Светодиодная лента своими руками для аквариума: выбор и изготовление подсветки из светодиодов

Расчет мощности

Опытные любители аквариумов утверждают, что для проведения точных расчетов наилучшим вариантом является использование коэффициента 0,5 Вт/литр воды. Тем не менее, следует помнить, что это значение не может считаться абсолютно точным, так как оно подвержено влиянию глубины аквариума.

Если вас это интересует, вы можете самостоятельно создать светодиодную ленту — инструкция по изготовлению «светодиодной ленты своими руками».

Правильную мощность емкости можно подобрать визуально. Вода и вся флора должна быть подсвечена до самых корней в неравномерных пропорциях. Вверху свет должен быть наиболее ярким. Улиткам и различным донным рыбам необходимо освещение в наименьших пропорциях по сравнению с другими видами аквариумных обитателей. Аквариумная флора все равно тянется к свету. Разные виды рыб самостоятельно определяют наиболее комфортные условия. Они могут выбрать затененную часть емкости или же наоборот – находиться как можно ближе к поверхности воды.

Водоросли из-за необходимого процесса фотосинтеза считаются наиболее уязвимыми и придирчивыми к правильному освещению.

Светопропускающая способность материалов (прозрачных)

Какой процент света пропускает каждый из материалов

Можно было бы купить уже готовый материал с матовым оттенком, но не всегда это даст приемлемый результат. Даже у заводских рассеивателей светопропускающая способность находится в диапазоне 60-90%. Это вызвано отражением светового пока. Чем толще рассеиватель, тем выше вероятность, что свет попадет «не по назначению».

Уменьшение толщины материала не лучшим образом скажется на прочности и долговечности. Надёжный светорассеиватель для светодиодов своими руками можно изготовить из прозрачных материалов сделав матовую фактуру у одной из поверхностей.

Как получить матовую поверхность

Матовая структура поверхности получается при матировании. Существует два вида матирования:

• Химическое;
• Механическое.

При химическом способе на поверхность наносят специальную пасту. Она разрушает кристаллическую структуру материала, образуя равномерный матовый слой.

Плюсы метода:

• Минимальные затраты времени;
• Однородная структура поверхности

Минусы метода:

• Относительно высокая стоимость паст;
• При матировании выделяются токсические вещества.

Механический способ подразумевает обработку поверхности абразивным материалом, обычно мелким песком.

Плюсы метода:

Быстрая равномерная обработка.

Минусы метода:

• Требуется пескоструйный аппарат;
• Малопригодно для домашних условий.

Самый простой и доступный способ сделать матовую поверхность – обработать стекло наждачной бумагой. Для силикатного стекла этот метод не подойдёт из-за высокой прочности материала, а поликарбонат и акриловое стекло отлично поддаются такой обработке. В качестве абразива используем только мелкую наждачку, при крупном зерне возможно появление царапин.

Для домашних светильников на основе маломощных элементов с низким тепловыделением возможно в качестве рассеивателя использовать обычную компрессную бумагу, наклеенную на внутреннюю поверхность стекла.

В большинстве случаев яркость осветительного прибора можно увеличить, применив светоотражающее покрытие. Самый высокий коэффициент светоотражения у серебра, затем идет алюминий. Именно из него делают отражающий слой для зеркал. Не особо уступает эти покрытиям обычная пищевая фольга и белая краска.

Отражатель для светодиода можно сделать, своими руками покрыв этими материалами монтажную плату для светодиодов, либо внутренность светильника. Такой несложный способ позволит без особых затрат увеличить светоотдачу на 10-15%.

Способы подключения светодиодной ленты к источнику питания

Светодиодная лента обычно поставляется намотанной на катушки отрезками длиной пять метров с припаянными на внешнем конце короткими проводами, как на фотографии.

Для защиты места пайки контактных площадок светодиодной ленты от внешних воздействий и из эстетических соображений их обычно сверху закрывают отрезком термоусаживающейся трубкой.

