植物成長促進灯で大きく成長

今話題のトピックに投票しなければならないとしたら、私の一票は園芸照明に向かうでしょう。 発光ダイオード(LED)の価格の下落、メーカー市場の考え方の上昇、および法規制の変更に伴い、「どうすればよいですか?」 そして「どこから始めればいいの?」のような質問が私たちの技術部門に殺到しています。ミネソタ州のマスターガーデナーであり、Digi-Keyの技術者として、これは私が調査するために選択した個人的に刺激的なトピックの1つであるように思います。 私は決して植物学者ではありませんし、オプトエレクトロニクスを専門とする電気技師でもありません。 しかし、私はこれらの領域のトピックに適切に対応できていると感じています。 この投稿と私の努力から得られたテスト結果が、あなたの植物に適切な照明を作るための思考プロセスを正しい方向に導くことを願っています。

光と植物の反応の背後にある科学

高校の科学の授業で学んだ、植物が日光を吸収し、それをエネルギーに変換して植物を成長させ、繁栄させ、生産させる光合成の機能を持つ化学物質であるクロロフィルの基本を思い出すかもしれません。

クロロフィルには2つの下位区分があり、単にクロロフィルaおよびクロロフィルbと名付けられています。 クロロフィルbは460nmで太陽光スペクトルをキャプチャするように最適化されていますが、クロロフィルaは650nmスペクトルのエネルギーをキャプチャするのに優れています。

出典:Osramホワイトペーパー:園芸照明アプリケーション向けのLED(英語)

もちろん、クロロフィルの吸収以外にも、植物にはより多くの科学があります。 スペクトルが異なれば、開花、結実、植物発育などの植物反応も異なります。 光への曝露時間–光周性と呼ばれる–も違いを生む可能性があります。 たとえば、ポインセチアでは、これらの鮮やかな赤い葉を生成するために、13時間途切れない暗闇と11時間の明るい光が必要です。

広スペクトル光源の代わりにLEDを使用する利点は、LEDがスペクトルのカスタムレシピを使用して、目的の植物反応を誘発できることです。 (マイクロマネージャ、喜んでください!)この回答はデザインに含めるLEDに影響を与えるため、照明でまさしく何を達成しようとしているのかという質問に答えていただく必要があります。

Osramによる園芸照明アプリケーション向けのLED(英語)は素晴らしいホワイトペーパーであり、特定の植物の成果に必要な光スペクトルを詳しく説明するセクションを備えています。 8ページの「一般的な照明のレシピ」をご覧ください。

また、LEDは、蛍光灯や高圧ナトリウムライトなどの他の光源よりもエネルギー効率が良く長寿命です。

他の光源の簡単な紹介:

蛍光灯照明器具

蛍光灯照明器具は、主にコストと使いやすさのために、趣味のガーデナーにとって適切な光源です。 器具を吊り下げ、蛍光管を追加すれば完了です。 これらの蛍光管は、さまざまな波長で構成され、それにより広いスペクトルをカバーする白色光を作り出しています。

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出典:Wikipediaによる色温度:https://en.wikipedia.org/wiki/Color_temperature

蛍光灯はT12、T8、T5と呼ばれます。 文字Tはそれが管状であることを意味し、数字はその直径を8分の1インチの倍数で示します(T5 = 5/8インチ、T8 = 8/8または1インチ、T12 = 12/8または1½インチ)。

長年にわたり、私はゼラニウム、多肉植物を越冬し、発芽させるために、安価な機械式タイマとともに2つの二重管ショップライト器具を使用してきました。 しかし、プロのガーデナーとしては、主に蛍光灯が広い範囲に照明を提供する優れた方法ではなく、それほど効率的でないため、他のソリューションを探す必要があります。

高圧ナトリウム(HPS)灯

より大きい温室アプリケーションで使用されるHPS灯は、高い光強度を提供しますが、エネルギー節約にはなりません。 それらは大きく、高価であり、ウォームアップおよびクールダウン期間などの他の要件もあります。

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出典:http://horteng.envsci.rutgers.edu/conspics.htm

LED植物成長促進照明器具の設計

ゼロから始める

このタイプのアプリケーション用で私たちが持っているものの大部分は、LED照明 - 色のカテゴリにある表面実装LEDです。 まず、アプリケーションに適した波長を選択する必要があります。 汎用の植物成長促進灯を作製する場合は、クロロフィル生成スペクトル460および650nmに狙いをつけてください。

