Arduino, LED e crescita delle piante (progetto)

[edgar]

per un consumo complessivo di 960W

Se usi questa potenza anche solo per 5 ore al giorno, se non hai un fotovoltaico, ti verrà a costare circa 1€ al giorno di solo consumo. Progetto interessante ma insostenibile economicamente per uso prolungato IMHO.

[IlGuru]

Domanda più fisica che elettronica: cosa succede se sommo una fonte luminosa ad un'altra? Non credo che si sommino i due.

In che senso? Se generi due fotoni con lunghezze d'onda differenti, continui ad avere due fotoni con energie differenti fino a che non vengono assorbiti.

[elegos]

Domanda più fisica che elettronica: cosa succede se sommo una fonte luminosa ad un'altra? Non credo che si sommino i due.

In che senso? Se generi due fotoni con lunghezze d'onda differenti, continui ad avere due fotoni con energie differenti fino a che non vengono assorbiti.

Credo di essermi confuso tra la percezione luminosa e l'effettiva quantità di luce presente. Ora che ci penso credo di ricordare infatti che la percezione luminosa sia su scala logaritmica, come il suono, mentre la quantità dovrebbe sommarsi, anche se parliamo di un apporto di molto inferiore rispetto all'ambiente (esempio pratico: 1W di luce bianca in una giornata di pieno Sole).

per un consumo complessivo di 960W

Se usi questa potenza anche solo per 5 ore al giorno, se non hai un fotovoltaico, ti verrà a costare circa 1€ al giorno di solo consumo. Progetto interessante ma insostenibile economicamente per uso prolungato IMHO.

Infatti, stavo pensando di cominciare a delineare una serra a temperatura, umidità e luminosità (massima) controllata da tenere all'esterno (es. sul terrazzo). Dovrei avere quindi sensori di temperatura e di umidità uniti a relative resistenze (caldo) o sistema di raffreddamento (celle di peltier?), un umidificatore con serbatoio ed una ventola per l'espulsione dell'umidità in eccesso... per quanto riguarda il sensore di luminosità dovrei in teoria dotarmi di un misuratore di PPFD, ma sono molto costosi (il solo sensore senza apparecchio costa minimo 150€). Stavo però pensando che, dopotutto, un diodo può sia emettere, sia ricevere i fotoni a determinate lunghezze d'onda... sfruttando questo meccanismo potrei crearmi un PARometro (non calibrato), ma dovrei appunto calibrarlo con uno strumento (magari preso in prestito?). In caso di luminosità eccessiva si potrebbe utilizzare un vetro elettrocromatico, oppure (molto più cheap) un sistema a veneziane motorizzate...

[IlGuru]

Per assicurarsi ~750 umol/m^2/s - ossia la luce necessaria per una pianta in fiore richiedente tanta luce - sono necessari, con i COB Luminus, ben 4 COB da 32mm (min 800 max 940 PPF - misurati in lab circa 211 PPFD)

Non mi è chiaro che conto hai fatto.
Diciamo che vuoi usare uno di quei COB:
Diciamo che monterà una lente che illumina con un angolo di 90° pertanto emetterà luce con un angolo solido di:
steradianti

Diciamo che il COB verrà posizionato a R = 0.4 m, illuminando una sezione di superficie sferica di:



La densità di flusso sarà:



Che va quasi bene. Avvicinando il COB questo valore aumenta, aumentando le piante aumenta la superficie da illuminare e bisogna aumentare i COB.

In questo caso consumeresti 200 qualcosa W non 1000

[elegos]

I dati li ho presi dal seguente video: https://www.youtube.com/watch?v=x6SluGFbQT0 - probabilmente i loro dati indicano un PPFD tanto basso perché considerano una superficie di 1m^2 quando la luce, a 30cm dalla superficie, riesce ad illuminarne meno di 1/3?

[IlGuru]

Si ma perché illuminare un metro quadro con un led solo?
Se devi fare un progetto di una lampada lo decidi tu quanto illuminare e a quale distanza.

[elegos]

Potrebbe avere senso in un contesto di coltivazione di massa. Considerando invece la luce come dedicata ad una singola pianta (di dimensioni contenute) potrebbe avere più senso.

