Новая 12х сборка

[DNK 202]

Мною и Ваге Ганапетяном (на этом форуме ник vahegan) была написана статья, посвященная определению необходимых для хорошего роста и окрашивания морских фотосинтетиков спектра и силы света. Наша статья получила очень хорошие отзывы от Dana Riddle, который признан аквариумистом 2011г http://reefbuilders.com/2011/09/12/draft-d...rist-year-2011/ и от редактора известного журнала Advancedaquarist Terry Siegel. После чего она была опубликована как Feature Article, то есть избранная статья, здесь: http://www.advancedaquarist.com/2012/10/aafeature Нам хотелось опубликоваться в наиболее авторитетном журнале, поэтому мы свою работу сразу писали на английском языке и покамест у этой статьи нет русской версии. Как только она будет готова, я дам знать где её можно будет прочесть. Сейчас мы работаем над второй статьёй, которая описывает реализацию "в железе" принципов построения правильного освещения для рифового аквариума, описанных в первой статье.

 

Я понимаю озадаченность и даже недовольство русскоязычной аудитории, которая осталась покамест без русской версии статьи, которую писали русскоязычные авторы :hmmm: но зато у всех нас есть другая возможность, которой покамест лишены англоязычные любители морского аквариума! Мне будет приятно представить на этом форуме новую версию 12х диодной сборки, которая спроектирована в полном соответствии с выводами нашей статьи. Также я хочу поделиться рядом подробностей, которые детально будут описаны в нашей новой статье. Я полагаю что ваши вопросы будут очень полезны нам в написании новой статьи. Дело в том что, несмотря на очень простой, на наш взгляд, язык изложения материала, первая статья для значительной части аквариумистов показалась довольно сложной. А некоторые даже не стали её читать, напугавшись большого количества текста и иллюстраций. Поэтому нам хотелось бы сделать вторую статью максимально понятной.

 

Сначала совсем немного теории, буквально телеграфной строкой. Подробнее, с картинками, будет в статье.

 

1. Диоды, отобранные по какому-либо параметру, называются бинами. Все производимые светодиоды разбиваются приличными производителями на бины по множеству параметров. Например, по спектру, если это белые светодиоды, либо по длине волны, если это монохромные светодиоды. Шаг бина по длине волны обычно 5нм, это примерно в 3 раза больше, чем может различить глаз человека, то есть такой шаг на глаз очень хорошо заметен и потому подбор диодов по спектру является важным.

 

2. Светодиоды даже от одного производителя и одной модели могут иметь очень большое отличие по КПД. Поэтому диоды разбиваются на бины по эффективности, или КПД. Разница в КПД между самым эффективным диодом и самым дешевым даже для самых новых диодов от производителей первого эшелона может достигать 40% и более. Что касается самых дешевых китайских диодов, то они могут иметь КПД в три раза меньше, чем лучшие по эффективности бины лучших диодов. Если вспомнить что в цене светильника цена собственно светодиодов составляет не более 20%, то становится понятно что только наилучшие бины по эффективности могут представлять интерес. Все остальные варианты обладают худшим отношением цена/количество света, если мы сравниваем светильник в целом и потому не должны использоваться в светильниках для МА.

 

3. На этом форуме неоднократно обсуждалось что для устранения неприятного эффекта множественных цветных теней от диодов разного цвета наилучшим решением является максимально плотное размещение диодов. При этом каждая группа диодов должна быть полноцветной, то есть иметь диоды всех цветов, которые предполагается использовать в светильнике. Также эта группа диодов должна быть компактной, насколько это возможно.

 

4. Очень плотная сборка диодов приводит к высокой плотности теплового потока, поэтому вопрос охлаждения светодиодной сборки первостепенен.

 

5. В соответствии с п.1 необходим тщательный подбор светодиодов для того, чтобы исключить провалы в спектре светильника и, как следствие, искажении в цветопередаче.

