Orientarsi quantità di luce LED

[Monarch]

Ragazzi orientarsi con la quantità di luce al LED è veramente tosta oggi. Sono d accordo che vanno presi in considerazione milioni di fattori come % di piantumazione della vasca, tipologia di piante, protocollo fertilizzante, valori ecc ecc. Ma come possiamo regolarci in linea generale con il rapporto lumen litro? Inoltre ho notato che le lampade a LED calde o RGB hanno molti meno lumen rispetto a quelle bianche. Possiamo considerare che meno luce ma spettro più caldo possa bilanciare il tutto?

[trotasalmonata]

@aleph0 @Ketto cosa dite?

[aleph0]

Possiamo considerare che meno luce ma spettro più caldo possa bilanciare il tutto?

No..


Ti spiego il perchè.. Il "problema" (che ha creato a noi acquariofili) dei LED (che non è affatto difficile capire come usarli) è che possono emettere radiazioni in una porzione molto ristretta della banda di frequenza . Volgarmente chiamati monocromatici, anche se ovviamente è termine non appropriato, perchè un LED monocromatico abbraccia comunque una porzione di spettro non di una singola unità (esempio 500nm), ma una porzione di 20-30 nm, dove il picco è appunto su una specifica frequenza, ma è pur sempre una campana.

I lumen, fisicamente parlando, non sono un'unità di misura "molto precisa" per i nostri scopi, poichè quantifica la luce che l'occhio umano percepisce. Infatti, considerando una fonte luminosa per esempio blu con picco sui 470 nm, che abbia 10W di potenza dedicata, se confrontata con una sorgente luminosa che abbraccia tutto lo spettro da 10W, l'energia è la stessa, ma con i blu vedresti la stanza comunque buia. Perchè l'occhio umano percepisce meglio le radiazioni che vanno dai 500 ai 650 nm (giallo, verde, rosso). ((probabilmente perchè la luce che arriva da sole alla fine è di 4000 K , a causa dell'atmosfera, essendo comunque una stella da 10.000K))
Quindi, perchè noi diciamo che con LED a 6500K possiamo considerare 50 lumen*litro per allevare quasi tutte le piante? Perchè i LED bianchi a 6500K hanno uno spettro pressochè perfetto per la fotosintesi, (un po' carente nel rosso). E allora, dirai, perchè non usare la potenza come riferimento? Perchè un LED da 3W comprato al supermcato o anche un LED CREE da 3W, non emette 3W di energia sotto forma di radiazione luminosa, ma è solo l'assorbimento "elettrico" . Purtroppo non posso esser molto tecnico, altrimenti non ci capiremmo. Ma grosso modo, così dovresti farti un'idea.
I lumen, invece, rappresentano un'ottima unità di misura a patto che lo spettro di emissione sia utile per la fotosintesi. Gli RGB, si, hanno meno lumen, ma l'energia che arriva alle piante, dalle radiazioni rosse e blu, può esser maggiore anche avendo una quantità di potenza pari ai bianchi..
In realtà il tutto non è complicato.
50-60 lumen per litro con LED da 6500K (Che quasi tutti hanno lo stesso identico spettro di emissione) sono sufficienti per quasi tutte le piante.
L'RGB crea la luce bianca grazie alla somma dei colori rosso, blue e verde. Un LED bianco infatti è inizialmente un LED blu alla quale, tramite un particolare metodo, fanno emettere radiazioni anche giallo e verde (diciamo così).
Ma l'RGB ha una resa croamtica diversa da un LED bianco a 6500K. Infatti se provassi a confrontare queste due fonti luminosi, su un foglio bianco, vedresti tutto normalmente bianco, ma prova su un oggetto di color rosso, verde o blu, e vedrai che differenza. Perchè il colore di un oggetto è sostanzialmente il riflesso della radiazione che esso non assorbe. Il nero, è tale perchè assorbe tutte le radiazioni. Le piante appaiono verdi perchè riflettono quella porzione di verde dello spettro, non a caso, per la fotosintesi, la banda richiesta tocca il rosso e il blu , ma non il verde.

E' impossibile far un discorso preciso così su due righe, volendo si potrebbe, ma vi annoierei tutti, garantito.....

Aggiunto dopo 1 minuto 10 secondi:
sapete cosa mi piacerebbe ? Lo penso sempre, poter fare una sorta di conferenza di tutti noi acquariofili dove qualcuno, di presenza, tramite grafici ed esempi concreti, possa spiegarvi la differenza tra le varie fonti luminosi, di certo sarebbe più facile così

[Monarch]

Quindi si va a fare benedire tutta quella figata che riguardava il dimensionamento con i tubi le varie prove in base a tutto... LED ci affidiamo alla casa produttrice che indicherà il litraggio per cui va bene per esempio una determinata plafo. Gettiamo occhio al grafico con il picco di emissione a NM e amen tutto qui.?

