LED - освещение своими руками

[swshome s swshome]

Судя по наличию статей в необъятной сети интернета, это вопрос я поднимаю далеко не первый. Но увы однозначного ответа или 100% рекомендации я так и не нашел.

Итак, чего хочу:
Хочу заменить свою заводскую крышку (пришедшую со временем в негодность) в которую встроено 2 лампы Т9 по 30 Вт, собрав новую из вспененного ПВХ. При этом, заменить штатное освещение на освещение 3Вт LED кристаллами

Что есть:
1. Аквариум панорамного типа, размер 100см. х 35см., высота водяного столба 47см., объем воды 180 - 200 литров
2. Контроллер на основе одноплатного компьютера Raspberry Pi, который будет управлять системой "рассвет - закат", плавно разжигая и гася LED - кристаллы, ну и еще много чем.

Ход рассуждений и предварительные расчеты:
Прочитав множество разных авторитетных и не очень источников, определил для себя следующее:
Освещенность: Исходя из объема в 200 литров, и площади поверхности водяного "зеркала" составляет 0,4м2. Требуемая освещенность (якобы из справочника) для водорослей и рыб должна быть в пределах 6 000-10 000 Люкс (источник: 1). Я же, пока не решив что у меня будет: только рыбы или травник, решил остановиться на 10 000 Люкс. Следовательно необходимый световой поток должен составлять 0,4м2 х 10 000Лк = 4 000 Лм.
Хотя другие источники (например вот этот: 2), утверждают что освещенность должна быть около 30Лм на литр. Следовательно освещенность должна быть 200л. х 30Лм.л. = 6 000Лм.
Кристаллы: В качестве основы рекомендуют брать кристаллы с температурой свечения 10 000 – 18 000 К (для красоты рыб и наслаждения созерцания глазами). На эту роль я думаю взять китайцев - 3Вт Cold White (3), с температурой 6 000 - 30 000К.
В качестве источника света для растений четко бьём в красный и синий (660 и 450 нм светодиодами соответсвенно). Здесь нам подходят те же китайцы (3): 3Вт Deep Red и 3Вт Royal Blue
С маркой кристаллов определились. Теперь их количество.
По тем же рекомендациям (1) количество белых кристаллов должно быть равным 6 000Лм / 260Лм(световой поток одного кристалла) = 24 шт.
А вот с количеством синих и красных кристаллов не понятно. Даже, то-же источник (1) не говорит о норме на рассматриваемый объем
Теперь об отводе температуры:
Тут вообще засада, мнений и рекомендаций через край. Причем доходит до того, что один и тот же источник пишет, что светодиоды хороши тем, что не нагреваются, но при этом пишут что нужны радиаторы для отвода температуры. Для себя же решил, учитывая тот факт, что крышка будет закрытой, и светодиоды будут внутри замкнутого пространчтва, то радиаторы будут и принудительный обдув будет. НО..... радиатор будет простой, что-то типа аллюминиевого профиля (4). Вот только не знаю, будет ли этого достаточно.

Источники:
1. https://svetodiodinfo.ru/svoimi-rukami/ ... riuma.html
2. http://aquamir-za-steklom.ru/oborudovan ... riuma.html
3. https://ru.aliexpress.com/item/25pcs-1W ... 5b4e133275
4. https://tyumen.leroymerlin.ru/product/p ... -12370332/

А теперь вопросы:
1. Все-таки, исходя из моей потребности и объема банки, какая должна быть освещенность (4 000Лм или 6 000Лм)?
2. Какова норма освещенности для красных и синих LED - кристаллов. Или сколько синих и красных кристаллов необходимо на объем аквариума в 200 литров
3. Нужны ли еще какие нибудь кристаллы, ну например зеленого цвета. Если Да, то сколько, опять таки исходя из объема банки в 200 литров.
4. Учитывая тот факт, что крышка будет закрытой, то хватит-ли для обеспечения теплоотвода из под крышки, радиатора в виде простой алюминиевой пластины или швеллера (4), плюс принудительная вентиляция парой 40см. кулеров (2 на подачу воздуха + 2 на вытяжку)
5. И самый главный вопрос - насколько верен ход моих рассуждений. Правильно ли, я рассчитал потребность в количестве кристаллов.

Друзья, коллеги по хобби, дайте ответы на давно терзающие меня вопросы.

[swshome s swshome]

В соседнем форуме нашел ответ на свой 4 вопрос:
Для пассивного охлаждения нужна площадь радиатора на единицу мощности светодиодов:
абсолютный минимум - 20 см2 на 1 Вт. При этом нагрев весьма приличный получался - рукой держать такой радиатор невозможно.
А вот 30 см2 на 1 Вт уже совсем хорошо охлаждает - на радиаторе не более 40-42 градусов.
Итак, если общее количество светодиодов будет в районе, ну пусть 40 шт. по 3 Вт, итого получается 40 х 3 = 120Вт.
120Вт х 30см2 = 360см2 - это площадь алюминиевого радиатора.
Если, допустим, взять швеллер 2см. х 4см х 2см. и пустить в 3 полосы по 80см., то получим общую площадь: ((2+4+2) * 80) * 3 = 1920см2. Т.е. значительно больше, чем необходимо.

