С позиции надежности, весьма интересны однокристальные трехваттные (3W) чипы. Нагружая их вполсилы на 1-2 ватта получим оптимальное число фотонов на единицу энергии избежав предельной тепловой нагрузки кристаллов. Светодиод прослужит дольше и ярче так как стабильно высокая температура кристалла ведет к уменьшению прозрачности силиконовой оболочки и усиливает внутреннюю миграцию металлов. Многоядерные версии имеют куда более сильный локальный нагрев и более требовательны к технологии изготовления. Например один из 10 четырехядерных чипов на 5W оказался бракованым - одно ядро еле тлело и мешало остальным. Сборки на 10,20,50,100 и даже 200ватт, являют собой очень мощный точечный источник света с огромными вопросами по теплоотводу и надежности компонент. Растениям приятен мягкий рассеяный свет. | From the reliability perspective, the 3 watts chips look very promising. If loading them with 1-2 watts only we obtain the optimal number of photons per unit of energy spent and will be well within thermal limits. So LEDs will last longer and shine brighter as consistently high temperature of the crystal leads to a decrease in transparency of silicone cap and enhances internal migration of metals. Multi-core versions have much more pronounced local heating issues and need more demanding manufacturing technology. For example, one of the 10 of 5W quad chips has defects on one core. 10,20,50,100 and even 200 watts assembly is a very powerful point source of light with huge questions on the heat dissipation and reliability of the components. Plants like soft diffused light. |
Сравнение некоторых интересных "растительных" светодиодов / Plant LEDs showdown.
| Светодиоды/LEDs | 2θ½ | нм/nm | I(A) | U(V) | P(W) | С0 | С1 | С0/W | $ | С0/$ |
| 3W# noname 660nm 38mil? | 120° | 650..670 | 0.40 | 2.27 | 0.91 | 6819 | 1633 | 7493 | 0.67 | 10178 |
| 3W#2 noname 660nm 45mil? | 120° | 650..670 | 0.40 | 2.11 | 0.84 | 6323 | 1575 | 7527 | 0.70 | 9033 |
| 5W noname 660nm Quad Core | 120° | 650..670 | 0.40 | 3.80 | 1.52 | 12965 | 3049 | 8529 | 2.40 | 5402 |
| 3W Luxeon Rebel Deep Red EX6 | 125° | 650..660 | 0.40 | 2.23 | 0.89 | 7367 | 1756 | 8277 | 3.40 | 2167 |
| 3W Luxeon Rebel Standard Red HW4 | 125° | 620..630 | 0.40 | 2.05 | 0.82 | 7546 | 1367 | 9202 | 3.40 | 2219 |
| 3W Cree XPE Red | 130° | 620..630 | 0.40 | 2.05 | 0.82 | 6635 | 1178 | 8091 | 1.90 | 3492 |
| 3W Cree XPE Royal Blue | 130° | 450..465 | 0.40 | 2.96 | 1.18 | 8655 | 169 | 7334 | 2.30 | 3763 |
| 3W Cree XTE Royal Blue | 140° | 450..465 | 0.40 | 3.02 | 1.21 | 10751 | 123 | 8885 | 2.13 | 5047 |
| 3W Luxeon Rebel Royal Blue (❋) | 125° | 440..460 | 0.43 | 3.13 | 1.34 | 10115 | 116 | 7548 | 1.39 | 7277 |
| 3W Luxeon Rebel ES Royal Blue | 125° | 440..460 | 0.40 | 2.77 | 1.11 | 8872 | 102 | 7993 | 2.99 | 2967 |
| 3W Hyper Violet Dual Core (❋) | 120° | 417..420 | 0.44 | 3.12 | 1.37 | 6644 | 75 | 4850 | 4.20 | 1582 |
| 2W Tyntek Far Red 42mil (❋) | 60° | 720..730 | 0.44 | 1.53 | 0.67 | 9846 | 6944 | 14695 | 4.27 | 2306 |
❋ - Внимание: Ток слегка превышает 400мА.
