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ミニ水草水槽の照明に赤色LEDを追加

 ダイソーの電球型LEDを使って小さな水草水槽を動かしています。調べてみると、植物の生育には赤い光があったほうが良いらしいので、照明に赤色LEDを追加することにしました。

▼5mmの砲弾型の赤色LEDを追加
ライトヘッドに赤色LED追加
 円周上に10個あるのが最初からある白色LEDで、その少し内側にあった通気用の穴を拡大して赤色LEDを4個取り付けました。LEDを5個取り付けた方が配置のバランスが良いのですが、2個直列ペアで使うので4個だけになりました。

▼配線
裏面の配線
 裏側で配線します。LEDはホットボンドで固定しました。LEDの足は放熱の助けになるので出来るだけ長く残した方がいいです。

▼回路図
回路図
 上の点線内がオリジナルの3060の白色LEDで、18Ωの電流制限抵抗が各LEDに入っています。

 D10~13が今回追加した赤色LEDの回路です。使ったLEDは秋月の「超高輝度5mm広角赤色LED OS5RKA5B61P」で波長は625nmです。

 電流制限抵抗が二つのLEDの間に入っていますが、配線の都合でこうなっただけで特に意味はありません。また51Ωがパラになっているのは手持ちの関係です。赤色LEDの順電圧は低いので2個直列で点灯させています。この赤色LEDは60mAまで流せるのですが、30mAくらいに抑えて使っています。

 アノードコモンの配線になっていますが、これは後でPWMで調光することを考えたためです。アノードコモンにしておけばn-MOSのパワーFETが使えるので少し有利になるはずです。

 それと、+5Vの配線はオリジナルのUSBケーブルを使わず、新たに追加した線の方を使った方が良いです。オリジナルのUSBケーブルの配線抵抗は高いので、電圧ドロップが大きいです。これを往復で使うとドロップが二倍になってしまうので、そのロスを少なくするために、片道だけで使うように配線しました。つまり、USBケーブルの二本の線は白と赤色LEDのローサイド側の配線に使います。なお、電源電圧5VでLEDの電流は合計で約380mAでした。

▼点灯している様子
点灯した状態
 この写真は電流を絞って撮影しています。

配光
 赤色光はこの写真のように少し指向性があります。ただ実際にはガラス瓶の蓋で光が拡散されるので、これほどはっきりした指向性は無くなるはずです。

▼使用状態
アクアライト
 赤色LEDの光が上の方に漏れています。

 赤色を追加したことで、赤い水草の色が鮮やかになりました。白色の照明は電球色なので少し黄ばんでいます、というか少しライムが入っているのですが、こっちはもっと色温度が高い方が水草の緑色が綺麗になります。

◆今後の予定
 現在の照明はソーラータイマースイッチを使い、夕方の消灯時刻にオフセットをかけて使っているのですが、最大に延長しても夜の7時過ぎには消灯してしまうのでちょっと寂しい感じです。もっと遅くまで点灯させれば綺麗なインテリアになるのですが、1日の点灯時間が長くなり過ぎて、植物などに悪影響がありそうです。

 ということで困っていたのですが、良い方法を思いつきました。夜はフルパワーで光らせる必要は無いので、例えば10%くらいに減光して点灯させれば、それだけでインテリアのポイントライトになるはずです。減光はArduinoのPWMを使えば簡単に出来るはずです。

 ついでだから、いきなり点灯させるのではなく、徐々に明るくなるようにすると、自然な夜明けと夕暮れを表現出来そうです。それに、こうすればエビをびっくりさせることもないはずです。さらに赤色LEDの明るさを独立して制御すれば、夕焼けを表現したり、真っ赤な照明にするなどの演出も出来るはずです。

 そんなことで、すごく面白そうなのでやってみたいと思います。まずは、滑らかにLEDの明るさを変えるプログラム作りから始めます。

◆水槽近況
 水槽の運転を始めたのが10月2日。ミナミヌマエビを2匹入れていたのですが、残念なことに8日目の朝に1匹が死んいました。残る一匹は元気で脱皮とかやってます。植物の方は特に異常は無く、少し成長してきたので水面付近の葉を少しカットして、水中に光が入り易くしてやりました。
 あと、ごく僅かですがガラス瓶にコケが付着し始めています。エビ君が一匹では手が回らないのかもしれませんが、照明時間を短かくした方が良いのかも知れません。
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植物の照明

Panda43です。
植物の成長には赤色の光があると効率がいいようで
植物の成長が促進されるそうです
(これには裏話があって赤色LEDが安いので安くできる)
効率が一番悪いのは青で、白色や赤色の強い光を当てると
葉の裏側まで達して熱に変化する量も多いらしいです
その点、緑色は葉の吸収率はそれほど高くないけど
裏側まだ達することもなく葉の中で反射して効率よく
光合成に利用されるようです。
白色+緑色LEDで実験されてみてはいかがでしょうか・・・
(これは東京大学の論文から引用させていただきました)

ただし、これは畑で作られている植物の話で水中の場合は
すべてが当てはまるかどうかはわかりません。
(海水中は500nm、真水では450nmがよく伝わる性質がある
ために、海藻や藻や魚は海は青緑色、川は青色によく反応する
ようです)

re:植物の照明

Panda43さん情報ありがとうございます。

検索してみるといろんな情報が出てきますね。もう少し自分なりに調べてみたいと思います。

緑色のLEDは水草が綺麗に見えそうですが、赤色LEDを使って照明効果を出すことを狙っているので、とりあえずこのまま行こうかと思います。

やっぱり良い!

こんばんは。 これと同じものが作りたい。
以前から植物育成LEDを使って植物を栽培したいと思っていました。
良いですね季節にあった時間とPMW制御でライトアップ生物の環境に優しいですよね。
水温もペルチェ素子を使って一年中ぬくぬく環境何て出来たら良いな。
以前、夏場の水温管理にファンでの気化熱で管理していたので部屋の湿度が酷くカビに悩まされた苦い思い出。
今、もう少し大きい瓶を探し中です。なかなか無いんですよね。

日の出日の入りプログラムとても便利に活躍しています。感謝です!

re:やっぱり良い!

hiroさん、おはようございます。

この照明ランプ用のコントローラーのプログラムを作成中、とういかソーラータイマースイッチのプログラムを修正中です。
変更箇所が多いのでまだ時間が掛かりそうですが、完成したら記事で紹介しますので、お楽しみに。

我慢できない

こんばんは。私もビオトープを真似したくて計画したのですが、リビングでやるのは家族からOKが出なくて(以前、熱帯魚でリビングの隠れた隅などいたる所をカビだらけにした経験があり反感)。自分の部屋は夏に西日が強く室温が37度位になるので諦めていました。
ですが、やはり我慢出来ないんですよね。自分の部屋でどうにかやってみようと、ガラス瓶と水草その他を買ってきました。
この季節はまだ問題ないのですが自分の部屋でどう生物に負担を掛けないで育てることが出来るか夏に向けて思考中です。
ペルチェ素子など昔買ったのがあるので活用できたら良いな。
難しいようなら、素直にエアコンに頼ります。


re:我慢できない

hiroさんおはようございます。

バブリングや濾過ポンプを使わない水槽は周囲を汚さないのですが、一度そういう経験があると拒絶反応なんでしょうね。

当方の水槽はエビが増えすぎて水草を食い荒らすのがちょっと問題です。夏になって水温が上がって、何か新たな問題が起きないといいのですが。
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