Освещение аквариума своими руками: подбор ламп

Освещение аквариума своими руками: подбор ламп

Очень подробная статья о создании светодиодного светильника для нано -рифа.
Свет в рифовом аквариуме - один из наиболее важных аспектов его благополучия и успешного содержания. Не только потому, что напрямую влияет на жизнь и рост кораллов, но и благодаря тому, какое влияние оказывает используемое освещение на внешний вид декоративного аквариума и его восприятие.
Столкнувшись с проблемой выбора правильного света для своего нано-рифа, я обнаружил что просто "взять и купить" хороший светильник не так-то просто. Мало того что это не всегда возможно, так еще и требует знаний, которыми обычный любитель просто не обладает. Простая, казалось бы, задача лично для меня превратилась в поиск святого грааля. Или, серебряной пули, если угодно
Не претендуя на авторитетность и полноту изложения, я хотел бы поделиться сделанными на этом пути открытиями и тем, к чему они привели - самодельному LED-светильнику для моего нано. Человеческим языком, без химических формул и математических выкладок
Чтобы не спорить о терминах, уточню. Под "нано-рифом" в этом материале подразумевается небольшой аквариум до 60 литров и высотой не более 30-40см, основными гидробионтами в котором являются кораллы. В моем случае, это Aquael NanoReef 30 с габаритами 29х29х35см.

Почему LED?


Нано-риф - это небольшой, но требовательный к освещению аквариум. Кораллам нужно гораздо больше света, чем рыбкам или креветкам.

И выглядят они (кораллы) лучше всего под достаточно специфичным, сине-фиолетовым, светом.
Все это (габариты, мощность и спектр) накладывает существенные ограничения на выбор оптимального источника света для нано-рифа.
Традиционные для морских аквариумов МГ-лампы в нано-формате особо не выпускаются. А "обычные" фонари с мощностью от 150 Вт. в таких объемах неприменимы.
В меньшей мере, но то же самое можно сказать и о морских люминесцентных Т5/Т8 лампах. Если для аквариумов длинной от 60см еще можно найти что-то интересное, то для моих 30см актиничных ламп у нас совсем нет. Jebo Coral Blue Light настолько плохи, что даже и рассматривать их не стоит.
Фирменные же "компакты" Aquael DecoLight Marine, хотя и созданы специально для нано, тоже имеют ряд недостатков. Во первых, для требовательных к свету кораллов они несколько слабоваты. Даже на 30л надо ставить не менее двух светильников (4 лампы, каждая - с отдельным кабелем и выключателем), если не больше. Во вторых, заводской комплект светомодулей (Marine + Actinic) дает совершенно белый свет, не позволяя флуоресцирующим кораллам проявить себя во всей красе. Т.е. часть штатных белых ламп хорошо бы заменить на актиничные. При этом, стоимость света от Aquael (скажем, 2-3 светильника Decolight Duo Marine и 2-4 светомодуля EcoLight Actinic) превысит стоимость более эффективного самодельного LED-светильника, вместе с контроллером.
Другими словами, нано-рифу нужен именно LED-свет потому что ничего другого просто нет При этом, диодный свет имеет существенное преимущество перед другими технологиями - возможность гибкого управления спектром и мощностью, в том числе по расписанию. А это - очень ценная возможность, особенно для новичков (выбрать удачные спектр/мощность света без опыта сложно).
Среди других преимуществ светодиодов, можно выделить их долговечность - при правильном использовании, они могут работать годами без существенного снижения эффективности. Т.е. в перспективе, LED-освещение выходит еще и дешевле любого другого, поскольку нет необходимости менять диоды как лампы, раз в год. Так же, диоды гораздо меньше греют воду под светильником - тепло отводится вверх, на радиатор. Из чисто визуальных особенностей, стоит упомянуть что точечный свет от диодов создает "зайчики" в аквариуме, подобно солнечным - в умеренных количествах, выглядит довольно мило
Что до того, можно ли вообще использовать LED-освещение в рифе... В свое время, на эту тему было сломлено немало копий, но сейчас ответ уже очевиден: и можно и нужно.

Кораллы под светодиодами.
Почему самодельный светильник?
Наиболее очевидным и емким ответом на этот вопрос будет такой: стоимость. Причем, не только стоимость собственно светильника, но и цена ошибки в случае неправильного выбора. Оборудование для морских аквариумов - довольно дорогое, морские животные - тоже. Неправильно выбрав мощность света, можно просто выбросить деньги на ветер или погубить кораллы. Неправильно выбрав спектр, можно вообще уйти из хобби, так и не раскрыв потенциал собственного аквариума!
Вот и получается, что безопаснее и разумнее всего новичку делать свет "под заказ", подгоняя характеристики светильника под потребности конкретного аквариума (именно рифового, с рыбками все проще). Это выглядит странно, но таковы реалии нашего, сравнительно неразвитого, "морского" рынка.
Проблема в том, что в этом случае на аквариумиста сваливается просто огромный объем технической информации, которую надо изучить и параметров, которые следует учесть. Ну и как сделать "правильный" светильник? Как выбрать хорошую комбинацию спектра и мощности? В случае с самодельным светом - проще всего это сделать опытным путем. На самом деле, это не так уж и сложно. Просто не стоит экономить на диодах и LED-контроллере - "избыток" возможностей позволит экспериментировать и найти "свой" свет, а не довольствоваться посредственным результатом. Выбирать конфигурацию наугад, без возможности последующего тюнинга - себе дороже. Это как покупать одежду по фотографии
Что же касается собственно бюджета на самодельный LED-свет, здесь все тоже довольно неплохо. Да, выходит далеко не бесплатно, но заметно дешевле коммерческих продуктов аналогичной мощности. В моем случае, дешевле самоделки получались только откровенно слабые решения. Например, отечественных светильников AquaLighter (любых), с учетом их мощности, понадобилось бы несколько штук (плюс внешний контроллер AquaLighter Device). Так что, выигрыш по цене у самодельного светильника очевиден даже тут.