Подключение питания с помощью LED коннектора

При подготовке светодиодной ленты к установке, отрезок ленты длиной пять метров приходится разрезать на более короткие отрезки, исходя из размеров поверхностей или предметов, на которые лента будет устанавливаться. Поэтому возникает необходимость самостоятельного присоединения проводников к контактным площадкам.

Самым простым и быстрым способом присоединения проводов к контактным площадкам светодиодной ленты для ее питания является механический способ, с помощью специального LED коннектора, один из разновидностей которых Вы видите на фотографии. Достаточно приложить ленту контактными площадками к контактам коннектора и защелкнуть крышку. Но этот способ очень дорогой, так как цена одного коннектора сравнима со стоимостью полметра самой ленты и менее надежный, чем подключение с помощью пайки припоем. Не каждый домашний мастер захочет нести такие расходы, особенно если система освещения состоит не из одного отрезка светодиодной ленты, а множества.

Подключение питания способом пайки припоем

При самостоятельной подготовке к монтажу светодиодной системы освещения или подсветки дешевле и надежнее выполнить подключение проводов к светодиодной ленте методом пайки. При кажущейся на первый взгляд сложности, припайка проводов к контактам светодиодной ленты не сложней, чем любая другая пайка. Главное соблюдать технологию и паять паяльником с нагретым до требуемой температуры узким концом жала шириной около 2 мм. Искусству пайки паяльником на сайте посвящен ряд статей.

Отрезанный конец светодиодной ленты обычно приобретает вид, какой Вы видите на фотографии. Количество контактных площадок зависит от вида ленты. Например, RGB лента на фото имеет четыре контактных площадки и к каждой из них необходимо припаять отдельный проводник.

Для получения качественной пайки в обязательном порядке нужно подготовить спаиваемые поверхности, покрыв их слоем припоя. Посмотрев видеоролик, Вы убедитесь, что лудить контактные площадки светодиодной ленты не сложная работа.

111333

Контактные площадки светодиодной ленты не являются исключением и прежде, чем припаять к ним провода, их тоже необходимо залудить, как показано на фотографии.

Далее необходимо залудить концы проводов. Для этого необходимо предварительно нарезать их на куски нужной длины и снять с концов изоляцию. Цвет изоляции проводов значения не имеет, просто, когда используют провода с разным цветом изоляции, то не нужно будет в дальнейшем заниматься их прозвонкой мультиметром. Снять изоляцию на пару миллиметров и залудить провода сложно. Поэтому изоляция снимается на 8-10 мм,а после залуживания концов проводов, они подрезаются бокорезами до длины трех миллиметров.

Теперь осталось приложить залуженные концы проводов к контактным площадкам и по очереди касанием каждой площадки жалом паяльника с каплей припоя в течение пару секунд получить пайку, как на фотографии. После пайки нужно внимательно осмотреть, не соприкоснулись ли капли припоя соседних площадок. Для уверенности в отсутствии короткого замыкания между соседними площадками желательно воспользоваться мультиметром.

Напряжение на контактах светодиодной ленты не превышает 24 В, поэтому место пайки можно не изолировать. Но, все же, лучше обернуть его пару витками изоляционной ленты или надеть термоусадочную трубку с последующим прогревом строительным феном.

Зачем в аквариуме нужен свет

Одним из самых завораживающих, впечатляющих украшений современного интерьера является аквариум, но он невозможен без подсветки. Хороший светодиодный светильник для аквариума своими руками выполнить не так уж сложно.

Правильное световое оформление водоема сделает его одним из элементов дополнительного освещения квартиры. Свет является основополагающим фактором для активизации роста, размножения и развития различных водных аквариумных растений.

Люди, любящие аквариумистику, знают, что любая экосистема, возникающая на глубине, достаточно прихотлива. В ней образуются свои связи между микроскопическими организмами, водными растениями и разной живностью из тропиков.

Аквариумные рыбы — последнее и главное звено такой маленькой экосистемы, которой для нормального функционирования нужен дополнительный свет в аквариуме. Без определенного количества фотонов света вся зелень деградирует, потускнеет, не будет размножаться отводками и черенкованием.

Без этого они не выделят в воду кислород, который необходим для жизнедеятельности микроорганизмов и дыхания рыб посредством жабр.

