LED-belysning för växter

E Kafeman
Inlägg: 3238
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av E Kafeman »

Om du tittar på sidor där man säljer starkare växthus-led, 500-1000W, så ser du att de är alltid försedda med kylflänsar och fläktar.
De blir annars så varma att de brinner upp på sekunder.
Lysdioder har en mätbar serie-resistans som du ser på din egna graf. Kör man in ström där blir det förlustvärme som för vilket motstånd som helst. Hade det inte funnits något motstånd hade Vf pekat spikrakt uppåt.
För Edisons koltråds-lampa var nästan all avgiven effekt värme. En modern glödtråds-lampa, av typ med halogen-gas, kan man uppnå ljuseffektivitet på över 150lumen/Watt, vilket inte är så stor skillnad mot många lysdioder.
Både lysdioderna och halogen-lampan blir kraftigt varma. Skillnaden är att en halogen-lampa är designad för att tåla höga temperaturer och lysdioder ska för bästa effektivitet kylas så bra som möjligt.
Det är samma som för andra typer av halvledare. En transistor som ska utveckla 10Watt, nog blir den varm? Samma för lysdioder.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

arvidb skrev:"Jo att effektiviteten vad gäller ljus var dålig, gissar vilt på typ 20%."
Du gissar fel på en faktor 10 - en normal glödlampa omvandlar ca 2 % av tillförd energi till synligt ljus.

Lysdioder är betydligt bättre, vissa kommer upp i runt 30 % under optimala förhållanden.

Det finns en lysande ;) artikel skriven av Tom Murphy på hans blogg Do The Math: Spectral Extravaganza: The Ultimate Light. Där visar han att teoretiskt maximala ljusutbytet, om 100 % av energin omvandlas till fotoner, är 683 lm/W. Detta gäller för monokromatiskt grönt ljus ("lasergrönt") vilket är den våglängd som våra ögon är mest känsliga för. För vitt ljus hamnar man på drygt 300 lm/W som teoretiskt maximalt ljusutbyte. (Edit: 310 lm/W vid 5800 K och CRI 94; 370 lm/W vid 2800 K och CRI 87). Jämför med de bästa lysdioderna som du kan köpa idag som konsument som ligger strax över 100 lm/W i utbyte. Glödlampan ger ca 15 lm/W.
Var det så dåligt ställt med glödlamporna? :)

Hade jag ingen aning om.

Men visst, jag hade kunna gissat bättre speciellt när E Kafeman påtalade 50% för LED men det är inte så viktigt för mig om jag har rätt eller fel :D

Försöker mest få en uppfattning, fatta och lära mig.

MVH/Roger
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

LEDsen kom idag.

Råkade bli 3mm:s :(

Får nöja mig med knappt en halv Candela@20mA (AMR=30mA) alltså :)

MVH/Roger
PS
Dom röda LEDsen har AMR på 25mA och man ska egentligen inte ligga precis där så 20mA får bli drivströmmen.
E Kafeman
Inlägg: 3238
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av E Kafeman »

Som redan sagts 5-6 gånger i denna tråden så är det strömmen du peakar endast under en del av växelspänningsperioden om du vill att dioderna ska överleva en längre tid och inte degraderas överdrivet fort.
Medelströmmen mätt över hela perioden blir betydligt lägre om du vill behandla dioderna korrekt.
Jag bad dej att själv rita upp en sinuskurva som representant för din AC spänning och där rita in spänningar och strömmarna och tiderna när dioderna är tända som en enkel pedagogisk övning. Hur gick det?
Jag kan naturligtvis rita kurvan åt dej men du borde anstränga dej lite bättre än att bara bli tvångsmatad med så enkel elektronik att jag är säker på att du inte är så okunnig om hur det fungerar utan att du skulle kunna bygga egen förståelse för hur det fungerar.
Nåja här har du kurvan ialla fall. Det är ju synd om du skulle blåsa dioderna bara för att du vägrar rita kurvan själv.
PeakvsRMS.png
Sätter du något värde på din egen förståelse för detta så försöker du förstå vad kurvan visar.
Kurvan visar att en lysdiod driven på växelspänning under endast en kort tid kan drivas nära sin max-ström. Medelströmmen sett över en hel periodtid blir betydligt lägre. Rimligt kan det bli 3mA om max peak som lysdioderna tål är 30mA men det beror på hur mycket av periodtiden som försvinner innan Vf hunnit byggas upp så att ström kan börja flyta genom dioderna. I kanterna där lysdioderna börjar lysa är strömmen 0 mA och på växelspänningens topp inträffar den max-ström som begränsas av motståndet för att inte köra sönder dioderna.