Светильник, общий вид.

Выбор диодов.


После того, как решение о самостоятельной разработке светильника принято, первое что надо сделать - определиться с диодами, которые в нем будут использованы.
Производитель. Используемые в аквариумном хобби светодиоды - это не какие-то специальные "зоо-диоды", а обычные промышленные, разработанные для совсем других целей. Они бывают очень, очень разные и далеко не все подходят для использования в аквариумных светильниках. Без профильных знаний и опыта определить "качество" диода довольно сложно, поскольку их производители не учитывают и не указывают в ТТХ такие важные в нашем случае показатели, как например PAR или "правильный" для кораллов спектр. В такой ситуации, единственным достоверным признаком "качества" диода можно считать лишь успешный практический опыт. Как свой собственный, так и других аквариумистов. Но никак не стоимость, видимый свет диодов и другие характеристики (те же люмены и PAR - не всегда показатель).
С такой точки зрения, список подходящих для рифа диодов получается не очень длинным - куда короче того, что есть в продаже Хорошо себя зарекомендовали диоды от SemiLEDs ?, Bridgelux, Philips и некоторых других производителей. Ну и, конечно же, светодиоды от Cree ?, ставшие в нашем хобби уже чуть ли не эталоном качества. Лично я на них и остановился - серия XLamp XT-E для белых и ройялей, а так же XLamp XP-E для синих (синих XT-E просто нет).

Выбранные светодиоды Cree.
Что же касается очень привлекательных по цене китайских диодов (и светильников на их основе), то тут пока что не все так очевидно. Может они и стоят своих денег, но если вам нужен результат, а не процесс, использовать китайские диоды пока не стоит.
Спектр. Грубо говоря, спектр - это "цвет" излучаемого диодом света. Не вдаваясь в подробности, он крайне важен для роста кораллов и эстетического восприятия аквариума в целом. Оптимальным для рифового аквариума считается смещенный в сине-фиолетовую сторону спектр. Флуоресцирующие кораллы (читай - все, что влезает в нано) в таком свете выглядят особенно привлекательно. Разница, в сравнении с белым дневным светом, действительно ошеломительная.
Традиционно, в морских аквариумах использовалось сочетание холодных белых диодов (Cool white 6000-8000K, CW) и "ройялей" (Royal Blue, RB) в пропорции 1:1 или 1:2. Это наиболее бюджетное и скромное решение - рабочее, но не более того. В общем, не стоит так делать Даже простая замена нескольких RB-диодов на синие (Cool Blue, CB) позволяет заметно облагородить картинку, а отказ от холодных белых в пользу нейтральных (Neutral While 4000-6000K, NW) или теплых белых (Warm White 3000-4000K, WW) добавляет тона и объем, улучшает нефлуоресцентные красные, оранжевые и зеленые оттенки. Главное - не переборщить, чтобы не получить коричнево-желтую гамму, куда менее привлекательную.
Впрочем, с точки зрения эстетики, единственно верного сочетания диодов не существует. Все зависит от личных предпочтений и содержащихся в аквариуме животных.
Касательно же влияния на здоровье кораллов... Наиболее распространенным, на сегодняшний день, мнением является такое, что глубокий синий свет вплоть до ультрафиолетового (400-450nm) особенно благоприятно сказывается на развитии и внешности кораллов, способствуя их активному росту и яркому окрасу. Хотя, в последнее время, светильники с более широким охватом спектра (в том числе, с акцентами в красном диапазоне около 660nm) набирают все большую популярность. Сам я склоняюсь к тому, что даже нейтральных белых диодов (в случае с Cree XT-E) вполне достаточно для нормального роста кораллов, а все остальное - вопросы эстетики.
Для ясности: "синие" светодиоды не потому синие, что в их спектре много синего. Они синие, потому что в спектре меньше других оттенков.

Мы используем много синих светодиодов, чтобы "перебить" визуальную желтизну белых, а не потому что они полезнее или лучше.
Поэтому, я остановился на базовой пропорции 6RB+2CB+4NW. На мой взгляд, такая конфигурация - отличное начало. При условии грамотной компоновки диодов и использовании контроллера, она позволяет получить неплохой свет без дикого "диско-эффекта". Правда, белых диодов можно было бы взять и меньше, но тогда кластер выйдет несимметричным - а у меня на этой теме небольшой бзик.
Дополнительные цвета, такие как green/cyan (разной степени зеленые), red/deep red/orange/amber (красные и оранжевые) или deep/true/ultra violet (усиливают флуоресценцию) - по моему, это диоды на любителя. Причем, грамотного - который точно знает что ему нужно и во что это выльется (цвет кораллов, бюджет, "дискотека", тепловыделение и т.д.). В любом случае, дополнительные цвета можно добавить позже, если возникнет необходимость. По большей части, они влияют только на визуальное восприятие аквариума.
К слову, существуют уже готовые светодиодные "сборки", у которых на общей плате уже смонтированы "правильные" диоды в оптимальной (по мнению производителя) пропорции. Это существенно упрощает конфигурацию и сборку светильника, во многих случаях. Однако, выбор таких сборок на сегодняшний день весьма скромен, к сожалению. Чисто субъективно, текущий ассортимент мне совершенно не нравится, так что дальше речь пойдет о работе с диодами на индивидуальных подложках.
Количество. Большинство подходящих для нано-рифа кораллов питаются "светом", за счет симбиотических водорослей - зооксантелл. Сами водоросли живут благодаря фотосинтезу, а кораллы получают то, что производят водоросли. Поэтому, в рифовом аквариуме света должно быть довольно много. "Количество" пригодного для фотосинтеза света можно измерить, для этого даже придумали показатель - PAR (Photosynthetically active radiation). И определили приемлемые значения PAR для кораллов: от 100 для мягких, не меньше 200 для LPS и вплоть до 700 - для особо требовательных SPS. Только вот на любительском уровне, пользы от этого мало - измерять PAR обычно нечем
Все что остается нам, обычным аквариумистам - подбирать требуемое количество и тип диодов экспериментально. И, насколько я знаю, универсальных формул подсчета на глазок, вроде "ватт на литр", пока что нет. Именно по этому, собирая светильник впервые, я рекомендую брать за основу только проверенные временем конфигурации - так сложнее выстрелить себе в ногу.
Поскольку на выбор диодов влияет слишком много самых разнообразных факторов, давать какие-то конкретные рекомендации на этот счет сложно.

