LED som akvariebelysning Einar Hillbom Version 0.1 1
Innehållsförteckning 1 Versionshistorik... 2 2 Sammanfattning... 3 3 Armatur för 43 L akvarium (LED A)...4 3.1 Drivelektronik... 4 3.2 Kostnader... 6 3.3 Egenskaper... 6 4 Armatur för 100 L akvarium (LED B)...6 4.1 Kostnader... 7 4.2 Egenskaper... 7 5 Effektjämförelser... 8 6 Data... 10 6.1 Osram Dragon High Power LED (LCW W5AM)...10 6.2 Prolight Power LED 3 W...15 6.3 Mean Well LPC-20... 22 7 Växternas ljusbehov... 24 1 Versionshistorik Datum Version Ändrat av Kommentar 2010-09-25 0.1 2
2 Sammanfattning Jag trodde att det skulle räcka med 8 st 3 W lysdioder till mitt 100 L akvarium. Det visade sig dock att jag nog skulle behöva minst det dubbla för att få minst 1500 lux på botten. Fördelar: + Visserligen är lysdioderna dyra men man behöver å andra sidan inte byta dom på 10 år. + Armaturen kan göras lätt och smäcker men ändå robust. + Armaturen kan drivas med lågspänning vilket minskar riskerna med elektricitet och vatten. + Intressant skimrande effekt i akvariet som liknar solglitter. Nackdelar: - Hög värmeutveckling som kräver kylning. - Annorlunda färgtemperatur som gör att växterna ser mörkt grågröna ut i stället för friskt klargröna. - Det finns inte så mycket färdigt utan man får bygga själv och prova sig fram. 3
3 Armatur för 43 L akvarium (LED A) 3.1 Drivelektronik Jag tillverkade ett kretskort bestående av en likriktardel och två MOSFET-drivare. Elektroniken fick ström från en transformator som följde med en halogenlampa jag haft som sänglampa en gång i tiden. Den var på 12 VAC och 20 VA. Lysdioderna monterades på en 2 mm tjock aluminiumplatta i vilken jag borrat 2 st 2.5 mm hål per lysdiod. Hålen gängades med M3. Jag skruvade fast lysdioderna med M3 nylonskruv från insidan varefter jag högg bort utstickande skruv på utsidan med ett stämjärn. Jag sågade till fyra bitar av 19 x 30 mm aluminiumprofil från Clas Ohlson med geringssåg och limmade fast dom mot plåten så att jag fick en 30 mm hög ram. 4
Kretskortsmönster Innanmätet av armaturen Drivelektroniken Armaturen installerad 5
3.2 Kostnader Aluminiumprofil 1300 x 19 x 30 mm...59.00 Aluminiumplåt 430 x 130 x 2 mm...0.00 Kretskort 55 x 90 mm...17.00 Etsmedel 20 g...5.90 2 st IRF520 MOSFET...24.00 4 st 1N4001 dioder...5.00 1 st 4700 uf/63 V...33.00 2 st 1.2 ohm/5w...14.10 4 st 1 Mohm/0.25 W...2.30 2 st BC547...1.10 2 st BC 557...1.10 2 st 4.7 kohm/0.25 W...1.15 2 st 2-pol stiftlist...2.30 3 st 2-pol skruvlist...12.10 1 st 12 VAC/20 VA halogentrafo...0.00 6 st Prolight 1 W LED...202.00 12 st Nylonskruv...24.90 Summa...389.95 Clas Ohlson Från skrotlådan Kjell & Co Kjell & Co ELFA ELFA Electrokit Electrokit ELFA ELFA ELFA ELFA ELFA ELFA Från skrotlådan ebay ELFA 3.3 Egenskaper Ljusstyrka på 30 cm höjd...1400-1800 lux (2 st 15 W lågenergilampor...1400-2100 lux) Drifttemperatur...+31 C (omgivning +24 C) Transformatorns ineffekt...15 W Spänning efter likriktning...13.2 VDC LED-ström...380 ma Framspänning...10.1 V (3.37 V/LED) LED-effekt...7.7 W Förluster i drivelektronik...2.4 W Förluster i transformator...4.9 W Effektivitet...51 % Dimensioner...43 x 13 x 3 cm (L x B x H) Plåtarea...0.091 m2 4 Armatur för 100 L akvarium (LED B) Jag hade en gammal 2 x 20 W lysrörsbelysning som jag rensade på allt innanmäte. Därefter kapade jag till den så att den bättre passade 100 L akvariet. Jag borrade två 3.2 mm hål för varje lysdiod och satte fast dom med M3 nylonskruv, nylonbricka och metallmutter. Mellan lysdioden och armaturens aluminiumplåt satte jag en liten klick värmeledande kiselfett. Jag använde sex varmvita Osram Dragon och två blå Prolight 3 W. De senare var svårlödda då de ledde bort värmen alltför effektivt. Jag fick gå upp till 450 grader på lödstationen. Lysdioderna löddes i serie och anslöts till drivdonet LPC-20-70 från ELFA. 6