Hade det varit DC-matning hade dioderna kunnat lysa 100% av tiden nära sin max-ström.

Med ovan kurva kan vi interpolera att den tid lysdioden är tänd är genomsnitts-strömmen 10mA. Den börjar med 0 mA där gula området börjar, peakar 20mA på mitten för att i gula områdets högerkant åter gå ner till 0mA.
Om tiden dioden är tänd utgör halva tiden av positiva delen av period-halvan är snittet för denna tiden 5mA (50% x 10mA).
För hela period-tiden, dvs snitt-strömmen du kan mäta med en multimeter, kommer bli hälften av denna ström då lysdioden inte alls lyser på negativa halvan av sinusperioden.
Den strömmen blir då 2,5mA, medel-strömmen du mäter för att inte överstiga den max-ström som inträffar ett kort ögonblick.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

Jag tycker den här bilden är ganska rolig, tagen tidigare idag.

Jag gillar dom hemlexor du ger mig och räknar gärna, dock är jag alltför van vid att jag räknar fel men detta detta kom jag fram till idag (och nu är jag teoretisk och det är dessutom tveksamt om det är rätt), AC och en diod avses:

\(i(t)=\frac{1}{R}(u(t)-V_f)\)

\(u(t)=Asin(wt)=Asin\alpha\)

\(i(\alpha)^2={\frac{(Asin\alpha-V_f)^2}{R^2}\)

\(i_{rms}=\sqrt{\frac{1}{2\pi}\int_0^\pi i(\alpha)^2d\alpha}\)

\(i_{rms}^2*2\pi R^2=\int_0^\pi A^2sin^2\alpha-2AV_fsin\alpha+V_f^2 d\alpha\)

\(i_{rms}^2*2\pi R^2=\int_0^\pi A^2[\frac{1}{2}(1-cos(2\alpha))]-2AV_fsin\alpha+V_f^2 d\alpha\)

\(i_{rms}^2*2\pi R^2=[A^2[\frac{1}{2}(\alpha-\frac{1}{2}sin(2\alpha))]+2AV_fcos\alpha+\alpha V_f^2]_0^\pi\)

\(i_{rms}^2*2\pi R^2=[A^2[\frac{1}{2}(\pi-\frac{1}{2}sin(2\pi))]+2AV_fcos\pi+\pi V_f^2]-[A^2[\frac{1}{2}(0-\frac{1}{2}sin(0))]+2AV_fcos(0)]\)

\(i_{rms}^2*2\pi R^2=[A^2[\frac{1}{2}\pi]-2AV_f+\pi V_f^2-2AV_f]\)

\(i_{rms}^2*2\pi R^2=[\pi A^2/2-4AV_f+\pi V_f^2]\)

dvs

\(i_{rms}=\frac{1}{R}\sqrt{\frac{\pi A^2/2-4AV_f+\pi V_f^2}{2\pi}}\)

Om A>>Vf fås

\(i_{rms}\approx \frac{1}{R}\frac{A}{2}}\)

dvs en halvvågslikriktad signals effektivvärdesström genom R och därmed LED.

MVH/Roger
PS
Man får en "tändvinkel" när man nyttjar AC, tändvinkeln är dock liten om man nyttjar stor AC men annars påverkar den så att "periodtiden" blir mindre.
Du har inte behörighet att öppna de filer som bifogats till detta inlägg.
E Kafeman
Inlägg: 3238
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av E Kafeman »

Det är nog inget fel på beräkningen men resultatet är intetsägande.
Du beräknar inte vad dioden tål genom att ha R i variabeln. Din beräkning ger "så här blev det, har ingen aning om dioden överlever", vilket främst begränsas av peak-strömmen som bara inträffar under kort tid av sinusperioden, inte som du sätter det, fördelat över hela perioden.

Att designa så att "A>>Vf" är inte bra då det bara skulle bränna bort en massa effekt i ett motstånd och slutresultatet I=1/R x U/2 kan skrivas U/2=RI. Att denna strömmen inte säjer något om peak-strömmen klaras är rätt uppenbart.
Dioden har två strömmar angivna i databladet som du måste ta hänsyn till, absoluta max-strömmen, oavsett hur kort tid den strömmen varar, och den genomsnittliga strömmen som även hänger ihop med arbetstemperaturen.
irms vet du inte i förväg då det inte är detsamma som den i databladet angivna kontinuerliga max-strömmen, den inträffar bara vid DC-matning
Eftersom detta inte blir särskilt varma dioder så kan vi anta att dioderna alltid tål 20mA och max ström är 30mA.
Då behövs inget annat än relativt enkel huvudräkning för tillräcklig noggrannhet.
Om du skriver mer matte så verifiera att det blir rimliga siffror typ de jag gav dej vid kurvan ovan.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

Säga vad man vill men jag tycker du är extremt kunnig och faktiskt charmig, E Kafeman.