Однако, вот ориентировочный алгоритм, которым можно воспользоваться для выбора требуемого количества светодиодов.
Но почему бы просто не высчитать требуемое количество диодов основываясь на их характеристиках? К сожалению, это не всегда возможно на любительском уровне. Собственно, как считать? Поскольку светодиоды "стимулируют" фотосинтез лучше традиционных ламп, их нельзя выбрать по количеству люменов, напрямую сравнивая с проверенными ЛЛ- или МГ-лампами. Да и вообще, люменами ведь изменяют только видимый свет, так что "полезность" одинаковых по люменам, но разных по спектру диодов отличается. А PAR своих диодов производители обычно не указывают. Смешно сказать, но даже известный показатель PAR диода не всегда говорит о требуемом их количестве. Хотя бы потому, что обычно PAR считается для видимого спектра целиком и может "зашкаливать" из-за пиков в "бесполезных" для зооксантелл участках. И это - только вершина айсберга.

Компоновка диодного массива.


Выбрать правильные светодиоды - еще не все. От схемы и способа их монтажа на радиатор зависит как "качество" света, так и работоспособность светильника в целом.
Матричный монтаж диодов.

Самый очевидный и простой способ монтажа диодов - равномерно, по всей поверхности радиатора.
Безусловным преимуществом такого подхода будет равномерная засветка площади аквариума и эффективность отвода тепла от диодов. При условии использования радиатора достаточной площади, можно обойтись без активного охлаждения (вентиляторы). Однако, не стоит при этом размещать диоды разных цветов рядами - это неизбежно приведет к "диско-эффекту", т.е пляске цветных теней по песку и камням внутри аквариума. Довольно сомнительное удовольствие.
В общем случае, чем дальше диоды разных цветов расположены друг от друга, тем больше будет заметен "диско-эффект". Это происходит из-за того, что диоды - это направленные точечные излучатели и светят "столбами" света. Если разные диоды расположены далеко друг от друга, их свет слабо пересекается и плохо "смешивается". И за счет волн на поверхности воды, превращается в "светомузыку".

Выходит что-то вроде этого, только в меньшем масштабе.
Использование вторичной концентрирующей оптики и сильное волнение воды в аквариуме усиливают этот эффект. Рассеиватели, матовое защитное стекло и высокий подвес - напротив, уменьшают.
На мой взгляд, компоновка диодного массива матричным способом - уже анахронизм, не стоит так делать.
Монтаж диодов кластерами. Для минимизации диско-эффекта, вместо равномерного размещения диодов по всей поверхности радиатора, можно монтировать диоды многоцветными группами - кластерами. Такой кластер дает как бы большой, сравнительно однородный, "столб" света нужного спектра.

И затем, по поверхности радиатора распределяются уже кластеры, а не отдельные диоды.
К недостаткам кластерного монтажа можно отнести, в первую очередь, менее эффективный отвод тепла от диодов - без вентиляторов не обойтись. Зато, сам по себе радиатор можно выбрать поменьше (за счет активного охлаждения).
Для моего кубика со стороной в 30 см., хватило одного центрального кластера.
Соединение диодов.

Обычно, диоды соединяются последовательно, такой вот гирляндой.
Обращайте внимание на полярность диодов, плюс всегда соединяется с минусом.
При необходимости, диоды можно подключить и параллельно, но при этом ток на каждом из диодов уменьшится пропорционально их количеству. Если вам это ничего не говорит - просто никогда так не делайте.
Распределение диодов в массиве. Для того, чтобы получить наиболее однородный свет от массива, необходимо расположить диоды в нем предельно равномерно. В идеале - в шахматном порядке (насколько это возможно). Следует избегать группирования диодов - т.е. рядом с любым диодом не должно быть такого же по цвету.

Моя схема размещения диодов в кластере. Камни у меня стоят в глубине аквариума, так что сам светильник сдвинут к задней стенке.
Технически, схема не идеальна - в ней присутствуют группы по два одинаковых диода. Это потому, что для пропорции 6RB+2CB+4NW в любом другом варианте их было бы не меньше трех. И белых диодов реально много для моих 30 литров - можно было бы оставить только два. Зато такая схема симметрична - приглушив белые контроллером, я получаю визуально одинаковую засветку всего аквариума.
К тому же, именно в такой конфигурации диоды очень удобно соединять - по большей части, прямые и короткие жилы без пересечений. Для вытянутого аквариума, можно разделить кластер вертикально на две части и немного их раздвинуть.

