=2,775W che è quella massima teorica ottenibile e neanche 3W che è quella dichiarata.
I led non vanno mai pilotati alla massima corrente dichiarata, rischio riduzione vita.


Di seguito una delle due possibili configurazioni, usando il Driver/Alimentatore MeanWell APC-35-700 (l'altra è con alimentatore e driver separati)

1) Plafoniera "mista"
- 8 bianchi, 4 a 2.700K e 4 a 6.500K
- 3 rossi a 660-670nm
- 1 verde a 520-530nm
- 1 ciano a 500-505nm
- 3 blu a 460-470nm

Questo il modulo in pianta:

2.7K 6.5K 2.7K
B R R
6.5K V 6.5K
C
R B B
2.7K 6.5K 2.7K

Costo 98,3 euro per 37 Watt. Costo per Watt = 2,65 euro.

2) Plafoniera solo bianchi
- 6 bianchi a 6.500K
- 9 bianchi a 2.700K

Relativo modulo in pianta:

2.7K 2.7K 2.7K
6.5K 6.5K 6.5K
2.7K 2.7K 2.7K
6.5K 6.5K 6.5K
2.7K 2.7K 2.7K

Costo 91,3 euro per 31,5 Watt. Costo per Watt = 2,9 euro.

3) Plafoniera GrowLed
- 15 Grow Led 400-840nm

Disposizione: 5 file da 3

Costo 110,8 euro per 31,5 Watt. Costo per Watt = 3,5 euro.

Per ogni configurazione servono:
- dissipatore in alluminio 23,3 euro
- ventola 12V-70mA 120mm x 120mm 5 euro (su Amazon)
- alimentatore 12V-2A 11 euro (su Amazon)
- materiale di consumo
tutto già compreso nei conti fatti.

Sottolineo che queste configurazioni sono state realizzate con i led commerciali che ho reperito dal sito che ho già indicato. Avrei avuto bisogno, ad esempio di un blu a 490nm ma non c'è.

Prossimo passo
1) affinare la miscelazione delle lunghezze d'onda in base anche e soprattutto al lavoro di Peppe
2) analizzare il costo del Watt per la configurazione con alimentatore e driver separati.

Paolo

 

Servono effettivamente tutte queste lunghezze d'onda oltre ai classici 465 (blu) e 620 (red)?

 

Sono davvero molto contento!

Sono arrivato ad un punto dove faccio fatica a seguirvi... il che è logico e giusto visto che voi siete dei "professionisti" e io uno che sino a due anni e mezzo fa non sapeva neanche cosa fosse la temperatura di colore.

 

Allora visto che il cammino è stato intrapreso, stimolato dagli "interruttori intelligenti" ipotizzati da Carlo (Rapace) dico che oltre agli interruttori ci starebbero bene ... dei timer!

Questa cosa mi venne accennata da un signore che di lavoro progetta fitotroni, con il quale ebbi occasione di parlare in merito ad una vecchia macchina che c'era al Garibaldi.

Mi disse che nell'ultima generazione delle loro macchine era prevista anche la luce crepuscolare. Ho poi trovato questo:

 

• 730 nm è indicato come far-red ed è importante per il riciclaggio del fitocromo: è necessario per tutti i tipi di processi di formazione morfo genica (sviluppo delle forme). Pochi minuti di trattamento con questa lunghezza d’onda, dopo che il ciclo completo di irradiamento è concluso, ripristina il cromoforo da attivato ad inattivato: questo processo reimposta la chimica per un altro ciclo di irradiamento e può essere utile per abbreviare il classico lato oscuro del fotoperiodo. Questo colore è importante per le piante, nonostante sia fuori dal PPF dell’intervallo 400-700nm.

che da una spiegazione del perché può essere utile la luce crepuscolare (molto "rossa",come vediamo tutti), con più dettagli in questo articolo tratto dallo stesso sito (www.giardinaggioindoor.it)

 

Con questo discorso provo a introdurre un altro concetto che nel corso del tempo ha "camminato" nella mia testa: la luce solare ha diverse temperature di colore durante il giorno... se anche le piante avessero diverse esigenze di assorbimento durante il giorno?