[aleph0]

6500k.png

Questo è lo spettro di un LED da 6500K. Come vedi copre quasi tutta la banda . Solo un po' carente sul rosso. Ecco perchè con i soli LED da 6500K le piante crescono, perchè emettono quasi tutte le radiazioni che servono per la fotosintesi. Integrando con un po' di LED grow, hai una fonte d'illuminazione più che superiore ai neon, e ti spiego perchè :

1) Per definizione, la luce è quella porzione dello spettro elettromagnetico che l'occhio umano percepisce. Che sia una radiazione da 450 nm generata da un LED o da un neon, o ancora, da una stella che esplode, a parità di energia, parliamo della stessa cosa. Quindi via la frase " i LED non saranno mai come i T5" o ancora "nulla è come la luce del sole". Sono frasi fisicamente prive di senso. Possiamo costruire una fonte luminosa con lo stesso identico spettro emanato dal sole, ovviamente non con la stessa energia !
2) I LED emettono luce con un angolo di emissione di 120°, addirittura riducibile a 90-60-35 gradi. Un neon o una lampada alogena, spara luce a 360° e comunque su un riflettore, e in poche parole, energia sprecata . Addirittura le HQI sparano radiazioni sui 370 nm, che infatti vanno filtrate con un apposito vetro. Anche questa è energia sprecata, perchè è parte dello spettro inutilizzato, ma che in termini di energia, costa. E l'energia, qualunque essa sia, meccanica o meno, costa.
3) a parità di potenza in watt, come consumo elettrico, dei LED sono più efficienti
4) I LED se ben raffreddati durano 10 anni
5) Non riscaldano l'acqua della vasca così come farebbe un'alogena o i neon.
6) Sono persino monocromatici, potendo costruire uno spettro di qualsiasi tipo (vedi i grow per la crescita delle piante, o gli infrarossi dei telecomandi per trasportare informazioni )
7) costano pochissimo
8) Sono alimentati a bassa tensione ed è possibile comandarli in PWM per variarne agevolmente l'intensità luminosa


Quindi, ogni mattina, dovremmo solo ringraziare gli scienziati che, c'hanno inventati i LED

Immagino tu lo sappia, io sono anche un grande appassionato di coralli. Ancora oggi in molti sostengono , a proposito della luce per allevare i coralli, "i LED non saranno mai come i T5" , oppure " la miglior luce è quella del sole" ecc. Queste frasi, fisicamente parlando come ti spiegavo poco su, non hanno senso.
In molti non hanno avuto buoni risultati con i LED per vari motivi. Il primo è che loro avevano 350W di neon T5? Bene, usavano i watt come unità di paragone per una vasca sui LED, e quindi bombardavano la vasca con 300W di LED sopra. Pura pazzia. Dei 350W di T5, s'intende il consumo elettrico e basta. La luce che arriva in vasca con 300W di LED rispetto ai 350W di T5 non è minimamente paragonabile, se ragioniamo in termini di potenza elettrica consumata (ma in molti non sanno neanche di cosa si parla, però giocano ai piccoli scienziati ).
Altro problema, queste plafoniere a LED permettono di variare la potenza di ogni singolo LED. Risultato? Semplice, l'acquariofilo che gioca all'effetto luce discoteca, pronto per una vera serata. La vasca non acquisisce mai stabilità così e soprattutto i coralli. Un giorno abbassi i blu, poi li rialzi, ecc ecc.
Costano tanto perchè le povere aziende, hanno visto che comprando una plafoniera da 800€, per anni sono a posto, perdendo il guadagno sui tubi neon da sostituire. Peccato che una plafoniera da 800€, sia costruita con materiali che forse arrivano a 100€. E poi, quale cavolo di "progetto" si fanno pagare? Ci vuole una laurea in ingegneria per comandare due LED in pwm? Non credo proprio.......

Insomma, viva i LED e siano benedetti. Io illumino tutta la casa con i LED, rispetto alle CFL ho un risparmio di almeno il 30%, che in bolletta in termini di potenza elettrica, che, non sono di certo pochi. E anche il risparmio di non dover sostituire le CFL ogni tot.

[Monarch]

Perdonami @aleph0 sei stato molto chiaro e tecnico ma la domanda permane. Io per esempio ho una carretta di tubi LED sfusi sia per acquario (di marca Hacquoss askoll ecc) che normali (casalinghi) se volessi decidere quanta illuminazione a LED mettere sulla mia vasca che riferimenti devo prendere? Ne metto 3 4 5 6 10 di tubi a LED??? Io chiaramente mi regolo in lumen litro come posso altrimenti fare? Per quanto riguarda lo spettro cerco chiaramente di differenziare il più possibile con priorità sui colori bianchi rispetto ad i rossi

[aleph0]

E poi, quale cavolo di "progetto" si fanno pagare? Ci vuole una laurea in ingegneria per comandare due LED in pwm? Non credo proprio.......

tant'è che alcuni produttori cinesi stanno dando belle mazzate alla concorrenza, mettendo a disposizione plafoniere a LED davvero molto economiche e qualitativamente ottime.