В качестве проводников использованы жилы обычной витой пары - это тот кабель, которым компьютеры соединяются в сеть и подключаются к интернету (UTP cat5).
Взять такой кабель можно у сисадмина по месту работы или в Эпицентре. В нем восемь изолированных жил. Если использовать одноцветные жилы для плюса и двухцветные для минуса, одним таким кабелем можно подключить до 4 LED-каналов. Или три канала и вентилятор. А в качестве соединений, можно использовать стандартные RJ-45 коннекторы.

Если инструмента для "обжимки" кабеля в коннекторы нет (а сисадмин - ленивый), можно купить готовые патч-корды и просто обрезать с нужной стороны.
Крепление диодов. Непосредственно на радиатор, диоды крепятся винтами (можно с использованием "компьютерной" термопасты), либо на термоскотч. Последнее - значительно проще и удобнее. Чем лучше диоды соприкасаются с радиатором, тем лучше от них отводится тепло в процессе эксплуатации. Это важно, поскольку от перегрева светодиоды теряют эффективность и даже выходят из строя. А один сгоревший диод в цепочке может стать причиной отказа всей гирлянды. У общем случае, если радиатор светильника нагревается до неприятных на ощупь температур - лучше добавить вентилятор или несколько.

Термоскотч похож на пластырь. И работает приблизительно так же.
Вторичная оптика. В случае, если планируется подвесить светильник высоко над водой (от 20 см.) или глубина аквариума - больше 35-40см, поверх диодов желательно установить фокусирующую оптику. Благодаря этому, луч диода станет уже, но сильнее и будет глубже проникать в воду. Для средних высот подойдет оптика на 60-80 градусов, для больших (больше метра от дна до светильника) - понадобится вторичная оптика на 40 или даже 20 градусов. Скорее всего, вам потребуется больше диодов при использовании вторичной оптики - ведь площадь освещения уменьшается.
Лично я оптику не использовал.
Высота размещения. Поскольку диоды все же излучают свет не совсем "столбами", а скорее конусами, от высоты их размещения зависит освещаемая ими площадь. Чем выше расположены диоды - тем больше площади они охватывают и тем лучше смешивается свет отдельных диодов между собой. Однако, чем больше расстояние, тем хуже свет диодов пробивает воду - это надо учитывать.
По ТТХ, диоды Cree XT-E светят на 115-140 градусов. Но не равномерно, чем больше отклонение от центральной вертикали - тем слабее луч. Разрабатывая свой светильник, я исходил из предположения, что действительно ярко диоды без оптики будут светить не более чем на 60 градусов, а остальное - так, для видимости. Таким образом получалось, что оптимальная высота для подвеса моего светильника - это где-то 10-20см от поверхности воды.
В результате, остановился на подвесе в 10см над уровнем моря.