Ovviamente questo è un problema certamente secondario al quale si potrà, eventualmente, pensare quando avremo risolto gli altri.

 

Ma il mio contributo non può che essere quello di condividere ciò che ho letto e imparato negli ultimi due anni... poi deciderete voi se e come usare queste informazioni in fase di progettazione.

 

 

Aggiungiamo anche questi alla lista e siamo a 465 (blu), 620 (rossi) e 730 (???).

 

Torno alle mie domande "standard" .

 

- Penso di aver capito l' importanza del PAR (PUR). Ovvero l' ideale è replicare un certo spettro che è il "migliore" per la pianta

- Altra cosa importante è (questo lo sappiamo da tanto) l' intensità della luce (i "lumen" erogati).

 

Quindi...... una volta raggiunta la miglior copertura possibile dello spettro "ideale" ci dobbiamo porre il problema di avere anche una intensità adeguata dell' illuminazione.... ma per il momento rimaniamo sullo spettro.

 

- Ho capito che i vari tipi di Led sono identificati in base al "picco" che rappresentano (490 nm, 730 nm etc.)

 

- Vedo però che ci sono dei codici che identificano i led che non corrispondono però a quei numeri..... ad esempio 5050

E' possibile abbinare il codice (con il colore) a quanti nm in modo "univoco"

Ad esempio: Il led 5050 a luce blu è un 465-470 nm ?

 

Per quanto riguarda la luminosità e cercando in giro ho trovato questi puri e semplici led ad alta luminosità con le relative caratteristiche Volt, Ampere, Lunghezza onda, Luminosità in cmd e angolo.

 

http://www.ebay.it/itm/10-LED-3mm-ALTA-LUMINOSITA-4000-20000-mcd-BIANCHI-BLU-ROSSO-VERDE-GIALLO-Diodi-/251770979802?var=&hash=item3a9eb845da:m:mqjaOT-DP-DXQ1c7V5JYkNA

 

e ho trovato questo sito per la conversione da mcd a lux dove nel calcolo tiene in considerazione gli mcd, la distanza e l'angolo:

 

https://www.ledrise.com/shop_content.php?coID=18

 

e mi sono fatto un po di calcoli

 

 

mi tornano dei valori di lux molto interessanti, almeno sulla carta e sui valori dichiarati.

 

Se tutto questo fosse vero si potrebbe pensare di autocostruirsi l'illuminazione a led ad hoc per la nostra LB.

 

In base alla distanza e all'angolo bisogna fare i calcoli per la massima copertura delle piante per tutte le frequenze.

Il costo a questo punto non sarebbe proibitivo, ma occorre avere delle conoscenze (minime) in elettronica ed avere un po di manualità per le saldature.

 

Per controllare e per regolare al meglio l'intensità della luce avrei pensato di mettere dei potenziomentri al posto delle classiche resistenze in modo da impostare correttamente i 20mA.

 

Ora a voi il verdetto. Ho detto una scemenza?

 

Stefano

[grispa72 1,198]

@stefanet

 

Ti rispondo velocemente. Poi se qualcosa non ti è chiaro, approfondiamo.

 

 

Ipotizziamo due approcci.

 

VOGLIO REALIZZARE UN CICLO COMPLETO INDOOR

Sono arrivato alla conclusione che con certi led tipo i COB 36V (il che significa potenza minima 50W, dipende dalla corrente con cui lo alimenti) non serve scervellarsi con la miscelazione delle frequenze eccetto che per il rosso a 730nm, da aggiungere. Esempio modulo con 6 COB Led e 5 rossi 730nm dimensione dissipatore dai 100cm ai 120cm:

 

COB. 730. COB. 730. COB. 730. COB. 730. COB. 730. COB

 

Secondo me le bicromatiche blu+rossi sono superate, troppo selettive. E la conferma ce l'ho avuta dopo averlo ipotizzato e poi verificato attraverso una lunga ricerca e con l'aiuto di Peppe e Umberto. Se vuoi rimanere sui power led da 3W io miscelerei bianchi da 6500K a 2700K per il 60-70% della potenza e, a seconda delle dimensioni della plafoniera, ottimizzerei con rossi 25-20% e blu 15-10%.