|
Температура окружающего воздуха на кухне 26°C. Температура самого "горячего" кристалла (фиолетового) 42°C. Оказалось что красные светодиоды греются меньше своих синих собратьев. Измерения выполнены инфракрасным термометром. С0 и С1 показания общего и красного фотодиодов датчика освещения TSL2561 (TMB вариант) расположенного по центру в 5 см от плоскости излучения кристалла светодиода. Время интегрирования 101мс. Внутренний усилитель не использовался. Полученные попугаи прямо пропорциональны числу фотонов в штуках добравшихся до датчика. Спектральные характеристики фотодиодов датчика TSL2561 можно посмотреть в сказе о фотонном решете. Из-за избирательной чувствительности датчика освещенности TSL2561 на разных участках спектра можно меряться попугаями между синими светодиодами или между красными. Например для сравнения синих (460нм) попугаев с красными (660нм) фотодиода С0 их нужно пересчитать по графику (умножив красных или разделив синих на 0.8). Красных с фиолетовыми - на 0.7 и так далее. Весьма интересно отношение фотонных попугаев на единицу стоимости. При пятикратной разнице в цене (учитывая стоимость доставки разница еще больше) между Luxeon Rebel ES Deep Red от Philips Lumileds Lighting Company и чипом с аукциона первый выдал всего на 10% больше попугаев. [Дополнение полгода спустя: Снеся башню нескольким китайским светикам обнаружилось что под поликартбонатным внешним прозрачным корпусом скрывается мягкий силиконовый! И общая толщина корпусов в сравнении с Lumiled весьма внушительна. Вот тут то и задерживается часть фотонов. Выходит что полупроводниковая начинка светодиодного пирога практически идентичная. Кроме того конструктив китайского светика идеален для ламп последней версии (декабрь 2014).] Может он значительно дольше прослужит? Все светодиоды 660нм светили глубоким чистым красным светом без оранжевых ноток, характерных для стандартных красных на 620-630нм. Можно сравнить уменьшение светового потока различных светодиодов во времени получив интересный эксперимент! Ежели в одной лампе сделать окрошку из низкопрофильных светодиодов LUXEON, CREE, и обычных "эмиттеров", то эмиттеры окажутся "ближе" к растениям на 2-3мм, плюс высота подложек также отличается. Так высокие корпуса "эмиттеров" дают им некую фору в световом потоке. Любопытна история светодиодов 3W Luxeon Rebel Royal Blue (без ES). На аукционе они рекламировались как ES версия. На фотографиях видно что кристаллы весьма отличаются: 16 золотистых точек вместо 25 и отсутствием "шишечки" сбоку. Согласно документации изготовителя, "ES" версия имеет характерный выступ, этакую шишечку, рядом с силиконовой линзой. Благодаря сему в тестовом диодопарке прибыло! Цены указаны на момент покупки (октябрь-ноябрь 2013). Сейчас (май 2014) например 3W LED Royal Blue на 20мм звездочке стоят $3.77 за десяток т.е 0.38 за штуку. Разумно взять несколько партий по 10 штук у разных продавцов обязательно уточнив параметры чипа и производителя, хорошенько протестировать их и в дальнейшем договариваться уже вне аукциона напрямую с продавцами. Один из вариантов дальнейшего снижения стоимости - закупка алюминиевых подложек и светодиодов отдельно и самостоятельная их пайка. Здесь речь может идти только о больших корпусах типа "эмиттер", так как пайка более мелких светодиодов задача сложная и лучше ее доверить роботу. Степень нагрева должна выдерживаться по стадиям очень строго и любые нарушения здесь прямо ведут к уменьшению срока службы или порче светодиода. Чем меньше светодиод тем меньшее количество циклов нагрева до температур пайки он способен выдержать без существенных внутренних структурных изменений. И зачастую таких циклов всего 2-3. Если подложка светодиода электрически развязана от его контактов (анода и катода) то можно их приклеить термопроводящим клеем напрямую к радиатору или алюминиевой полоске. Однако в условиях повышенной влажности и температуры 50000-100000 часов такое крепление врядли протянет зато будет источать свою химическую натуру прямо на листья растений. Винтики и гаечки М3 обеспечат надежную хватку. Вместо дорогих шайбочек из диэлектрика идеален твердый картон. Из него можно сделать даже целые "рубашки" закрывающие электрические контакты от нечаянных касаний. | continue... |
|
Фото сделаны со штатива фотоаппаратом Canon EOS 50D c объективом EF 135 f/2L с кольцом Kenko на 36мм, чтобы сократить фокусное расстояние и получить некое подобие макро. Масштаб всех снимков одинаков. Первый красный кристалл на самом деле меньше второго. Ясно видны золотые или из позолоченной меди волоски контактов. Они сослужат роль плавкого предохранителя и сгорят если переборщить с током. На последнем фото заснят 730нм светодиод в деле. Инфракрасный фильтр фотоаппарата задерживает львиную долю одноименных фотонов. Фотонам из приграничной дальней красной области также хорошо достается и это позволяет втиснуть яркость в узкий динамический диапазон сенсора фотокамеры. Глазом свечение воспринимается как едва заметное тление. На самом деле фотоны летят "как от солнца" и световой датчик это прекрасно показывает. Их не видно а они есть! ☯ В данном опыте учавствовала самодельная светодиодная лампа состоящая из
| continue... |