В случае с одним центральным кластером, получается сравнительно неплохая засветка в центре и небольшие провалы по бокам.
Не идеальное, но вполне приемлемое (для моего хардскейпа) решение - иначе пришлось бы увеличить число диодов. А бюджет - не резиновый.
LED-контроллеры и драйверы.
Вообще, аквариумным контроллером (или компьютером) можно назвать любое устройство, которое управляет оборудованием аквариума - не только светом. Но тут, под "контроллером" я подразумеваю именно устройство для управления режимами работы светильника. Такие штуки умеют включать-выключать диоды по расписанию, управлять их яркостью (диммировать). Большинство моделей позволяют организовать циклы плавного рассвета-заказа, а некоторые - так же позволяют развлекать гостей разнообразными эффектами, вроде имитации молний и лунного света с точностью до текущей фазы луны.
В отличии от драйверов, использование контроллера не является обязательным. По сути, диодный светильник может работать как лампочка. Включил - светит, выключил - не светит. Если точно известно, что мощность светильника будет адекватной, а спектр света удовлетворительным, можно обойтись и без контроллера. Однако, чаще приходится "угадывать", т.е. подбирать параметры уже в процессе эксплуатации.
Чем грозит отсутствие контроллера? В самом плохом случае - из-за чрезмерно сильного света от диодов, работающих на 100% мощности, некоторые кораллы могут не выпускать полипы, обесцветиться или даже погибнуть (в первую очередь, это касается новых поселенцев). Невозможность отрегулировать мощность всего света или отдельных цепочек диодов может привести к переделке всего светильника целиком (если соотношение диодов выбрано совсем плохо).
Можно ли собрать самодельный светильник без контроллера (чтоб как-бы подешевле), а потом его докупить? Наверное. Но я не рекомендую так делать - овчинка выделки не стоит, самый простой контроллер очень доступен.
Драйверы. Точно так же, как люминесцентным лампам для работы нужны ЭПРА, светодиодам нужны драйверы (хотя, это не одно и то же). Драйвер - это "стабилизатор" тока для светодиодов. Не вдаваясь в подробности, можно утверждать что сверхяркие светодиоды (наш случай) без драйверов использовать нельзя - перегреются и сгорят.
Драйверы бывают разные, но аквариумисту достаточно понимать лишь то, что не все из них позволяют управлять яркостью диодов. Самые простые, такие как Mean Well LPC-35 или APC-35, работают как простой блок питания - включил в розетку с одной стороны, припаял диоды с другой - и все.
Драйверы, которые умеют управлять яркостью подключенных к ним светодиодов называются диммируемыми (от англ. dim - затемнять, приглушать). Такие драйверы, в свою очередь, можно условно разделить на "аналоговые" (вроде Mean Well ELN-60) и "цифровые" (Mean Well LDD-H). В первых, яркость диодов управляется потенциометром - "ручкой", которая за счет резистора меняет характеристики подаваемого на диоды питания. А у вторых - за счет процесса, который называется Широтно-импульсная модуляция (ШИМ), заставляющего диоды как бы мигать на очень высокой частоте. Такие драйверы не получится включить прямо в розетку, им требуется дополнительный блок питания.
В контексте светильника для нано-рифа, использовать недиммируемые, как и диммируемые через резистор драйверы смысла нет. Они не требуют контроллера и, соответственно, немного проще в подключении. Однако, очень доступный и более функциональный контроллер от Виталия Луценко, работающий на основе недорогих ШИМ-драйверов, сводит преимущества более примитивных решений на нет.
Другим важным параметром любого драйвера является выдаваемый им ток (указывается в миллиамперах - mA). Чем выше ток - тем ярче светят диоды (зависимость нелинейная) и тем меньше срок их службы. Поэтому, нельзя чтобы выдаваемый драйвером ток превышал возможный максимум для диода (указывается в документации). Замечено, что для диодов Cree XT-E (выдерживают 1500mA) ограничение тока на уровне 700mA не приводит к заметному понижению их яркости, зато существенно продлевает им жизнь. По этому, я использовал драйверы LDD-700, а не более мощные.
При работе с драйверами следует помнить, что подавать на них питание без нагрузки (т.е. подключенных диодов) нельзя. Так что, выключатель светильника следует врезать перед драйвером, а не после. Отключать отдельные цепочки диодов следует установкой их в 0% на контроллере, а не простым разрывом цепи.
Выбор драйверов. Сколько и каких драйверов потребуется для вашего светильника? Зависит от используемых диодов. Потребляемое напряжение одного диода, умноженное на их количество в отдельной цепочке, должно быть меньшим чем выходное напряжение драйвера, который питает эту цепочку.
Допустим, мы хотим использовать контроллер и, соответственно, ШИМ-драйверы вроде Mean Well LDD-H700. Судя по документации, такой драйвер может выдать от 2 до 52 вольт (output voltage range). Дальше, смотрим характеристики используемых диодов Cree XT-E - максимальное потребляемое напряжение (forward voltage) - 3.4 вольта. Соответственно, драйвер с выходным напряжением 52 вольта мог бы запитать 52/3.4 = 15 диодов в цепочке (округляем в меньшую сторону, разумеется). В случае с конкретно драйверами Mean Well LDD-H700, есть один нюанс. В соответствии с документацией (сноска №4 к таблице параметров), у этих драйверов выходное напряжение будет всегда на 3 вольта ниже входного, т.е. на самом деле, нужно считать так: 49/3.4 = 14 диодов. Это максимум для данного драйвера, при условии что у вас есть блок питания соответствующей мощности.
Блок питания. Если драйвер не может работать напрямую от сети (как все драйверы Mean Well серии LDD), ему требуется блок питания, который выдает приемлемое для этого драйвера входное напряжение (input voltage range, указывается в документации). И разумеется, этого напряжения должно хватить диодам, которые подключены к драйверу.
Допустим, нам нужно запитать 6 диодов Cree XT-E. Каждый из них потребляет 3.4 вольта - это означает, что нам нужен блок питания с выходным напряжением минимум 6 x 3.4 = 21 вольт (округляем в большую сторону, разумеется). Одним из блоков питания, которые соответствуют таким требованиям, является Mean Well NES-50-24 - он выдает 24 вольта. Это значительно больше, чем, скажем, у блока питания от мобильного телефона или компьютерного БП (без основательной переделки) - так что сэкономить на этом не получится.
Блок питания может быть мощнее, чем нужно для диодов (для драйверов LDD-H700 - до 56 вольт включительно), это не страшно.
Так же, один блок питания может питать более одного драйвера. В этом случае, мощность блока питания должна выбираться по потреблению наиболее мощного драйвера (и, соответственно, цепочки диодов).
4-канальный LED-контроллер Виталия Луценко.
Для своего светильника, я выбрал 4-канальный контроллер от Pastuh1234 . Это очень доступная модель LED-контроллера с базовым функционалом, идеально подходящая для небольших аквариумов и начинающих рифоводов.
Следует понимать, что ключевой особенностью данной модели является ее крайне невысокая стоимость. А все прочие характеристики этого контроллера - так или иначе с этим связаны. В нем нет bluetooth и wi-fi, он не умеет строить красивые графики результирующего спектра, а возможности по программированию ограничены заданием мощности каналов по расписанию. У контроллера отсутствует даже корпус и нет коммерческого названия.
Зато, он имеет стоимость как у фрага и позволяет подключить до четырех независимых диодных цепочек с индивидуальным расписанием яркости свечения от 0 до 100%, с шагом в 1%. При этом, благодаря заложенной в контроллер логике, яркость диодов растет линейно, а не как при простом повышении тока. С обычным потенциометром такую точность и управляемость получить очень непросто.
Контроллер изготавливается промышленным способом, это не самоделка. Параметры каналов, расписание и текущее время хранятся в энерго-независимой памяти, все настройки - очевидны, освоить управление может каждый.