 

VOGLIO FAR CRESCERE LE PIANTE PER 3/4 MESI PER POI SPOSTARLE ALL'ESTERNO

Qui va bene rimanere sul bianco freddo ma non troppo. Se opti per le striscie led, ad esempio, scegli diciamo 6000K come riferimento e 'riempi' (passami il termi) il più possibile la LightBox. Chiamiamola soluzione Rapace

 

Puoi pensare di usare power led rimanendo sempre sul bianco freddo/neutro, come anche i COB, che, data la potenza, sono meno vincolanti per il discorso temperatura di colore.

 

AUTOCOSTRUZIONE

Io mi autocostruirò la mia in base alle conclusioni a cui arriverò. Risparmio assicurato, customizzazione totale (imbroccando quella migliore...). Che vuoi di più?

 

Misura pure i Lux ma solo per avere un riferimento grossolano. Ciò che conta è il PAR e il PPFD. Bisogna capire come calcolarlo dai dati che le ditte prodruttrici di led mettono a disposizione.

 

L'intensità della luce la puoi controllare se hai driver dimmerabile con dei potenziometri o con controller atto a tale funzione. A meno che tu non abbia conoscenze approfondite di elettronica ti sconsiglio di avventurarti con resistenze e soprattutto con alimentatori che non prevedano corrente di alimentazione costante e controllata.

 

Paolo

[grispa72 1,198]

In questo studio dell'Università di Sassari, a pagina 129 si afferma che tale valore è di 1.100 in una giornata di sole in Inghilterra, affermando anche però che tale valore arriva ad essere anche doppio da altre parti del mondo. Su questa base credo sia ragionevole stimare in Italia un PPDF della luce solare di 1.500/2.000 micromoli di fotoni al secondo per metroquadro. Il valore di 2.000 l'ho letto in un altro documento che non riesco però a ritrovare.

 

(p.s.: lo studio dell'Università di Sassari è straordinario da molti punti di vista: le differenze di necessità di luce tra piante C3 e piante C4 ad esempio merita una lettura. Il genere Capsicum appartiene al gruppo di piante C3, per capire le differenze sarebbe interessante sapere se la canapa è C3 o C4; non l'ho trovato subito e non ho cercato approfonditamente)

Mi stai facendo lavorare tanto, Umbe'...mi devo leggere pure sta dispensa lunghetta...ma 'sto lavoro è a dir poco fantastico

 

Paolo

[joefish 5,021]

Ma no povero Umberto,

 

diciamo la verita' lui ci ha triggerato siamo noi che non ci stacchiamo

[grispa72 1,198]

Ma no povero Umberto,

 

diciamo la verita' lui ci ha triggerato siamo noi che non ci stacchiamo

Ora che l'ho conosciuto di persona, non ne posso più fare a meno. Qui c'è accanimento :D

[grispa72 1,198]

Nuovo anno nuovo setup.

 

Visto che alle 7:00 ero già in piedi (dormito 3 ore ma sono sufficienti) dopo un lunga ricerca con confronti ecco la configurazione che ho partorito con link al relativo articolo:

 

- 6 COB Led Vero29 3500K; costo 150 euro

- Driver Meanwell HLG240H-C1050B; costo 83 euro

- 15 Osram rosso 730nm; costo 50,1 euro

- Driver MeanWell APC-12-350; costo 7,71 euro

- Dissipatore HeatsinkUSA; costo 85 euro

- 2 Ventole Arctic F12 12V; costo 12,78

- Alimentatore ventole 12V-2A-220V; costo 3,91 euro

 

Totale: 392,5 euro comprese le spese di spedizione.

 

Ciò significa 392,5euro/236,51Watt = 1,66 euro per watt. Diciamo che ora il risparmio è notevole!