Ora che abbiamo individuato la fonte luminosa "principale", in teoria dovremmo considerare dei canali di luce secondari per simulare il diverso spettro durante l'anno... è un discorso che ha senso, oppure si può semplicemente giocare sul PPFD durante l'anno?

Inoltre vedo che la temperatura che raggiunge quel COB è di circa 85°C. Per evitare di (letteralmente) cuocere la povera pianta, un sistema di dissipazione si rende necessario. La soluzione più ovvia sembrerebbe un raffreddamento passivo + attivo (dissipatore in alluminio + ventola a bassi regimi ed ampio raggio per minimizzare il rumore?)

Rimane anche un altro quesito: esistono alimentatori DC da 54V, magari a dissipazione "non rumorosa"? (ho una brutta esperienza con l'alimentatore LED utilizzato dalla stampante 3D che, quando acceso, fa un forte rumore con la ventola). Inoltre avrebbe senso abbassare la tensione a 3.3V per alimentare ad esempio un Arduino, oppure a 12V per una o più ventole di raffreddamento, oppure sarebbe consigliabile un circuito di alimentazione separato?

[IlGuru]

Ora che abbiamo individuato la fonte luminosa "principale", in teoria dovremmo considerare dei canali di luce secondari per simulare il diverso spettro durante l'anno... è un discorso che ha senso, oppure si può semplicemente giocare sul PPFD durante l'anno?

Occorrono 2 led, uno con componente maggiore sul rosso, ed uno sul blu. Dimmerando i due dai alla pianta la luce di cui ha bisogno, blu per la vegetativa e rosso per la fioritura.

Inoltre vedo che la temperatura che raggiunge quel COB è di circa 85°C. Per evitare di (letteralmente) cuocere la povera pianta, un sistema di dissipazione si rende necessario.

Senza dissipazione il led crepa nel giro di pochi secondi, molto prima della pianta. Un dissipatore attivo è molto più piccolo ma le ventole generano polvere e si possono rompere in qualunque momento. Un dissipatore passivo non soffre di questi problemi ma è moooolto più grande. In ogni caso il calore (aria calda) va estratto dal luogo di coltivazione.

Rimane anche un altro quesito: esistono alimentatori DC da 54V, magari a dissipazione "non rumorosa"?

Alimentatori per LED ne esistono di ogni tipo, sono tutti switching quindi non è hanno bisogni di questi grandi ventilatori.

Inoltre avrebbe senso abbassare la tensione a 3.3V per alimentare ad esempio un Arduino, oppure a 12V per una o più ventole di raffreddamento, oppure sarebbe consigliabile un circuito di alimentazione separato?

Le linea di alimentazione di un micro deve essere sempre separata dal resto in ogni caso.

[elegos]

Lo spettrogramma di quel COB già fornisce una forte componente blu e rossa, relativamente agli altri colori. Quello che volevo fare era avere la possibilità fondamentalmente di aumentare la componente blu e leggermente la verde, abbassando la rossa (e magari aggiungere una parte di violetto (400 nm) che sembra aiutare, in piccole quantità, la biocomposizione della pianta). Questo vuol dire che dovrei abbassare la potenza erogata al COB principale ed accendere le luci secondarie. Ma come quantificare il loro fattore PPF(D), se queste informazioni non sono disponibili, se non che un fattore di potenza pura (W)?

Per il calore da rimuovere non dovrebbe essere un problema, essendo la casa (almeno la mia) condizionata (il computer che deve dissipare ben più di 80°C non ha problemi, specie d'Estate).

Per l'alimentazione quindi immagino si possano mettere in parallelo un trasformatore AC-DC 54V5A per il COB ed un AC-DC 5V da modulare come serve (es l'arduino che ho gira a 3.3V) ed eventualmente attaccarci un paio di ventole per aiutare la dissipazione, calcolando l'assorbimento di A del caso

[IlGuru]

I dati li ho presi dal seguente video: https://www.youtube.com/watch?v=x6SluGFbQT0 - probabilmente i loro dati indicano un PPFD tanto basso perché considerano una superficie di 1m^2 quando la luce, a 30cm dalla superficie, riesce ad illuminarne meno di 1/3?

Il tipo sta facendo funzionare i led a 50W quindi ad 1/4 della potenza. Per quello misura PPFD così bassi.