Aggiunto dopo 1 minuto 28 secondi:

Perdonami @aleph0 sei stato molto chiaro e tecnico ma la domanda permane. Io per esempio ho una carretta di tubi LED sfusi sia per acquario (di marca Hacquoss askoll ecc) che normali (casalinghi) se volessi decidere quanta illuminazione a LED mettere sulla mia vasca che riferimenti devo prendere? Ne metto 3 4 5 6 10 di tubi a LED??? Io chiaramente mi regolo in lumen litro come posso altrimenti fare? Per quanto riguarda lo spettro cerco chiaramente di differenziare il più possibile con priorità sui colori bianchi rispetto ad i rossi

allora, i LED bianchi a 6500K hanno quello spettro in foto. Abbiamo visto, empiricamente, che 60 lumen per litro con un LED da 6500K (che ha esattamente quello spettro) permette di tener sotto quasi tutte le piante. Se aggiungi per esempio una 15W di LED grow, facendo riferimento a dei 5630 per esempio, hai uno spettro eccellente.

[Ketto]

@Monarch
Vedo che è già passato @aleph0 e ti ha già spiegato praticamente tutto, provo ad aggiungere giusto qualcosina
Come ti hanno già spiegato i lumen vanno bene solo se prendi LED bianchi tradizionali e in questo caso devi applicare i valori sopra indicati per i lumen/litro. (Questo è l'unico caso dove è ben evidente la differenza di efficienza dei LED).
Per i RGB e grow non ha senso parlare di lumen per i motivi sopra citati, anche determinare l'efficienza sarà molto complicato poichè i lumen dipenderanno fortemente dalle lunghezze d'onda utilizzate e quindi perdono di senso. Per queste tipologie di luce quindi devi orientarti un po' più sui watt/litro (anche se è un concetto non preciso), oppure puoi considerare ogni watt di RGB o grow come 100 lumen per il tuo calcolo lumen/litro (anche in questo caso non è una stima precisa ma è la migliore che si può fare così su due piedi).
Per i LED commerciali "caldi" diciamo che 100 lumen di 3000 kelvin valgono un pochino di più di 100 lumen di 6500 kelvin, proprio perchè hanno tanti rossi e questo genera meno lumen a parità di luce (intesa come quantità di fotoni).
Un grafico che evidenzia molto bene la differenza di lumen generati dalle varie lunghezze d'onda è questo:

Cattura di schermata (586).png

Un buon metro per calcolare la luce utile alle piante è la scala PAR:
riporto qui i calcoli che avevo fotto sulle varie illuminazioni e lunghezze d'onda.
Per generare 100 PAR servono:
7400 lux di neon
7500 lux di LED 6500 kelvin
7400 lux di LED 4000 kelvin
6900 lux di LED 3000 kelvin
1500 lux di LED 650 nm
900 lux di LED a 450 nm
1000-1800 lux di LED fitostimolanti
Questi calcoli sono leggermente variabili in base allo spettro ma rendono bene l'idea
Ma come ha evidenziato Aleph i LED generano più lumen e li concentrano meglio dei neon quindi andranno a generare più lux (e quindi più PAR) a parità di potenza consumata.

[Monarch]

7400 lux di neon
7500 lux di LED 6500 kelvin
7400 lux di LED 4000 kelvin
6900 lux di LED 3000 kelvin
1500 lux di LED 650 nm
900 lux di LED a 450 nm
1000-1800 lux di LED fitostimolanti

Questa è la mia su 200 litri lordi
Volevo sapere cosa ne pensate c è anche il grafico
https://www.aquariumline.com/catalog/ch ... 24466.html

[Ketto]

Volevo sapere cosa ne pensate c è anche il grafico

E' una plafoniera molto buona non a caso è molto utilizzata qui su forum con ottimi risultati.
Genera davvero tanta luce e per questo la crescita delle piante sarà assicurata; ha anche una ottima efficienza quindi permette di risparmiare sulla bolletta
La sua sua pecca più grande è la resa cromatica del colore rosso che viene penalizzata dallo spettro, in poche parole le piante rosse avranno un colore meno intenso rispetto ad altre fonti di illuminazione. Questo non perchè le piante non siano in salute, ma per un principio fisico legato alla resa cromatica dei diversi colori.
La sua più grande lacuna secondo me quindi è dal punto di vista estetico e non dell'efficacia.