Anche se il costo per watt non è un parametro con cui le piante crescono è importante per le mie tasche (sempre considerando PAR, PPFD e DLI azzeccati o vicini all'ideale).

 

Umberto ho quasi deciso

 

Paolo

[Umberm 5,044]

Mi sembra eccellente... un chiarimento: il dissipatore ho visto sul sito che hai linkato a meno di 2 dollari. Ne servono 50? questa parte non mi è chiara.

Sul mix ne abbiamo già parlato e alla fine la tua è una scelta coraggiosa con ottime probabilità che "paghi"

L'unico dubbio che ho è sulla quantità di infrarossi... (per i quali abbiamo ottime ipotesi ma non certezze)

Tanto per essere rompiscatole : dividerli a metà con dei blu 430nm? I costi non dovrebbero cambiare... e la temperatura di colore di 3500 K, a giudicare dalla tipologia di spettro degli altri COB, garantisce comunque ottimi livelli di rosso e di blu e mi sembra carente solo sul 430 nm...

[joefish 5,021]

Infatti perché 3700 e non quelli a 4000? Mi sembrano più equilibrati.

Ora non sono a casa stavo facendo dei conti da sottoporvi.

A più tardi

[grispa72 1,198]

Mi sembra eccellente... un chiarimento: il dissipatore ho visto sul sito che hai linkato a meno di 2 dollari. Ne servono 50? questa parte non mi è chiara.

Sul mix ne abbiamo già parlato e alla fine la tua è una scelta coraggiosa con ottime probabilità che "paghi"

L'unico dubbio che ho è sulla quantità di infrarossi... (per i quali abbiamo ottime ipotesi ma non certezze)

Tanto per essere rompiscatole : dividerli a metà con dei blu 430nm? I costi non dovrebbero cambiare... e la temperatura di colore di 3500 K, a giudicare dalla tipologia di spettro degli altri COB, garantisce comunque ottimi livelli di rosso e di blu e mi sembra carente solo sul 430 nm...

Infatti perché 3700 e non quelli a 4000? Mi sembrano più equilibrati.

Ora non sono a casa stavo facendo dei conti da sottoporvi.

A più tardi

Pure io ero più per i 4000K ma ho chiesto su vari forum stranieri e tutti sono d'accordo per i 3500K. Ho posto la domanda specifica e la risposta è stata unanime: sono talmente potenti che il PPFD (eh si, all'estero iniziano a ragionare su parametri più consoni) è più che sufficiente. Si parla, per una configurazione come quella da me ipotizzata, di oltre 900 micromoli per metro quadro per secondo su una superficie di mezzo metro quadro.

Diciamo che tenderei a fidarmi di chi li ha già sperimetati.

 

I rossi 730nm sembrano sdoganati e quindi da utilizzare. Ne ho previsti 15 perché sono poco potenti. Arriviamo a meno di 10W.

Umberto me fai rifa' i conti un'altra volta per togliere qualche rosso e aggiungere blu. Ma oramai ci ho preso una certa confidenza...

 

Paolo

[joefish 5,021]

Ma dove hai preso il valore in umol/s/m2 ?

 

Sui data sheet dei led crew ci sono i lumen. Cmq non sono d'accordo sul fatto della elevata potenza che compensa lo spettro. Se pure hai una potenza spropositata alle lunghezze d'onda giuste che te ne fai?

Ora non riesco a vedere gli spettri vedo dopo. Ma sono curioso dei valori di potenza il fotoni

[grispa72 1,198]

Ma dove hai preso il valore in umol/s/m2 ?

 

Sui data sheet dei led crew ci sono i lumen. Cmq non sono d'accordo sul fatto della elevata potenza che compensa lo spettro. Se pure hai una potenza spropositata alle lunghezze d'onda giuste che te ne fai?