Armaturen färdigmonterad Monterad lysdiod Armaturen installerad Drivdonet 4.1 Kostnader Armatur...0.00 Drivdon Mean Well LPC-20-70...172.00 6 st Osram Dragon, varmvita...207.00 2 st Prolight, blå...113.00 16 st Nylonskruv och bricka...38.80 Summa...530.80 Återanvändning ELFA ebay, LedTeile LED1.de ELFA Som jämförelse kostar en 75 cm armatur för ett 18 W lysrör 498 kr på guldfisken.se. Därtill kommer kostnaden för lysröret, ca 35 kr. Summa 533 kr. 4.2 Egenskaper Ljusstyrka på 45 cm höjd...700-900 lux (1 st 18 W lysrör...400-700 lux) Drifttemperatur...+41 C (omgivning +24 C) Drivdonets ineffekt...22 W LED-ström...700 ma Framspänning...27.6 V (Osram 3.4 V, Prolight 3.7 V) LED-effekt...19 W 7
Förluster i drivdon...3 W Effektivitet...86 % Dimensioner...75 x 15 x 7 cm (L x B x H) Plåtarea...0.189 m2 5 Effektjämförelser Mätning med energimätare från Clas Ohlson. Parameter LED A LED B Lågenergi Lysrör 43 L 100 L 2 x 15 W 1 x 18 W Spänning 230 V 227 V 227 V 231 V Ström 0.11 A 0.19 A 0.17 A 0.38 A Skenbar effekt 24 VA 43 VA 38 VA 87 VA Effekt 15 W 22 W 23 W 23 W Effektfaktor 0.62 0.51 0.60 0.26 Ljusstyrka 607 lux 759 lux 824 lux 592 lux Ljusstyrka/W 40.5 lux/w 34.5 lux/w 35.8 lux/w 25.7 lux/w Det sämre värdet för LED B kan bero på att den innehåller två blå lysdioder som kanske inte bidrar så mycket till luxvärdet. Ljusmätningarna utfördes genom att placera ett pappersark på 70 x 40 cm inrutat i 10 cm stora rutor. Armaturerna placerades på skenor 45 cm ovanför varefter ljuset mättes i varje ruta med en luxmeter från Clas Ohlson. LED A 424 550 671 711 676 578 453 470 625 757 814 780 674 509 460 610 745 791 758 658 501 399 521 621 651 620 548 420 Medelvärde: 607 lux LED B (kall) 699 806 893 922 913 821 689 656 777 860 896 886 811 694 646 766 840 873 862 801 692 564 657 735 765 763 712 612 Medelvärde: 772 lux 8
LED B (varm) 692 792 879 903 881 806 694 639 758 845 884 871 802 688 622 735 824 859 849 787 669 552 652 728 766 760 707 610 Medelvärde: 759 lux Lågenergilampa 2 x 15 W (varm) 633 773 887 927 882 766 610 632 776 898 949 903 768 621 671 815 942 986 934 811 656 706 868 1005 1062 1015 880 704 Medelvärde: 824 lux Lysrör 1 x 18 W (varm) 461 583 695 728 702 595 474 463 603 717 766 730 628 484 456 583 692 736 706 605 470 397 508 601 632 611 531 420 Medelvärde: 592 lux 9
6 Datablad 6.1 Osram Dragon High Power LED (LCW W5AM) 10
11
12
13
14
6.2 Prolight Power LED 3 W 15
16
17
18
19
20
21
6.3 Mean Well LPC-20 22
23
7 Växternas ljusbehov Fotosyntesen är som intensivast vid 380-480 nm (violett-blått) samt 600-680 nm (orange-rött). 24
Från http://sites.google.com/site/natureaquariumclub/home/lighting: Under 500 lux/dämpad belysning Cryptocoryne affinis Cryptocoryne nevillii Cryptocoryne wendtii Vesicularia dubyana 500-1000 lux/moderat belysning Acorus sp. Anubias nana Aponogeton madagascariensis Echinodorus sp. Lagenandra sp. Nomaphila stricta Sagittaria sp. 1000-1500 lux/ljust Aponogeton sp. Bacopa caroliniana Ceratopteris thalictroides Egeria densa Ludwigia sp. Marsilea sp. Nymphoides aquatica 1500+ lux/mycket ljust Cabomba sp. Heteranthera zosterifolia Hygrophila polysperma Limnobium laevigatum Limnophila aquatica Microsorium pteropus Myriophyllum sp. Nuphar sagittifolium Nymphaea maculata Pistia stratiotes Riccia fluitans Salvinia auriculata Synnema triflorum Vallisneria sp. Dagslängd Tropiska växter är vana vid att det är ljust 12 timmar om dygnet. Av dessa 12 timmar upptar gryning och skymning ungefär en timma vardera. Rekommenderad tid för fullt ljus är därför 10 timmar. 25