Весь мини-водоем должен быть обогащен этим газом и хорошо освещен различными источниками света, ведь некоторые обитатели домашней акватории (лиловые растения, например) не могут поглотить весь спектр, а довольствуются лишь его малой частью.

Запомните! Не рекомендуется включать лампы летом более 10 ч/день. Зимой это время можно увеличить до 12 ч/день. Обязательно выключайте свет ночью на 6–8 часов. Рыбам тоже нужен отдых и определенный промежуток времени на глубокий сон.

Куда устанавливать осветительные приборы

Домашний водоем должен органично вписываться в общий дизайн. Его можно свободно вмонтировать в сервант, стенку и другую корпусную мебель. Причем по инструкции надо ставить светильники спереди сверху, а не за задней стенкой, как это делают начинающие аквариумисты.

Отлично выглядят различные самодельные и промышленные этажерки с аквариумами, в которых плавают разноцветные обитатели. Красиво смотрятся и подставки-тумбы. Обычная подсветка в них выполняется в виде крышки на водоем, открывающейся при кормлении рыб.

Запомните следующее:

1. При выполнении освещения над мини-водоемом в шкафу аквариум надо прикрыть фанерой, стеклом или другим материалом, во избежание попадания чего-нибудь в воду.
2. Можно намного уменьшить потребление электричества, если применить фотореле, таймер и термореле.

Эти устройства автоматические и удобны для слишком занятых людей. Они просто необходимы для живности:

• фотореле отключает свет, когда за окном наступает вечер;
• термореле обесточивает систему, когда лампы или вода или нагреются;
• таймер подключается к лампам (ко всем или к части) и позволяет выключать свет через определенное время.

Это важно для многих рыб и растений, особенно если у вас несколько мини-акваторий. Рыбы и растения из тропиков нуждаются в теплой воде и продолжительном освещении, а хладнокровные более покладистые и им не нужно столько света

Разрешена ли подсветка днища, штрафы в 2017 году

Любители внешнего тюнинга обеспокоены, разрешена ли подсветка днища на автомобиле, и какое грозит наказание в случае нарушения правил. На практике инспекторы ГИБДД достаточно часто штрафуют за самодельную подсветку, но их действия не всегда правомерны, к тому же в законодательстве нет совершенно четкой формулировки, какие изменения в конструкции авто являются правонарушениями. Хотя светодиодная или неоновая подсветка днища не входит в число штатных осветительных приборов транспортного средства, нигде в ПДД не указано, что она запрещена к применению

Здесь важно, как расположены осветительные приборы разного цвета, так как не допускается устанавливать:

• спереди – оптические приборы любых цветов, кроме белого, желтого и оранжевого, а световозвращающие элементы должны быть только белые;
• сзади – любые фонари, кроме желтых, красных и оранжевых, световозвращающие элементы здесь могут быть только красными.

Для подсветки номерного знака допустимо использовать только белые светильники, штраф в 2017 году за неправильное размещение световых элементов на кузове автомобиля может быть заменен лишением права управления машиной до 1, 5 лет. Многие водители хорошо знают, где нельзя устанавливать световые элементы, поэтому размещают их по правилам, но сотрудники ДПС все равно находят нарушения, ведь здесь можно трактовать другую статью, например, о самовольных изменениях в конструкции авто, незарегистрированных в ГИБДД.

Как правило, за установку подсветки днища водители отделываются предупреждением или штрафом 500 рублей. Многое зависит от региона, придирчивости «гаишников», где-то на дополнительные осветительные элементы инспекторы не обращают внимания.

При установке подсветки днища автовладельцу следует помнить о важных требованиях ПДД:

• освещение не должно смотреться, как сигнал, подаваемый машиной спецслужбы, допустим, не переключаться с синего света на красный;
• свет может находиться только под самим автомобилем, необходимо, чтобы он не выходил за габариты машины;
• световые лучи не должны отражаться от дороги, а если все-таки они отражаются, обязаны соответствовать допустимым цветам спереди и сзади транспортного средства.

Как такового штрафа за подсветку днища в правилах не существует, тем не менее, с водителей нередко взыскивают 500 руб. за управление ТС, не соответствующим ГОСТ 8769-75.