В отличии от некоторых других контроллеров, в этой модели драйверы устанавливаются прямо на плату (паяльником). Это можно сделать как при покупке контроллера (предпродажный монтаж производится по запросу, бесплатно), либо позже. Поддерживаются ШИМ-драйверы Mean Well LDD-H500, LDD-H700, LDD-H1000 и LDD-L700.
Питание контроллера и каждый из LED-каналов подключается на собственную пару контактов зажимами - паять не надо. Дополнительно, к контроллеру могут быть подключены датчик температуры и кулер (с отдельным блоком питания). Правда, я в этом особого смысла не вижу, так что не пользовался этой возможностью.
Распределение диодов по каналам. Технически, распределять диоды по каналам (т.е. разным драйверам) имеет смысл только в том случае, если мощности одного драйвера на все диоды не хватает. Либо, когда в светильнике используются диоды с разными характеристиками - на разных драйверах. Например, если часть диодов рассчитана на 350mA, их нельзя включать в цепочку с теми, которые работают на 1000mA.
Однако, чаще всего диоды распределяют по каналам для того, чтобы иметь возможность более гибко управлять видимым спектром света. Если вынести диоды разных цветов на разные каналы, экспериментируя с мощностью этих каналов, легко добиться наиболее эффектного вида ваших кораллов.
Наиболее очевидным является разделение диодов основных цветов - синих и белых оттенков, а так же красных и зеленых. В случае недостатка каналов, можно объединять в один канал похожие цвета (красный и оранжевый) или дополнительные с основными (UV-диод в цепочке из СB). Мешать совершенно разные по цвету диоды в одной цепочке смысла нет - теряется гибкость раздельного управления.
В моем светильнике, RB-, CB-, и NW-диоды вынесены на отдельные каналы, а один остался свободным - может быть, пригодится в будущем.
В результате экспериментов с каналами, может оказаться, что наиболее эффективный режим (максимум света для роста кораллов) и наиболее эффектный (максимум флуоресценции кораллов) не пересекаются. Ничего страшного в этом нет. Настройте расписание работы светильника таким образом, чтобы в течении дня (пока все на работе) он работал на максимально допустимой (для кораллов) яркости, а вечером переключался в наиболее приятный для визуального восприятия режим.
Организация заката-рассвета. Контроллер позволяет реализовать циклы рассвета и заката (т.е постепенное изменение яркости диодов) над вашим рифом.
Для каждого из каналов, можно задать до 16 шагов изменения яркости по времени. При этом, изменение яркости происходит постепенно, от одного значения к другому. Например, если указать такой график: "8:00 - 0%, 10:00 - 100%, 19:00 - 100%, 21:00 - 0%", то яркость диодов на канале будет постепенно расти с нуля до 100% в течении двух часов - с восьми до десяти утра. А потом - так же постепенно понижаться с семи до девяти вечера. В настройках указывается только время суток, организовать разное расписание на основе дней недели нельзя. Продолжительность периодов рассвета-заката выбирается на свое усмотрение, никаких правил для этого нет (суммарно, 1-2 часа при 12-часовом световом дне - вполне сойдет).
Для чего вообще нужны рассветы и закаты в аквариуме? Ну, это просто красиво Резкое включение света (особенно сильного) может испугать рыбу, а то и самого аквариумиста (если ваш риф стоит рядом с кроватью). Имеет ли это значение для кораллов? Лично я убежден, что нет. Кораллы - очень примитивные существа, а их симбиотические водоросли - еще примитивнее. На любой свет они реагируют одинаково - фотосинтезом, пропорционально силе света.
Ночная подсветка. Некоторые аквариумисты полагают, что наличие ночной подсветки благоприятно сказывается на жизни рифа. Якобы, в темное время суток, лунный свет активизирует планктон, стимулирует половое размножение некоторых организмов (кораллов, в том числе) и т.д. Вполне может быть. Но на какие конкретно процессы и насколько существенно влияет диодная подсветка, какой силы она должна быть и нужна ли она вообще в аквариуме - не совсем понятно. Так что, верить в "лунную" подсветку или нет - личное дело каждого На мой взгляд - это скорее декоративный элемент, с минимальным эффектом на что либо в самом рифе. В конце концов, синие диоды не имеют ничего общего настоящим лунным светом.
И тем не менее, на данном контроллере сделать подсветку не составляет никакого труда. Для того, чтобы сделать "луну", достаточно установить для любых синих диодов 1-2% яркости в ночное время - будет еле-еле светить. Использовать дополнительный канал под "ночные" диоды нет необходимости.

Сборка светильника.


Ну вот, когда общее понимание предметной области более-менее достигнуто, остается самое простое - купить все необходимое и собрать светильник. На этом этапе, все зависит только от прямых рук и сноровки.

Схема сборки нашего светильника.
Радиатор. В основе светильника лежит алюминиевый профиль, он же радиатор для отвода тепла от светодиодов. При условии использования активного охлаждения, его размер и форма могут быть практически произвольными (процессорные радиаторы вон какие маленькие - и ничего). На корпус радиатора крепятся диоды и все остальное. Для своего светильника, я использовал профиль 26х72мм с высотой основания 6мм. Длину профиля выбирал таким образом, чтобы было удобно крепить светильник на подвесы.

Первое что надо сделать - сразу просверлить в радиаторе все необходимые отверстия.
Диаметр отверстий не указываю, поскольку они зависят от используемых шурупов - выбирайте под свои. Да и вообще, все расстояния приведены для примера - у вас, скорее всего, будут другие. Но само количество "дырок" - наверняка будет аналогичным или похожим.
Отдельно стоит упомянуть отверстия для крепления карабинов. Поскольку я планировал цеплять карабины к внутренним ребрам радиатора, приходится сверлить еще и внешние, чтобы добраться до них.

А вообще, без этого можно и обойтись, если крепить подвесы к торцам.
Монтаж диодов. После завершения работ с профилем (но никак не раньше), можно переходить к монтажу диодов на него.