 

Хочу напомнить вывод, который был сделан в первой статье: "We believe that the most reasonable maximum radiation power should be about 45W/m2 for the 400-440nm range and about 40W/m2 for the 440-480nm range." То есть мы должны добиться прежде всего мощности излучения около 45Вт на метр квадратный для диапазона 400-440нм и около 40Вт на метр квадратный для диапазона 440-480нм. Это - важнейшие спектральные диапазоны. Излучения только в этой области может быть достаточно для успешного роста и окраски кораллов. Остальные спектральные диапазоны не являются ультимативно необходимыми для кораллов и нужны только для наилучшего восприятия морского аквариума человеком. То есть излучение в остальных частях спектра может быть добавлено "по вкусу" наблюдателя.

 

Отталкиваясь от всего вышеизложенного была спроектирована светодиодная сборка из 12-ти светодиодов шести разных типов. При этом в каждом спектральном диапазоне были выбраны светодиоды с наивысшей эффективностью, которая была в доступе на момент их покупки, то есть на начало октября.

Краткая табличка с наименованием диодов, их максимальным током, типичным падением напряжения на максимальном токе и количеством излучения или люменов для диодов с близким к зеленому спектром излучения:

Количество излучения, которое выдает сборка по целевым спектральным диапазонам составляет для 400-440нм 3230мВт, для 440-480нм около 3000мВт. Таким образом, для получения целевого количества излучения необходимо 14 сборок на метр квадратный, в этом случае получаем соответственно 45,2Вт и 42Вт излучения.

 

Хотелось бы особо отметить - уже только этого излучения достаточно для обеспечения максимальной эффективности фотосинтеза для самых светолюбивых фотосинтетиков. Это количество излучения выглядит очень неярко для глаза человека, но крайне ярко для фотосинтетиков! Оно требует наличия идеально сбалансированных условий в аквариуме и может быть установлено только очень опытными аквариумистами! Скорее всего, владелец аквариума захочет добавить к этим двум спектральным диапазонам еще и белый свет для хорошей видности и остальные часть спектра, поэтому еще раз хочется подчеркнуть - сила света, которую обеспечивают 14 подобных сборок на метр квадратный - с очень существенным запасом!

 

Как и первый вариант 12х сборки, описываемая сборка сделана в расчете на максимально плотную из производимых на сегодня оптику, поэтому все кристаллы светодиодов сконцентрированы в окружности диаметром всего 35мм.

 

Для обеспечения наилучшего теплоотвода для размещения сборки использована патентованная уникальная технология прямого контакта теплорассеивающей пластины светодиода с металлом платы, на которой они размещены. Эту технологию разработала и продвигает американская компания SinkPAD и она признана лучшей технологией теплоотвода в прошлом году. Сайт компании http://www.sinkpad.com/

 

Для того чтобы диоды на сборке было удобно подключать, МСРСВ сделана двухслойной и на ней размещены разъемы для подключения без пайки. Описание разводки и слоев:

 

С большим удовольствием рад сообщить что все трудности по практической реализации всего вышеизложенного преодолены. Сегодня закончены работы по тестированию сборок. Вот так выглядит сборка до разделения MCPCB:

 

А вот так она выглядит уже в транспортировочной упаковке:

В середине - сборка в антистатическом пакете, слева внизу - она же плюс еще в пузырчатой пленке.

 

Все сборки прошли 100% тестирование, я бы хотел показать только один интересный, как мне кажется, момент, когда проверяется цепочка фиолетовых диодов:

Матрица фотоаппарата имеет кривую светочувствительности близкую к таковой у человеческого глаза. Поэтому на снимке отчетливо видно как различаются по яркости светодиоды фиолетового спектра разной длины волны.

 

Обратите внимание - МСРСВ у сборка довольно крупная, 60х60мм. Это надо не только для удобного крепления (обратите внимание - при желании в центре сборки можно сделать еще одно крепежное отверстие), но и для особой схемы установки оптики, которую я опробую по прибытии сборок, что ожидается уже довольно скоро. Если мои расчеты оправдаются, обязательно покажу на форуме.

[Oleg_il 62]

Дима, уважаю. :vo:

[Cezet 72]

Дима, уважаю. :vo:

 

 

Поддерживаю Олега :vo:

Дима МОЛОДЦА!!!