Ora non riesco a vedere gli spettri vedo dopo. Ma sono curioso dei valori di potenza il fotoni

 

Allora:

 

1) ho trovato il modo di calcolare il PPFD a 'mano'

2) in rete ho trovato il valore consigliato di PPFD 300-400 µmol/s·m² , da verificare

3) forse hai ragione 4000K è meglio; rivedendo gli spettri di emissione non si perde troppo nel rosso, ma si guadagna sensibilmente nel resto

 

Domani perché oggi è tardi...

 

Paolo

[joefish 5,021]

In questo studio dell'Università di Sassari, a pagina 129 si afferma che tale valore è di 1.100 in una giornata di sole in Inghilterra, affermando anche però che tale valore arriva ad essere anche doppio da altre parti del mondo. Su questa base credo sia ragionevole stimare in Italia un PPDF della luce solare di 1.500/2.000 micromoli di fotoni al secondo per metroquadro. Il valore di 2.000 l'ho letto in un altro documento che non riesco però a ritrovare.

 

(p.s.: lo studio dell'Università di Sassari è straordinario da molti punti di vista: le differenze di necessità di luce tra piante C3 e piante C4 ad esempio merita una lettura. Il genere Capsicum appartiene al gruppo di piante C3, per capire le differenze sarebbe interessante sapere se la canapa è C3 o C4; non l'ho trovato subito e non ho cercato approfonditamente)

 

 

Dopo vari calcoli ho anche visto che in fondo erano stati gia' fatti e riportati su quel documento. Sigh sigh....

Vabbe' almeno tornano. Dunque, vediamo.

In sintesi nel documento e' affermato che di tutta la radiazione solare che arriva sulla terra solo il 44-50% ricade nel PAR.

Poi cita un valore di 500 W/m2 per la radiazione solare che incide in Inghilterra in una bella giornata, quindi ne prende 250 W/m2 (44-50%) che trasformati in numero di fotoni PAR diventano 1100 umol/s/m2. Usano come regola di moltiplicare per 4.4 il valore in W/m2 per avere umol/s/m2.

Ora il numero di fotoni e' complicato da misurare (e sinceramente non capisco neanche il motivo per cui lo hanno introdotto). Soffermiamoci sui W/m2.

Suponendo di avere una sorgente che emetta tutta solo radiazione buona, cioe' nel PAR. Io, adesso mi sono fissato con i led COB che ha mostrato Paolo a 4000K, mi sembrano la scelta piu' semplice che meglio approssima il PAR (fermo restando che e' migliorabile con l'aggiunta di altri colori).

Con questi led dobbiamo raggiungere i 250 W/m2. Facendo dei conti a braccio sappiamo che 1 lumen = 1/683 W.

Ora i led COB della Cree (vedi qui) hanno un flusso luminoso di 12000 (in media) lm. Quindi sono circa 17.6 W l'uno.

Se vogliamo illuminare una superficie diciamo di 100x50 cm2 (0.5 m2) abbiamo bisogno di 125 W quindi circa (125/17.6)

7 led COB.

Questo in attesa dei dati che ha Paolo che ha fatto con me le ore piccole a saperlo chattavamo.

Pero' ho trovato che nel sito dell'ENEA, che dovrebbe essere affidabile,

si legge che in media in Italia possiamo considerare che la potenza del sole e' pari a 180 W/m2 (al sud di piu' al nord di meno). Questo considerando i raggi diretti e perpendicolari e soprattutto tutte le lunghezze d'onda dello spettro solare non solo quelle visibili. E questa e' sempre l'energia totale del sole.

Facendo i conti come sopra, nel PAR ne dobbiamo considerare il 50% e quindi diciamo 100 W/m2 e cosi' scendiamo ad un

PPFD di 440 umol/s/m2 e cmq sulla solita area di 0.5 m2 ci bastano 50 W e quindi 3 led sono piu' che sufficienti.

Questo valore e' vicino a quello di che ha citato Paolo nel suo post notturno.

Chi ha ragione?

Un'altra considerazione e' sull'area che si puo' illuminare. Non ho capito se i led COB possono essere muniti di lente o meno. Dai data sheet si vede che l'angolo di illuminazione e' di 115 gradi, facciamo 120 per praticita'.