Расчет подсветки потолка светодиодной лентой

Разберем расчет подсветки на конкретном примере. Входные данные:

• Комната — 20 м2;
• Светодиодная лента SMD 5050.

Метод I

Светодиодная лента SMD 5050 белая 60 led на 1м имеет световой поток 800 люмен на погонный метр (характеристики популярных светодиодных лент собраны в конце статьи). При площади комнаты 20 м.кв освещенность от 1 метра ленты будет 40 люкс (800 люмен / 20 м.кв).

Для жилой комнаты или кухни комфортный уровень освещенности 150 люкс. Умножим его на коэффициент высоты потолка:

• до 2,7м — 1;
• 2,7 — 3м – 1,2;
• 3 — 3,5м — 1,5.

Значит, такой ленты потребуется:

150Лк / 40Лк * 1 = 4 метра

Но при длине ленты 4 метра, ее трудно равномерно расположить по периметру комнаты. Давайте воспользуемся другим методом расчета, исходя из фиксированной длины ленты (по всему периметру комнаты).

Метод II

При размерах помещения 5 на 4 метра, длина периметра – 18м. Исходя из потребности в 150 люкс, используем следующую формулу:

Необходимая яркость ленты (люмен/м.п) = требуемая освещенность * площадь комнаты / периметр комнаты

Необходимая яркость ленты = 150 * 20 / 18 = 170 люмен/м.п.

Учитывая, что это не прямой световой поток, а отраженный от потолка, для компенсации прибавляем 10-20%.

170 * 1,2 = 200 лм/м.п

Итого нам требуется светодиодная лента с яркостью свечения 200 люмен/м.п, например SMD 3528 60 шт/м с яркостью 240 Лм/м.п.

Суммарная мощность такой ленты длинной 18м будет 4,8 Вт/м * 18 = 86,4 Вт. Берем плюс 25% запаса мощности:

86,4 * 1,25 = 110 Вт

Осталось выбрать драйвер.

Расчет драйвера для светодиодной ленты

Выбрать подходящий блок питания для светодиодной ленты очень просто. Мощность светодиодов рассчитана на:

• Напряжение питания – 12В (реже 24В). Требуемое напряжение указывается в сопроводительной документации (на упаковке);
• Потребляемый ток указывается на упаковке из расчета на 1м. В среднем 0,02А на 1 светодиод.

Если потребляемый ток не указан, умножаем ток 1 светодиода 0,02А (SMD 3528) на количество диодов на 1м (60 шт) и на длину ленты (18м).

0,02 * 60 * 18 = 21,6А

Итоговые параметры блока питания: 110+ Вт и 22+ А.

Рациональнее будет разделить всю цепь на 2-4 контура с несколькими блоками питания меньшей мощности.

Схема подключения светодиодной ленты к блоку питания

Схема подключения к блоку питания

Это классический вариант монтажа. В местах соединений используйте коннекторы или пайку. Подробно как правильно соединять светодиодную ленту.

Не подключайте последовательно несколько лент, суммарной длиной более 5м. Производитель устанавливает толщину токопроводящих дорожек на ленте из расчета максимальной длины участка 5м.

Следуя из вышесказанного, подключайте ленты к драйверу только параллельно!

Подробнее о правилах подключения светодиодов.

Подбор светодиодов

Для грамотного выбора освещения светодиодной лентой нужно обратить внимание на следующие параметры:

• размер аквариума;
• виды рыб и растений, проживающие в водоеме;
• степень влагозащищенности и влагоизоляции (IP) ленты;
• мощность и яркость светодиодов;
• длина светодиодной полосы;
• продолжительность работы подсветки.

В большинстве случаев подсветка из светодиодов монтируется в крышку аквариума, но для украшения домашнего водоема можно разместить ее на дне и стенках по периметру. Под водой устанавливается лента только с защитой от влаги IP68. Не стоит забывать, что длительное время работы подсветки из глубины резервуара может негативно повлиять на поведение рыб и рост растений.