[Dinn 3]

Ай, маладца.:trud:

Дим, а даташитами (либо ссылками на них) на эти диоды не поделишься? А то лень рыть :hmmm:

Изменено 6 Ноября 2012 пользователем Dinn (см. историю изменений)

[moose 102]

Основательность с которой Дима занимается этим вопросом очень радует. Печалит только с какой скоростью он продвигается в своих исследованиях

Не успел собрать светильник, а уже бродят мысли что он устарел :tuplu:

На самом деле большое спасибо, что ты держишь нас в курсе всех тонкостей и нюансов Led освещения :vo:

[@utsider 3]

Да, вот и я не успел собрать светильник на новых сборках, а он уже устарел о

Респект и уважение!

[kostuabalo 37]

Дима как всегда на уровне :vo:

[DNK 202]

Спасибо за теплые слова, коллеги, очень приятно что вы так высоко оцениваете мои старания!

 

Попробовал прикрепить файлы с даташитами - ничего не получилось :oops: не знаю что за глюк, может быть админ заглянет сюда и поможет разобраться. Поэтому вынужден дать ссылки на даташиты на сайтах производителей:

 

Белые диоды http://www.philipslumileds.com/products/lu...eon-rebel-white качаем даташит DS61.

 

Цветные диоды http://www.philipslumileds.com/products/lu...eon-rebel-color качаем Datasheets

 

Фиолетовые диоды http://www.semileds.com/LED_Chips_SemiLEDs.htm к сожалению, даташит по N35L-U так и не вывешен в открытом доступе. В первом приближении можете ориентироваться на спецификации предыдущего поколения SL-V-U40AC - это собственно чипы диодов.

Даташит на N35L-U запросил сегодня у производителя, у меня на руках есть только его предварительная версия, надеюсь что уже готова окончательная. Может быть к тому времени как у меня будет этот файл, глюк с размещением файлов будет убран и я смогу его сюда выложить.

[Black_Spider 284]

Спасибо за теплые слова, коллеги, очень приятно что вы так высоко оцениваете мои старания!

 

Попробовал прикрепить файлы с даташитами - ничего не получилось :oops: не знаю что за глюк, может быть админ заглянет сюда и поможет разобраться

Видимо слишком большой размер файла.

[Morphine 0]

3 даташита одним файлом: http://rusfolder.com/33496974

[DNK 202]

Видимо слишком большой размер файла.

2.5Мб и 2.26Мб самые большие файлы...

 

Morphine, спасибо! :vo:

[asAleksandr 24]

Все таки не пойму в чем люксоны лучше. Номинал 700мА, температура оптимальная 25 гр. XTE особо ничем в худшую сторону по даташитам не отличаются. В таблице диодов на белый помоему неправильно написаны люмены. Гонять их на максимум токе также не лучшая идея.

 

На платке первый слой видно, где проходит второй ? Отверстия где распаяны штырьки не сквозные ?

 

И какова цена ?

Изменено 7 Ноября 2012 пользователем asAleksandr (см. историю изменений)

[S_ergey 5]

Ребята молодцы! Дим, когда планируется поставка данных сборок тем, кто изъявил желание их приобрести?

Как продвигаются делишки с контроллером?

[ВАДИМ 17]

Сборка конечно суперская!

 

Присоединяюсь к вышеуказанной просьбе по цене и срокам (можно в личку).

 

Дмитрий, а нет в краткосрочных планах организовать соответствующие наборы (kit), типа как это сделано на рапидлед. Ну что бы кроме сборок можно было сразу приобрести контроллер, провода и т.п., ну и видеоинструкцию как все это соединить. Думаю, для многих будет актуально, не все ведь однозначно дружат с руками и электроникой и было бы удобно приобрести все в одном месте, тем более подобранное и адаптированное.

[DNK 202]

Все таки не пойму в чем люксоны лучше. Номинал 700мА, температура оптимальная 25 гр. XTE особо ничем в худшую сторону по даташитам не отличаются.

Развернутый ответ на ваш вопрос довольно длинен, поэтому извините за краткость. Что непонятно, спросите, поясню.