Con questo angolo per illuminare una superficie circolare di 50 cm di diametro i led devono stare a 28 cm ( nel caso di 40 cm h=23). Sono altezze molto basse per i nostri scopi. Pe cui si deve usare qualche lente o riflettore. Forse bastano anche le pareti riflettenti.

Anche stavolta provo a fare un po' di conti.

Peppe

[grispa72 1,198]

Buongiorno a tutti!

 

A saperlo chattavamo si...

Anyway, andiamo al sodo, sono tutto sudore e numeri stamattina!

 

 

Calcolo del PPFD di una sorgente luminosa con COB Led

 

Premetto che in rete le informazioni ci sono, ma organizzate male, molto male! Molte volte le stesse grandezze fisiche sono chiamate con nomi diversi, le unità di misura non sono quelle ufficiali del SI (MKS) ecc.

 

Definisco

• W_TE: la potenza totale emessa dal Led;
• PAR_w: la potenza efficace, cioè quella trasformata in fotoni;
• r_e: rendimento esterno (perdite dovute a: riflettore, lenti, pareti); lo fisso a 0.9;

 

Di cosa abbiamo bisogno.

• dati led: tensione di alimentazione, corrente di alimentazione, lumen, lumen/watt, apertura angolare del cono di luce emesso; queste informazioni sono reperibili dal datasheet del led; qui i dati del Vero 29, quello che ho intenzione di utilizzare io;
• due costanti; il LER (Luminous Efficiency of Radiation) che si aggira intorno ai 320 lm/W, che è necessario per il calcolo dell'efficienza del led (ovvero quanta potenza viene trasformata in fotoni); il QER (Quantum Efficiency of Radiation) valore stabilito a 4,65 µmol/J, necessario per convertire la potenza efficace (quella luminosa) in fotoni per secondo ovvero per il calcolo del PPF; non ho trovato la dimostrazione (o almeno una spiegazione di come si deducono) per queste due costanti; le prendo per buone;
• parametri spaziali; con tale termine intendo non parametri ganzi, ma misure della superficie da illuminare, altezza ottimale del modulo dalla sommità della pianta, geometria dell'irradiazione in base alla presenza delle lenti;

 

Esempio numerico

 

Configurazione:

1. 6 COB Led Vero 29 V_f = 36 V - I_f = 2100 mA - 3500 K - CRI = 80
2. Alimentazione @ 1050 mA - 36,4 V
3. Lunghezza superficie da illuminare 150 cm

 

Calcolo della potenza totale emessa

W_TE = numero led x tensione di alimentazione x corrente di alimentazione

W_TE = 6x36,4x1,05 = 230 W

 

Calcolo dei PARw

PAR_w = efficienza luminosa x W_TE x r_e

Efficienza luminosa = Efficacia luminosa/LER. L'efficacia luminosa si deduce dal datasheet. Per il Vero 29 a 25°C il valore risulta 153 lm/W. Quindi:

PAR_w = (153/320)x230 x 0,9 = 100 W circa

 

Calcolo PPF

PPF = PAR_W x QER

PPF = 100x4,65 = 465 µmol/s

 

Calcolo PPFD

Per il calcolo della superficie investita dai fotoni ipotizzo

• una lente con apertura di 90°;
• il posizionamento ad un'altezza di 40 cm del modulo dalla sommità della pianta (che è la media di ciò che ho visto su vari forum e siti commerciali)
• lunghezza del LNAB la mia, 150 cm

Con questi dati il diametro del cono di luce a 40 cm è facilmente calcolabile da deduzioni goniometriche. Per la superficie A si ha:

A = (0,4x1,4142)x1,5 = 0,85 m² circa (1,4142 è il valore della radice quadrata di 2)

Ora:

PPFD = PPF / A = 465/0,85 = 395,25 µmol/s·m²

 

Valore che conferma quello da te (Peppe) calcolato e quello che ho trovato io in rete.

 

Mi sa' che qui siamo troppo tecnici. Ma questi passaggi sono indispensabili. Sei d'accordo?

 

Paolo