Если в аквариуме проживают только рыбки, то можно использовать самую простую светодиодную ленту с белым спектром света. Но не стоит перегибать палку: если света будет слишком много, то обитатели аквариума могут начать болеть, а вода приобретёт неприятный запах и помутнеет.

Для водоема с растениями следует более тщательно подойти к выбору спектра света, мощности ламп и размещению их в резервуаре. Кроме того, водоросли требуют именно красно-оранжевое и фиолетово-синее освещение, желательно комбинируемое друг с другом.

Как сделать подсветку для выключателя

Главная задача схемы выключателя с подсветкой на светодиоде – ограничить силу тока, протекающую через светодиод

Для диода не важно с какой скоростью через него будут проходить электроны, он заберет свою «порцию» и преобразует ее в свечение. Если же плотность потока электронов буде выше его пропускной способности, излишки выделятся в виде тепла, расплавив кристалл

Установка светодиода в выключатель 220В, схема:

Варианты, как можно подключить светодиод

Вариант 1

Такой способ подключения будет работать, но очень недолго, несколько миллисекунд, пока разгорится спираль лампы накаливания. При таком подключении ток цепи будет рассчитан исходя из потребности лампы, превысив потребности светодиода в сотни раз. Это неправильный вариант.

Вариант 2

Это уже жизнеспособный вариант. Токоограничивающий резистор R1 уменьшит силу тока до необходимой величины. Для обычного светодиода на 20 мА сопротивление резистора должно быть:

(320В-3В)/0,02А≈16 кОм а мощность 0,25-0,5Вт.

Ради увеличения срока службы подсветки и уменьшения нагрева резистора, параметры сопротивления лучше увеличить в 3-4 раза. Такую схему можно увидеть, если разобрать дешёвый китайский выключатель со светодиодом. Здесь нет защиты от обратного тока, что не способствует долгой жизни такого устройства.

Вариант 3

Включение диода с обратной полярностью защищает светодиод от обратной полуволны

Это важно, если на линии в сети есть мощные устройства: стиральная машина, бойлер, электрочайник. Можно использовать любой малогабаритный диод с напряжением до 500-1000 вольт

Специфика освещения

Подсветка аквариума светодиодной лентой вытеснила своих предшественников по причине превосходства. Лампы накаливания на каждый ватт мощности излучают световой поток не более 20 люмен. Светодиодная лента даёт больше света, на 1 Вт – 70-120 Лм.

Благодаря широкому спектру светодиодов создаётся оптимальная среда для обитателей аквариума. Нас интересует красный и синий спектр. Синий свет имеет длину волны 430 нанометров, а красный 650 нанометров – благодаря таким значениям процесс фотосинтеза проходит в нужном ключе, а выработка хлорофилла превышает норму. За счет таких условий растения и рыбки будут чувствовать себя хорошо.

Применение красного и синего спектра.

Основные особенности

Угол рассеивания света составляет 120 градусов, а значит, не будет затрагивать ненужные зоны и аквариум станет вполне себе симпатичным предметом интерьера в ночное время, а также ночным освещением комнаты.

Степень защиты светодиодов тоже порадует. Выбор стоит остановить на классе защиты от IP65 до IP68. Это полностью пылезащищённая лента, устойчивая к прямым брызгам и каплям воды – то, что надо.

Варианты в силиконовой оболочке не боятся воды, но нагреваются намного сильнее.

Выбирайте светодиодную ленту с мощным световым потоком в 800-1700 Лм на один метр, это позволит сократить объём устанавливаемой ленты и создать оптимальное освещение. LED-полоса монтируется просто. Достаточно оторвать наклейку на обратной стороне, как появится липкая плоскость.

При желании вы можете установить автоматические датчики включения и выключения подсветки. Удобно, современно и практично – ваши рыбки всегда со светом. Светодиодное освещение имеет большой срок службы, оно низковольтное и безопасное.

Преимущества:

• 25 000 и более часов работы;
• Не выделяют тепла (нет необходимости в теплоотводах и вентиляторах);
• Разные цветовые решения;
• Оборудование низковольтное и безопасное;
• Минимальное потребление электричества.