1. Биннирование диодов на 85С ввел Cree. Да, так ближе к реалиям. Но получить из цифр на 25С данные на 85 очень просто - диаграммы падения светимости и прочие есть - смотрим и переводим, все просто.

2. Cree XT-E белые лучше чем белые Филипсы - это факт. Но на сборке нет белых Кри по нескольким причинам. Первое - наилучших бинов Кри на рынке реально нет, срок ожидания изготовления от 12 до 18 недель, минимум поставки - катушка. А если бин не лучший, то он практически идентичен лучшему у Филипса. Самое же главное - белый не является проблемой, сделать светло - без проблем, это не наш целевой спектральный промежуток. Белого даже в таком раскладе как сейчас будет многовато. Но одного диода - уже мало, поэтому их два.

3. Я в одной из тем форума уже писал лучшесть белых Кри относительно белых Филипс выглядит очень подозрительно. Если кратко, у меня есть мысль что Кри здесь лукавит. Подробнее - плиз мой пост http://www.aqualogo.ru/phpbb2/index.php?s=...st&p=470632

Здесь же добавлю только что реально Филипс смотрится еще несколько лучше Кри потому как у него меньше падение напряжения, то есть они меньше потребляют энергии. Не зря поэтому в даташите Филипс отдельно указывает КПД. Как видите, он у роялей перешагивает даже на 700мА 50% рубеж, чего у Кри нет

 

В таблице диодов на белый помоему неправильно написаны люмены.

Что именно вам кажется неправильным?

Гонять их на максимум токе также не лучшая идея.

Так и не гоняйте - моё дело обозначить предельные параметры и пояснить что они дают необходимую силу света с очень большим запасом. Еще раз подчеркну что для роялей и белых Филипсов 1А - скорее всего не предельный ток обратите внимание - до какого тока у них указаны данные в даташите.

 

Я сейчас общаюсь с Semileds относительно того на каком токе можно гонять их диоды в кратковременном режиме. Если перевести на простой язык сухой остаток, то он такой: ток, превышающий номинальный, не является проблемой для диода по крайней мере до температуры кристалла в 70 градусов. Разумеется, чисто гипотетически можно подать на диод 10А и у него просто расплавятся токоподводящие проводки, а кристалл не успеет нагреться до 70 градусов :gygy: но это нереальный вариант использования. В реальной жизни, если можно обеспечить кристаллу нагрев не выше 70 градусов, Semileds заявляет что превышение номинального тока на ~30% не приводит к ускорению старения кристалла и не увеличивает вероятность выхода его из строя.

 

На платке первый слой видно, где проходит второй ? Отверстия где распаяны штырьки не сквозные ?

Второй слой под первым, МРСВ двухслойная. Второй слой вы можете увидеть как слой Int на первом рисунке. Отверстия где штырьки сквозные, со сквозной металлизацией для крепкости, чтобы юзер при установке разъема не мог оторвать штыри от платы. То есть оторвать он их может и при таких раскладах - что один человек сделал, другой завсегда сломать может но для этого надо будет приложить весьма значительное услие!

 

И какова цена ?

На данном форуме этот вопрос запрещен, извините.

 

Ребята молодцы! Дим, когда планируется поставка данных сборок тем, кто изъявил желание их приобрести?

Если все будет по плану, то в течение 2 недель.

Как продвигаются делишки с контроллером?

Трудно. Но зато контроллер обрастает "мясом" которое лично мне кажется очень логичным и правильным. К концу месяца надеюсь будет готов пилот. Все уже работает, но пока все очень сыро, баги ловим...

[Кот517 0]

Дмитрий, а нет в краткосрочных планах организовать соответствующие наборы (kit), типа как это сделано на рапидлед. Ну что бы кроме сборок можно было сразу приобрести контроллер, провода и т.п., ну и видеоинструкцию как все это соединить. Думаю, для многих будет актуально, не все ведь однозначно дружат с руками и электроникой и было бы удобно приобрести все в одном месте, тем более подобранное и адаптированное.

Присоединяюсь к Всему выше сказанному Ждемс... ответа в Личку.