Nu skall jag laga fiskpinnar och gå och lägga mig ty bärsen är slut :)

MVH/Roger
Palle500
Inlägg: 4484
Blev medlem: 6 juni 2015, 14:53:06

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Palle500 »

Roger du är obetalbar, laga fiskpinnar och sen sova!

Varför kan du inte köra med likriktad och skapligt glättad växelström. Lyssna på E Kafeman, bäst är en konstant likströmskälla på typ 25 mA ev några parallellt kopplade för att hålla nere spänningen.

Nu skall jag dricka upp kaffet och sen sova. Under tiden så växer mina kryddor under ljuset av en IKEA:
"VÄXER LED växtbelysning, silverfärgad, 31.5 cm"

PPFD är den mängd ljus som dina växter får varje sekund och mäts i μmol/m²/s. Den här lampan ger i genomsnitt 100 μmol/m²/s.

Färgspektrumet i den här produkten är anpassat för växter. Det efterliknar naturliga förhållanden och är anpassat efter olika behov i växtcykeln. Färgspektrumet består av 25% blått, 35% grönt och 40% rött ljus.

https://www.ikea.com/se/sv/p/vaexer-led ... -90323109/
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

Tack :)

Ditt förslag kostar dock 400:-/fot och jag har 1 meter att täcka dvs 3X400=1200 spänn.

Mitt arrangemang kommer kosta mig mindre än 200 spänn (12V AC/AC-adaptrar har jag så att jag kan gödsla med dom :) ).

Fast visst, det blir inte lika bra.

Grönt ljus behövs för övrigt inte alls i fotosyntesen, det är tom enkelt att konstatera för det "kastas" ju tillbaka :D

Idag gjorde jag en liten lekfull kalkylering enligt min förenklade uträkning ovan (A>>Vf):

När inre resistansen hos LED är Ri fås effektförlusten
\(R_ii_{rms}^2=\frac{R_i}{R^2}*\frac{A^2}{4}=P_L\)

sen lite live-parametrar
A=10Vp
R=1k
Ri=10 Ohm
irms=1/R*A/2=5mA
ip=(10Vp-Vf)/1k~8mA@Röd

Sätter man in dom värdena ovan så får man
\(P_L=\frac{10}{(1E3)^2}*\frac{100}{4}=0,25mW\)

Tittar man sedan på effektförlusten i motståndet R så får man
\(P_R=1E3*(5E-3)^2=25mW\)

Och om man slutligen tittar på effektförlusten över dioden så får man ungefär
\(P_a=V_F*I_{rms}=2V*5mA=10mW\)

Preliminär verkningsgrad blir således
\(\eta < \frac{10mW}{35mW} \approx 30\)%

Där jag lite försiktigt antagit att inte all Pa blir till ljus.

MVH/Roger
PS
Det är intressant att notera att peakströmmen nästan är dubbelt så stor som rms-strömmen. Frågan är om dessa dioder sägs tåla 30mA, kan jag ligga där rms? Jag vill annars göra såhär för det kräver ett minimum av komponenter och lödande. Observera att
\(i_{rms, FW}=\frac{1}{R}*\frac{A}{\sqrt{2}}\)
FW har för övrigt samma RMS som vanlig AC.

Vi gör en uträkning för "FW" också för skoj skull:
\(i_{rms}=\frac{1}{R}*\frac{A}{\sqrt{2}}=7,1mA\)
\(P_L=\frac{R_i}{R^2}*\frac{A^2}{2}=0,5mW\)
\(P_R=R*i_{rms}^2=50mW\)
\(P_a=V_F*i_{rms}=14,2mW\)
\(\eta <\frac{14mW}{64mW}\approx 22\)%

dvs ÄNNU sämre verkningsgrad :D

Kan detta stämma? :humm:

Peakströmmen är dock här nästan lika stor som rms-strömmen
E Kafeman
Inlägg: 3238
Blev medlem: 29 april 2012, 18:06:22

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av E Kafeman »

>30mA, kan jag ligga där rms?

Självklart kan du det om du använder DC och ser till att dioderna får bra kylning.
Vid 30mA kan det lokalt i dioden annars bli så varmt att rms-strömmen bli 0 mA om du bortser från kylningen.

Om du tror att det går vid AC, ja då har du inte kunskap nog att fatta bilden jag ritade till dej över en AC-kurva.
Då är det inte jag som säjer att du inte fattar en så enkel bild, det är du själv.