Я крепил диоды без шурупов, просто на термоскотч, обрезая его до размеров диодных звезд.
Крепить диоды на саморезы кому-то может показаться более надежным способом. Но он и гораздо более трудоемкий - брусок цельного алюминия не такой мягкий, как кажется Если все же хочется - не забудьте заранее просверлить все необходимые отверстия под шурупы.
В качестве проводников, я для всех соединений использовал жилы обычной витой пары. Поскольку у меня задействовано всего три канала, одна пара жил (из восьми) осталась в резерве.
С самого начала я хотел, чтобы кабель к светильнику был съемный, присоединяемый через какой-то коннектор. Хотя бы для того, чтобы не оборвать диоды весом самого кабеля в процессе эксплуатации. В принципе, для такой задачи подходит любой многожильный компьютерный коннектор (molex, com-порт и т.д.) или другой специализированный разъем. Но в моем случае, стандартный для витой пары коннектор RJ-45 - а точнее переходник "мама/мама" - был вне конкуренции Сам переходник можно купить в Эпицентре или бытовых ларьках, а закрепить на радиаторе - хорошим клеем.

Получается такая вот смешная конструкция.

Теперь можно установить на радиатор защитный кожух. Светильник не обязан быть прямо герметичным, но прикрыть оголенные провода от соленых брызг нужно в любом случае.
Декоративные элементы. Чтобы придать светильнику законченный и, более-менее, эстетический вид, весь этот срам можно прикрыть с боков декоративными панелями на свой вкус.

В моем случае, это алюминиевый был порог-стык из Эпицентра (типа такого).
Торцы светильника можно было бы оставить и открытыми, но в этом случае он будет освещать половину комнаты, в которой находится Простейшее решение на мой взгляд - закрыть торцы вырезанными под форму светильника кусками из подручного пластика (посадить на клей).

В конце концов, должно получиться что-то такое.
К сожалению, в моем исполнении светильник вышел несколько грубоват - не хватило практики. Но, в принципе, выглядит похоже.
Кулер. При центральном размещении 12 светодиодов Cree, пассивного охлаждения от радиатора уже недостаточно - нужно ставить кулер (вентилятор). Его устанавливают на вдув, т.е. чтобы поток воздуха от лопастей шел на радиатор, а не наоборот.

Из недорогих, подойдет практически любой компьютерный, свой я выбирал только по удобным габаритам.
В качестве источника питания для вентилятора, использовал старую "зарядку" от мобильника. Вообще-то, она выдает меньше чем положено (10В вместо 12), так что кулер работает на пониженных оборотах - т.е. совершенно бесшумно.
Из-за особенностей конструкции моего светильника и размера кулера, он ездит меж боковых панелей как на рельсах, так что я его даже ничем не крепил - неплохо держится и так. Хотя, его можно приклеить термостойким клеем к радиатору или закрепить шурупами.
Вентилятор включен отдельно от светильника и работает 24/7. Даже после дня работы, радиатор совершенно холодный на ощупь.
Смета. Вот примерный список того, что необходимо для сборки светильника, похожего на мой:
• Светодиоды Cree XT-E Neutral White - 4шт
• Светодиоды Cree XT-E Royal Blue - 6шт
• Светодиоды Cree XP-E Blue - 2шт
• Профиль алюминиевый 72х26х35мм - 1 шт (размер индивидуален)
• Термоскотч 3М, 12шт
• Для светильника без контроллера:
o Драйверы APC-16-700 - 3шт
o Вилка в розетку 220 - 3шт
o Выключатель проходной "для бра" - 3шт
• Для светильника с контроллером:
o Блок питания Mean Well NES-50-24 - 1шт
o Драйверы MeanWell LDD 700 - 3шт
o Контроллер 4-канальный - 1шт
o Коробка изоляционная под блок питания - 1шт
o Вилка в розетку 220 - 1шт
o Выключатель проходной "для бра" - 1шт
• Кулер DeepCool XFAN 70 - 1шт
• Блок питания для кулера на 12В/120mA - 1шт (я взял от старого мобильного, на 10В/700mA)
• Профиль декоративный на боковины - 2шт (размер индивидуален, свой брал в Эпицентре)
• Шурупы, саморезы по алюминию - сколько нужно
• Переходник RJ-45 мама-мама - 1шт
• Лист прозрачного полистирола - 1шт (мелкогабаритные листы TOMO Desing есть в Эпицентре)
• Витая пара - 1-2м
• Силовой кабель 2х0.75 - 2-3м
• Клей Момент или суперклей - 1шт

Компоненты.

Стойка для светильника.


Светодиодный массив на радиаторе можно встроить в крышку (если она есть), установить на ножках на кромки аквариума или подвесить над ним. С крышкой - все понятно, если она есть и устраивает всем, кроме ламп, просто заменяем начинку на радиатор с диодами. Сам процесс сильно зависит от модели аквариума и выходит за рамки этого материала.
Но что выбрать, если крышки нет - светильник на ножках или на подвесе? То, что больше нравится. Лично я остановится на подвесе. Да, отдельная стойка дороже простых ножек, зато дает возможность поиграться с высотой размещения светильника (хотя, оптимальную высоту ножек тоже можно подобрать). И главное - подвес удобнее когда приходится совать руки в аквариум, меньше мешает
Стойка.

Пожалуй, наиболее популярными "моделями" аквариумных стоек можно считать такие (вместе с их вариациями).
Тумба, на которой установлен мой аквариум, позволяет закрепить стойку только на торцах боковых стенок, так что в моем случае два средних варианта отпали сразу, а последний мне просто не нравится (да и дороже). В общем, я остановился на первом (рога). В качестве материала использовал обычный стальной рейлинг 10мм. в диаметре.