[swshome s swshome]

Извините ошибся в расчетах.
Итак, если общее количество светодиодов будет в районе, ну пусть 40 шт. по 3 Вт, итого получается 40 х 3 = 120Вт.
120Вт х 20см2 = 2400см2 - минимальная площадь радиатора
120Вт х 30см2 = 3600см2 - оптимальная площадь алюминиевого радиатора.
Если, допустим, взять швеллер 2см. х 4см х 2см. и пустить в 3 полосы по 80см., то получим общую площадь: ((2+4+2) * 80) * 3 = 1920см2. - этого будет мало мало. Значит надо, либо увеличивать площадь радиатора, ну или как я планирую, делать активное охлаждение.
Но тут тогда возникает вопрос, какое количество воздуха (м3) нужно продувать в единицу времени, для оптимального охлаждения? Надо видимо вспоминать физику.
Может быть, кто-то уже озадачивался такой проблемой и готов поделиться формулой расчета?

[serg_42 s serg_42]

вспоминать физику

Да ну, нафиг...
Он-лайн калькуляторов хренова туча :-)
Вот, первый попавшийся :nez-nayu:
Оно всё равно пробовать надо. Ибо коэффициент на коэффициенте сидит и коэффициентом погоняет.
Я вот себе принудительное охлаждение освещения (ЛЛ) в крышке делал - угадал с обдувом только со второго раза.

[swshome s swshome]

Да ну, нафиг...
Он-лайн калькуляторов хренова туча :-)
Вот, первый попавшийся :nez-nayu:
Оно всё равно пробовать надо. Ибо коэффициент на коэффициенте сидит и коэффициентом погоняет.
Я вот себе принудительное охлаждение освещения (ЛЛ) в крышке делал - угадал с обдувом только со второго раза.

Ну т.е. хотите сказать, что надо экспериментальным путем подбирать количество и размер кулеров?
Как-то не хотелось бы постоянно крышку переделывать. Думаю, надо размеры радиатора увеличивать (по возможности), ну и как говорил 2 кулера 40мм. на нагнетание воздуха под крышку и 2 кулера 40мм. на откачку соответственно. При этом скорость планируется изменять контроллером, в зависимости от температуры.
Единственно, чего бы не хотелось, это того, что летом 4 кулера будут фигачить на пределе

[swshome s swshome]

Я вот себе принудительное охлаждение освещения (ЛЛ) в крышке делал - угадал с обдувом только со второго раза.

Тогда плиз пример!
1. сколько LED - кристаллов и какой мощности (суммарно)
2. площадь радиатора
3. размеры кулеров

[serg_42 s serg_42]

ну и как говорил 2 кулера 40мм. на нагнетание воздуха под крышку и 2 кулера 40мм. на откачку соответственно.

40 мм - не советую.
Эффективно они работают только на высоких оборотах. При этом ужасно противно завывают.
Дабы хоть немного исправить положение - придётся уменьшать напряжение, примерно до 8...9 вольт, а это сразу приведёт к резкой потере производительности.
Надо сразу пытаться вкорячить вентиляторы как можно большего диаметра. И у тоже них надо понижать напряжение, но зато хоть скорость воздушного потока будет адекватная.

[serg_42 s serg_42]

Тогда плиз пример!

Я же написал - у меня на люминесцентных лампах (ЛЛ).
Банка JEBO, 142 литра.
В нём, в стандартной крышке, два отсека освещения:
- нижний с двумя ЛЛ Т8 по 18 Вт (с защитным прозрачным пластиковым плафоном);
- верхний отсек - под дросселя для этих ЛЛ.
Вместо этих двух ЛЛ я поставил 4 люминесцентные лампы Т4 по 16 Вт + зеркальный отражатель от фотоглянцевателя.
Итого сейчас у меня под защитным плафоном 16 * 4 = 64 Вт. Если оставить всё это дело без охлаждения - плафон начинает тупо плавиться.
Поэтому, сейчас, охлаждается это всё двумя вентиляторами по 30 мм.
Первый вдувает воздух в верхний отсек (через самодельный раструб):

Второй загоняет воздух в нижний отсек, под плафон:

[serg_42 s serg_42]

взять швеллер 2см. х 4см х 2см

ИМХО лучше взять алюминиевую профилированную трубу, типа такой, и продувать её насквозь.

[swshome s swshome]

ИМХО лучше взять алюминиевую профилированную трубу, типа такой, и продувать её насквозь.

У меня тоже возникала такая мысль, взять профиль прямоугольного сечения и продувать воздух сквозь нее. Но тогда тепло снаружи такого радиатора будет оставаться под крышкой, и значит все равно придется воздух продувать через подкрышечное пространство.