Недостатки:

• придется потрудиться над монтажом;
• цена LED-оборудования выше;
• нужен источник питания постоянного тока.

Применение LED-панелей с рассеивателями.

Методы расчета

Рассмотрим освещение на примере светодиодной ленты с количеством диодов 60 шт/м: световой поток одного метра – 1296 люмен (указан на упаковке), мощность 14,4 Вт. Значит, разделив метр мощности светового потока на потребляемую этим метром нагрузку, мы получим:

1296/14,4=90 . Значит 1 ватт потребляемой мощности ленты выдаёт световой поток в 90 люмен. Далее определяемся с размерами аквариума, и на какой высоте от дна аквариума будет расположен светильник.

Допустим, наш аквариум имеет размеры: ширина 1 метр, глубина 0,3м, высота 0,6 м – это 180 литров воды. Также в нём имеется крышка. Яркость измеряется в люксах, для аквариумов уровень яркости считается так:

• Низкий уровень – 15-25 люмен на литр;
• Средний уровень – 25-50 люмен на литр;
• Высокий уровень – более 50 люмен на литр.

В нашем случае 1296/(1мх0,3м)=4320 люкс – с учётом плотности воды и того, что луч света развёрнут на 120 градусов. Согласно таблице этого хватит на освещение среднего уровня нашего объёма и максимального для 100-литрового аквариума.

Мы рассмотрели пример стандартного аквариума, но размеры разные, поэтому пользуйтесь приведённым примером расчёта. Не забывайте про красный и синий спектры, они тоже излучают свет, поэтому одного метра такой ленты для 180 литров хватит с головой и это будет ярко.

Синий и красный спектры имеют меньшую силу светового потока, примерно 300 Лм и берутся поровну из расчёта один к одному. В нашем случае отрежьте по 50 см и монтируйте рядом.

Как сделать светодиодную ленту своими руками?

Создание светодиодной ленты своими руками может быть интересным проектом, но требует некоторых знаний в области электроники и пайки. Вот базовые шаги, которые помогут вам сделать светодиодную ленту:

Материалы и инструменты:

• Светодиоды: Выберите светодиоды нужного цвета и яркости.
• Плата: Вы можете использовать перфорированную плату или специальную плату для светодиодов.
• Резисторы: Необходимы для ограничения тока через светодиоды.
• Провода: Для подключения светодиодов и других компонентов.
• Источник питания: Блок питания или батарейное питание.
• Паяльная станция и припой: Для пайки компонентов.
• Изоляционная лента или термоусадочная трубка: Для изоляции соединений.

Шаги:

1. Выбор светодиодов и расположение: Выберите светодиоды нужного цвета, яркости и размера. Определите расположение светодиодов на плате.

2. Подготовка платы: Подготовьте плату, на которую будут устанавливаться светодиоды. Вы можете рассчитать необходимые отверстия и пути для проводов.

3. Установка светодиодов: Пайкой припаяйте светодиоды к плате, следуя их полярности (анод и катод). Обычно длинная ножка светодиода — анод, короткая — катод.

4. Добавление резисторов: Добавьте резисторы к каждому светодиоду для ограничения тока. Расчет сопротивления может потребовать знаний в области электроники.

5. Подключение проводов: Подключите провода к светодиодам и резисторам. Один конец провода соединяется с анодом светодиода, другой — с резистором и затем с источником питания.

6. Проверка и тестирование: Перед подключением к источнику питания убедитесь, что все светодиоды и соединения на плате правильно установлены. Выполните тестирование для проверки работоспособности.

7. Защита и изоляция: Изолируйте провода, чтобы предотвратить короткое замыкание. Вы можете использовать изоляционную ленту или термоусадочную трубку.

8. Питание и тестирование: Подключите светодиодную ленту к источнику питания и проверьте работоспособность. Убедитесь, что светодиоды светятся корректно.

Это базовый обзор процесса создания светодиодной ленты. Однако, создание эффективной и безопасной светодиодной ленты может потребовать более глубоких знаний в области электроники и электрической безопасности. Если вы не уверены в своих навыках, лучше всего обратиться к опытным электронщикам или инженерам.