[samspec 24]

Ну а тем, которые дружат с руками и паяльником можно и наборы скомпановать, типа "Мастеркит"овского (рассыпухой)

[DNK 202]

Дмитрий, а нет в краткосрочных планах организовать соответствующие наборы (kit)

Такие планы есть. Но сроки пока в тумане. Я не хочу делать дешево. Более того, мне неинтересно делать хорошо. Я хочу сделать идеально, насколько это вообще возможно. Разумеется, рвать жилы ради 3% КПД там, где это не критично, я не вижу смысла, я не сумасшедший, именно поэтому белые диоды на сборке - Филипс, а не Кри

 

Я непривередлив, мне достаточно всего лишь самого лучшего. (С)приписывается Раневской.

 

Делать дешево - не только неинтересно, но и невозможно. На рынке есть масса дешевых китайских светильников. Да, большинство из них - не идеал, мягко говоря. Но если я попытаюсь сделать дешево, я буду вынужден объяснять чем моё видение неидеала чуточку лучше чем их а это просто неинтересно...

[Кот517 0]

Я не хочу делать дешево.

В первую очередь надо смотреть на качество оборудования, а лишь потом на цену.

[DNK 202]

В первую очередь надо смотреть на качество оборудования, а лишь потом на цену.

Ваши бы слова, да Богу в уши...

С другой стороны, есть нередко ситуации, когда люди имеют деньги на очень хорошую вещь, но покупают дешевую. Потому что очень хорошая и дорогая им трудно себе позволить, потому что после её покупки не останется денег на необходимое. А бывает и куда как жестче - вульгарно нет денег на хорошее, приходится покупать дешёвое...

[Кот517 0]

А бывает и куда как жестче - вульгарно нет денег на хорошее, приходится покупать дешёвое...

А потом через некоторое время покупаешь еще еще и еще. Пока сам не придешь к выводу, что лучше бы купил Другое. Так что В наше не легкое время Все Бывает.

[Ян-USA 1]

А что думаете про то чтобы использовать вот этот радиатор для этих новых сборок?

http://makersled.com/

И как связаться с Вами если нет ЛС?

[genius23 7]

Дмитрий(DNK), покажите принципиальную схему подключения ледов внутри сборки т.к. по схеме МСРСВ не очень наглядно видно какие диоды как подключены (последовательно/параллельно, какие в одной цепочке и т.д.) и на какой вход сборки сколько mA максимальное/максимально_рекомендуемо подавать.

Изменено 8 Ноября 2012 пользователем genius23 (см. историю изменений)

[asAleksandr 24]

Что именно вам кажется неправильным?

Таблица 2 на 4 странице даташита.

 

Второй слой под первым, МРСВ двухслойная.

Тоесть, грубо, краска-диэлетрик, дорожки (те что видны), диэлектрик, дорожки, диэлектрик, алюминиевая пластина. Правильно я понял ?

 

Отверстия где штырьки сквозные, со сквозной металлизацией для крепкости

Тут тоже не понятно, они на радиатор выходят ?

 

Ваши бы слова, да Богу в уши...

С другой стороны, есть нередко ситуации, когда люди имеют деньги на очень хорошую вещь, но покупают дешевую. Потому что очень хорошая и дорогая им трудно себе позволить, потому что после её покупки не останется денег на необходимое. А бывает и куда как жестче - вульгарно нет денег на хорошее, приходится покупать дешёвое...

КакВы думаете, дизельное топливо дорогая вещь или дешовая ?

[DNK 202]

А что думаете про то чтобы использовать вот этот радиатор для этих новых сборок?

http://makersled.com/

При наличии активного охлаждения - да. Если хотите использовать радиатор в пассивном режиме, не советую подавать на диоды более половины от максимального тока.

 

Вообще хорошие ребристые радиаторы делает Лигра - они гораздо дешевле этих. К тому же легче и эффективнее. Если надо игольчатый, то советую И-150, его делает Лигра и Микромак. На этом радиаторе уже можно гонять сборку на номинальных токах.

 

И как связаться с Вами если нет ЛС?

Пишите на мыло dnk@asd.ru