По сути, рейлинг - это обычная труба, применяемая в качестве перекладины для организации кухонной утвари.
Рейлинги бывают как круглые, так и квадратные, с разной отделкой - выбирайте себе по вкусу. Матовые выглядят более эффектно, но обычно дороже "глянцевых". Для подвеса более крупных светильников можно использовать трубы и соединения торговых систем JOKER, PRIMO и т.д. - они крупнее (25мм.).
Все это можно найти в отделах кухонной и мебельной фурнитуры. Только имейте ввиду, что стальной рейлинг в домашних условиях может быть довольно трудно распилить - просите продавцов порезать его на нужные куски при продаже.

Модель моей стойки для LED-светильника в "разобранном" виде.

Используемая мной тумба Природа 60х30 см. позволяет осуществить монтаж стойки только на торцы - это определило и тип стойки и длину радиатора.
Такелаж. Проще всего было бы купить готовый набор подвесов для аквариумного светильника, вроде Aqua Medic aquafit. В такой набор обычно входят собственно трос, крепления на светильник, крепления на потолок и зажим для регулировки высоты подвеса. Это удобно и красиво, но дороговато. В качестве альтернативы, можно собрать похожую систему самостоятельно.
Самый простой подвес состоит только из самого троса (1-2мм в диаметре) и заклепок для него. В этом случае, на обоих концах троса делаются петли и зажимаются заклепками (у себя я дополнительно прикрыл заклепки обычной термоусадочной трубкой). Верхняя петля цепляется прямо на рейлинг, а нижняя - в заранее просверленное отверстие в боковине радиатора. Для большего удобства, можно дополнить систему крючками/кольцами и/или карабинами.

Купить все это можно в Эпицентре и других магазинах строй-материалов.
Основная сложность при изготовлении подвесов - сделать так, чтобы и длинна тросиков и диаметр петли были у всех одинаковыми, с первого раза может не получиться.

К тому же, аккуратно, без заусениц, разрезать даже такой тонкий (но стальной) трос сравнительно трудно.
Так что не экономьте на тросе - он недорогой, возьмите на пару метров больше чем надо - пригодится Вообще, повесить светильник строго горизонтально - не так-то просто Для этого и штанги стойки должны быть закреплены по уровню и крепежные отверстия просверлены одинаково и весь такелаж вкручен с точностью до миллиметра.

Чтобы сделать длину троса регулируемой, в него можно врезать маленькую растяжку (талреп) или специальный зажим (cable gripper).
Растяжки есть в Эпицентре (но начинаются от 7см в длину), а зажимы - в магазинах, торгующих подвесными потолками, выставочным оборудованием и мебельной фурнитурой. К сожалению, большинство из них рассчитано на сравнительно толстый трос, 1.5-3мм в диаметре (с ним сложнее работать, да и вид немного не тот).
Я никакие зажимы не использовал вообще, поскольку на таком коротком тросе как у меня (20 см.), они бы привлекали слишком много внимания. А регулировать высоту подвеса можно и приподняв стойку в креплениях.
Смета. Компоненты, из которых можно собрать "рогатую" стойку, как у меня:
• Рейлинг-штанга длинная - 2 шт.;
• Рейлинг-штанга короткая - 2 шт.;
• Рейлинг-уголок - 2 шт.;
• Рейлинг-заглушки - 2 шт.;
• Рейлинг-крепления - 4 шт.;
• Трос - 2-3 м.;
• Зажимы для троса - 8-10 шт.;
• Термоусадочная трубка - 0,5 м.;
• Карабин "для ключей" - 4 шт.
Заключение.
В результате всего вышеизложенного, у меня получился неплохой светильник, которым я очень доволен. После двух месяцев эксплуатации, могу с уверенностью сказать что не ошибся ни в выборе количества и комбинации диодов, ни в решении взять контроллер от Луценко. Все работает как задумано и работает на отлично.
Световой день в моем рифе начинается с восьми утра и заканчивается в девять вечера. Утром и вечером - двухчасовой разгон/спад яркости. Исключительно для удобства - не лепит в глаза, пока я дома.

Расписание работы каналов.
Из графика видно, что белые диоды у меня сильно приглушены - это исключительно из эстетических соображений. Результирующий спектр очень нравится - мои зонтики выглядят под ним ярко и насыщено. Сначала, я включил почти все каналы на полную мощность (100/100/50) - тоже неплохо смотрится. Но сериатопора при этом начала прятать полипы, так что пришлось откатиться до 85/85/35. Заметного диско-эффекта не наблюдаю, хотя интенсивность пляски "зайчиков" от создаваемого навесным фильтром волнения определенно выше, чем мне бы того хотелось. Ночную подсветку не использую.
Темпы роста кораллов под новым светом тоже нахожу крайне положительными. Фраг той самой сериатопоры (Seriatopora sp.), за последние два месяца увеличился в размере раза в два, минимум (чего раньше с ним не случалось). Конечно, это быстрорастущий коралл и, возможно, кому-то такой прирост покажется средним результатом. Но для нано-аквариума этого вполне достаточно, ведь места и так мало.
Обсуждение на форуме "LED-светильник для нано-рифа своими руками"
Автор Сергей Сикорский ака richmond, Киев,Украина.
Подготовила и разместила Наталья Дзюба.
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Лампы для аквариума, освещение аквариума, светильник
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Светодиоды, LED-светильник, нанориф, морской аквариум
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Светильник для аквариума своими руками Рыбки дома
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Светильник для аквариума Оформление аквариума
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Самостоятельное изготовление светильника
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Светильник для аквариума своими руками
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп
Освещение аквариума своими руками: подбор ламп