Det är dumt att driva en likströmskomponent på växelspänning. Hela världen vet det, så ingen gör det heller.
Det är som att ladda ett mobilbatteri med växelspänning, det går, men fungerar uselt.

För den blå dioden du länkade till på första-sidan står det tydligt att 30mA är absolut max-ström och kontinuerlig drift är 20mA enligt datablad. Vad är det du inte fattar av det?
Nu har du bytt till en mindre diod? Gissar att även tåligheten då är mindre, lägre max förlusteffekt, men du kan ju själv leta rätt på dess datablad så slipper du gissa.

>12V AC/AC-adaptrar har jag så att jag kan gödsla med dom
Att du har AC-adaptrar är självfallet inte en anledning till du inte kan likrikta och glätta spänningen, det är ju så många drivaggregat till lysdioder är utförda, dvs man har en trafo där spänningen likriktas.
Dioder och kondensatorer för ändamålet har du säkert liggandes.

>Grönt ljus behövs för övrigt inte alls i fotosyntesen
En gång när det fryser i helvetet kommer du läsa länken jag gav dej från Statens Lantbruks Universitet. De håller inte med dej. Inte heller andra länkar där man med lysdioders hjälp optimerat växtprocessen.
Somliga växter vägrar t.ex. att bilda rötter utan grönt ljus. Då hjälper det inte om det inte finns något ovanför blomjorden att belysa pga avsaknaden av rötter, som behövs för att fotosyntesen alls ska fungera.
Framhärda påhittade saker gör dom inte mer sanna.

>Peakströmmen är dock här nästan lika stor som rms-strömmen

Helt orimligt bortom allt förnuft. Se bilden jag gav dej så inser du orimligheten.
Din lysdiods-slingas totala Vf antar jag blint, då du inte lämnat den infon, att den är större än din trafos rms-spänning?
Rita själv in detta i egen kurva om du vill se orimligheten i ditt beräknade av siffror utan värde.
Hur lång del av totala period-tiden kommer lysdioderna lysa med antagna spänningarna? Mindre än 25% av tiden!!
Under den tiden ska strömmen genom dioderna gå från 0mA till max-strömmen och tillbaka till 0mA

Du kan inte vara så kort att du tror att du då får en RMS-ström som är större än 10% av peak-strrömmen?
Fattade du verkligen inget alls av det bilden visade?
Du försökte inte alls följa min grov-beräkning?
Du följer inga länkar och därför fritt sprider felaktigheter och tar till dej 0 av text och bilder?

Räkna lite till så kommer du nog fram att man kan stoppa in en parameter som gör att en lysdiods rms-ström är densamma som peak-strömmen vid AC, det är så tokigt det kan bli, men det är ju det du vill tro.
ToPNoTCH
Inlägg: 4847
Blev medlem: 21 december 2009, 17:59:48

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av ToPNoTCH »

Roger nog kan du väl offra 4 dioder och en konding ur dit sortiment.

Det här börjar ju bli löjligt envist bara.
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

E Kafeman skrev:>30mA, kan jag ligga där rms?

Självklart kan du det om du använder DC och ser till att dioderna får bra kylning.
Vid 30mA kan det lokalt i dioden annars bli så varmt att rms-strömmen bli 0 mA om du bortser från kylningen.

Om du tror att det går vid AC, ja då har du inte kunskap nog att fatta bilden jag ritade till dej över en AC-kurva.
Då är det inte jag som säjer att du inte fattar en så enkel bild, det är du själv.

Det är dumt att driva en likströmskomponent på växelspänning. Hela världen vet det, så ingen gör det heller.
Det är som att ladda ett mobilbatteri med växelspänning, det går, men fungerar uselt.

För den blå dioden du länkade till på första-sidan står det tydligt att 30mA är absolut max-ström och kontinuerlig drift är 20mA enligt datablad. Vad är det du inte fattar av det?
Nu har du bytt till en mindre diod? Gissar att även tåligheten då är mindre, lägre max förlusteffekt, men du kan ju själv leta rätt på dess datablad så slipper du gissa.

>12V AC/AC-adaptrar har jag så att jag kan gödsla med dom
Att du har AC-adaptrar är självfallet inte en anledning till du inte kan likrikta och glätta spänningen, det är ju så många drivaggregat till lysdioder är utförda, dvs man har en trafo där spänningen likriktas.
Dioder och kondensatorer för ändamålet har du säkert liggandes.