しかし、PCBを作りたくはないのですが、・・・

別のオプションは、LEDが直接はんだ付けされているモジュールを利用することです。 これらのタイプのモジュールは、LED照明 - COB、エンジン、モジュールセクションにあります。 この場合も、希望する植物反応に適した波長を選択する必要があります。

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Opulent AmericasのLST1-01F06-RYL1-00(Digi-Key品番 1672-1131-ND)は、スターボードに455nm Osram OSLON LED Q65112A0793(Digi-Key品番 475-3273-1-ND)を実装しています。

これらのタイプのLEDは扱いやすいかもしれませんが、それでも回路図を作り、設計に適切なLEDドライバを選択する必要があります。 また、熱に関する考慮事項に留意する必要があります。疑わしい場合は、LEDをできるだけヒートシンクに取り付けてください。

なにかほかに完成させるために必要なものはありませんか?

完成品に一歩近づくもう1つのオプションは、植物成長促進照明アプリケーション向けに販売されているDigi-KeyシステムのPCB LEDボードです(品番1121-1640-ND)。 このPCBは12インチの長さで、12個の 660nm LEDと7個の 460nm LEDが含まれています。 データシートでは、LEDボードを1つだけ使用する場合はドライバとして1121-1048-NDを、2つのLEDボードを並列に駆動する場合は1121-1087-NDを推奨しています。

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Thomas Research Productsの132541(Digi-Key品番 1121-1640-ND

植物成長促進照明の設計例

スターボードとドライバおよびAC入力ケーブルを使用して、小さな植物成長促進照明器具を作製しました。これは、5インチx 5インチの小さなエリアをカバーし、単一の苗木に適しています。

1 x 1866-1114-ND:LEDドライバ 9-36V、350mA $ 8

2 x 1672-1127-ND:450nm COBスターボード各$ 7

2 x 1672-1129-ND:660nm COBスターボード各$ 8

1 x Q114-ND:ACケーブル、6フィート$ 3

総費用:$41(部品の価格)

追加のお役立ち情報

質問あるいはご提案がありましたら、以下にコメントしてください。








オリジナル・ソース(英語)

ライアンさんの返信:

1121-1640-ND LEDライトバー用の優れたヒートシンクは次のとおりです。

50mmサイズの2つのファンがヒートシンクを冷却します。 ファンは常にシール側に向かって吹くので、VHBテープでヒートシンクの両側に各ファンを取り付けるとうまく機能します。ファンは、外気を引き込み、ヒートシンクのフィンを通してそれを吹き出して、適切な温度に保ちます。 ファンは12VDCですが、照明用とは別の12VDC電源をお勧めします。 以下は、パーツリストの例です。

987-1302-ND | 364-1254-ND | 3M9825-ND | 1121-1640-ND | 1121-1221-ND | ATS2189-ND | MB50151V1-000U-A99 については、ここをクリックしてください。

ビルダーさんの質問:

照明を構築したいのですが、 このスレッドがどこに行ったのかわかりません。
「どうすればよいですか?」 そして「どこから始めればいいの?」といった質問です。
これについてお手伝いいただけますか?

ライアンさんの回答:

こんにちは、ビルダーさん。

TechForumの検索ボックスに「led」と入力するだけで、あらゆる種類のLEDの結果が得られます:https://forum.digikey.com/search?q=led

これらの結果をスクロールすると、多くのリソースが提供されます。

クリスさんの返答:

以下は、ビルダーさんの検索に役立ついくつかのリンクです。
Hands On: Working with LED Ribbons Part 1
Hands On: Working with LED Ribbons Part 2

この投稿では、照明ユニットを組み立てる方法について説明します。 キュービクルの照明を設定する方法について、順を追って説明します。 [Photo Jan 16, 9 44 43 AM] LED照明をどのように活用したいのか、ちょっと空想してみてください。 ここではいくつかの例を示します:キッチンでバックスプラッシュを強調するために使用したいですか?ミシンのアームに取り付けて作業照明用に使用したいですか?車椅子の地面効果の測定に使用したいですか?あなたは・・・

そして私たちの検索エンジンはhttps://www.digikey.jp/short/z55m7z です。

お役に立てればと存じます。