>Grönt ljus behövs för övrigt inte alls i fotosyntesen
En gång när det fryser i helvetet kommer du läsa länken jag gav dej från Statens Lantbruks Universitet. De håller inte med dej. Inte heller andra länkar där man med lysdioders hjälp optimerat växtprocessen.
Somliga växter vägrar t.ex. att bilda rötter utan grönt ljus. Då hjälper det inte om det inte finns något ovanför blomjorden att belysa pga avsaknaden av rötter, som behövs för att fotosyntesen alls ska fungera.
Framhärda påhittade saker gör dom inte mer sanna.

>Peakströmmen är dock här nästan lika stor som rms-strömmen

Helt orimligt bortom allt förnuft. Se bilden jag gav dej så inser du orimligheten.
Din lysdiods-slingas totala Vf antar jag blint, då du inte lämnat den infon, att den är större än din trafos rms-spänning?
Rita själv in detta i egen kurva om du vill se orimligheten i ditt beräknade av siffror utan värde.
Hur lång del av totala period-tiden kommer lysdioderna lysa med antagna spänningarna? Mindre än 25% av tiden!!
Under den tiden ska strömmen genom dioderna gå från 0mA till max-strömmen och tillbaka till 0mA

Du kan inte vara så kort att du tror att du då får en RMS-ström som är större än 10% av peak-strrömmen?
Fattade du verkligen inget alls av det bilden visade?
Du försökte inte alls följa min grov-beräkning?
Du följer inga länkar och därför fritt sprider felaktigheter och tar till dej 0 av text och bilder?

Räkna lite till så kommer du nog fram att man kan stoppa in en parameter som gör att en lysdiods rms-ström är densamma som peak-strömmen vid AC, det är så tokigt det kan bli, men det är ju det du vill tro.
Nu gillar jag dig inte igen.

Du är för bufflig och allvetandes.

Jag däremot är sökandes efter svar och förståelse och jag räknar gärna men har ibland lite svårt att tolka resultaten för jag räknar lätt fel.

Vad är det för fel med det?

MVH/Roger
PS
Det är lättare att använda primitiv teknik när man försöker förstå, och visst har jag tittat på din fina figur men jag behöver inte den för jag fattar ändå, det var liksom så jag gjorde mina uträkningar men du bara anklagar mig för att inte läsa eller titta på dina bilder. Vart får du det ifrån? För övrigt verkar inte du titta på mina bilder heller, jag har ovan bifogat en bild tagen ur en länk ännu högre upp i tråden som är en forskarrapport från Chalmers som jag nog vågar påstå överstiger både din och Statens Lantbruks Universitet trovärdighet.
Användarvisningsbild
HUGGBÄVERN
Tidigare soundbrigade
Inlägg: 32629
Blev medlem: 23 augusti 2006, 22:44:11
Ort: Lilla Paris
Kontakt:

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av HUGGBÄVERN »

App app app, inte kasta sten när du själv sitter i glashus. :wink:
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

Det kommer bli:
1) Ingen brygga
2) Ingen glättningskonding
3) Ingen regulator
4) Ingen utgångskonding

Ni ser, komponentantalet springer iväg, istället kommer det att bli:

5) Ett gemensamt motstånd
6) Röd plus blå i serie set-mässigt (4 set) i antiparallell.

Strömmen blir samma som i_rms för FW ty det är bara att dra av Vf på c.a 6V.

Med andra ord är det

\(i_{rms}=\frac{1}{R}\frac{A-V_F}{\sqrt{2}}\)

som gäller, dock blir strömmen per set dubbel så om jag vill köra 25mA genom varje diod så betyder det 50mA per set.

När det gäller peakströmmen gäller

\(ip=\frac{A-V_F}{R}\)

där jag skulle vilja sätta ip per set till 2*30mA=60mA (*4 = 240mA)

Ur uttrycket får man då att R=46 Ohm som vi avrundar till 47 Ohm/2,7W eller i praktiken, 3W.

Så jag har 12VAC via 47 Ohm/3W till 4 antiparallella set med röd LED plus blå LED i serie.

i_rms blir 165mA totalt dvs 21mA/LED om jag räknat rätt.

MVH/Roger
PS
Hittar 47 Ohm/3W men jag tycker effekten är lite väl precis även om jag samtidigt tycker 9W, som jag också har, är för klumpigt
Användarvisningsbild
Spisblinkaren
EF Sponsor
Inlägg: 12990
Blev medlem: 13 december 2012, 21:41:43

Re: LED-belysning för växter

Inlägg av Spisblinkaren »

HUGGBÄVERN skrev:App app app, inte kasta sten när du själv sitter i glashus. :wink:
Nättrollet har yttrat sig ;)
Skriv svar