Kolik světla potřebují ryby v akváriu?

Světlo hraje důležitou roli při produkci kyslíku rostlinami, který je nezbytný pro správné fungování ryb a dalších vodních živočichů. Pouze za přítomnosti světla rostliny syntetizují organické sloučeniny z jednoduchých anorganických látek. U ryb světlo reguluje základní životní procesy, jako je krmení nebo tření. Další funkcí osvětlení je poskytnout vizuální zobrazení akvária a jeho obyvatel.

V přirozených podmínkách závisí množství světla vstupujícího do nádrže na mnoha faktorech: úhlu dopadu světelných paprsků, povaze nádrže, průhlednosti vody (ovlivňuje množství absorbovaných a rozptýlených světelných paprsků ve vodě) a počet překážek, na které narazíte. Důležité jsou také barevné pruhy (které jsou součástí slunečních paprsků) dopadající na rostliny. Rostliny potřebují červené a modré světlo.

2. Závislost osvětlení akvária na hloubce vody

Spolu s hloubkou (výškou) nádrže se mění i intenzita osvětlení – klesá. Proto je třeba pamatovat na to, že čím vyšší je akvárium, tím silnější by mělo být osvětlení.

3. Typy světelných zdrojů používaných v akváriu

солнце

Přirozený zdroj světla používaný jako doplněk umělého osvětlení. Pokud by slunce bylo jediným zdrojem světla, pak by ho v zimních měsících byl nedostatek, ubývalo by vegetace a tím pádem i ryb. Nedoporučuje se používat sluneční světlo nebo umístit akvárium na okenní parapet, protože to urychluje růst řas a kolísání teplot mezi nocí a dnem.

fluorescenční

V současné době je široce používán umělý zdroj světla. Při provozu jsou velmi hospodárné (včetně dlouhé životnosti) a zajišťují dobré osvětlení celé nádrže (cca 15 % energie se uvolňuje ve formě světla). Jsou dostupné v různých barvách.

Rtuťové (vysokotlaké) výbojky (HQL)

Vyznačují se vysokou účinností a nízkými provozními náklady (na rozdíl od zářivek neztrácejí tak rychle intenzitu světla). Doporučeno pro použití v akváriích s hladinou vody nad 60 cm Určeno hlavně pro otevřená akvária (neměla by být instalována přímo nad hladinou vody). Při použití silných světelných zdrojů musí být voda v akváriu obohacena oxidem uhličitým.

Metalhalogenidové výbojky (HQI)

Oproti rtuťovým jsou vhodnější díky příznivější barvě světla. Určeno také pro velké nádrže, ale vyžaduje dodatečné bodové osvětlení. Rychle se opotřebovávají a zahřívají (vodu však výrazně neohřívají). Při použití silných světelných zdrojů musí být voda v akváriu obohacena oxidem uhličitým.

LED osvětlení

Jedná se o nejdražší řešení (pořizovací náklady), ale také nejlevnější z hlediska provozních nákladů. Používá se hlavně k osvětlení akvária v noci (za špatných světelných podmínek).

4. Osvětlení pro rostliny

Pokud jde o šlechtění rostlin, není žádným tajemstvím, že pro správnou fotosyntézu jsou nejlepší vlnové délky 400-450 nm a 650-700 nm, zatímco vlny kolem 550 nm jsou k ničemu. Níže uvedený graf ukazuje závislost procesu fotosyntézy na vlnové délce světla:

Na trhu je mnoho zářivek běžně používaných pro šlechtění rostlin, např.: Philips Aquarelle, Osram Fluor, Sylvania Grolux, Hagen Aqua Glo, ale jejich cena není nejnižší. Pojďme se podívat, zda se do tohoto typu zářivek vyplatí investovat. Začněme určením, které světelné parametry jsou nejdůležitější.

4.1. Parametry osvětlení.

Zářivky mají následující parametry:

Index barevné podání (RA nebo CRI) maximální hodnota RA je 100. RA = 100 je poměr slunce. S RA od 80 do 90 máme dobré podání barev a s RA nad 90 máme velmi dobré podání barev. RA menší než 80 jsou vzácné. Níže je uvedeno srovnání přesnosti barev mezi RA=70-100 a RA=30-50. Můžete vidět, jak RA=30-50 mění barvu květů.

RA, jas a teplota barev nejsou pro rostliny příliš důležité a obecný názor, že lampa musí mít nízkou barevnou teplotu, je jen mýtus. Druhým mýtem je, že akvarijní světla jsou lepší než běžné zářivky. Akvarijní lampy jsou krásně zabalené a mají fantastické názvy, jsou však vyrobeny stejnou technologií a svými parametry jsou velmi podobné běžným zářivkám. Výrazný rozdíl však bude patrný v ceně. Je pravda, že existují lepší a horší zářivky, ale chci vás upozornit na to, že neexistují zářivky, které by nebyly vhodné do akvária a které by mohly ublížit rostlinám nebo rybám. Všechny mají bohaté spektrum, a pokud rostliny v akváriu nerostou dobře, je třeba hledat faktory tohoto stavu v parametrech vody, přístupu k živinám (zajišťovaným rybami nebo uměle vypěstovanými speciálními hnojivy nebo stlačenými do láhve s oxidem uhličitým) a osvětlení, instalované v akváriu. Stačí se zeptat výrobců vodních rostlin, jaké zářivky používají, a uvidíte, že většina z nich používá ty nejlevnější.

5. Barva osvětlení závisí na barevné teplotě zářivek.

Pokud vás zajímá, které barevné zářivky mají různé teploty, bude se vám hodit následující spektrální tabulka.

Níže jsou uvedena akvária po nasvícení různými značkami zářivek objevujících se na našem trhu s různou barevnou teplotou.

2700 To
3000 To
4000 To

Jak vidíme, barva světla odpovídá barvám na spektrálním diagramu. Pokud by člověk chtěl v akváriu dosáhnout pěkného efektu nějaké barvy, pak může snadno zajít do obchodu a koupit si zářivku s požadovanou barevnou teplotou. Můžete smíchat dvě různé zářivky a vytvořit barevnou kombinaci.

POZORNOST!. Některé zářivky nelze použít samostatně, protože mohou ovlivnit růst řas, proto se používá smíchání dvou zářivek s různými teplotami barev.

6. Zářivky T5 a T8. Které si vybrat?

Na trhu jsou k dispozici zářivky T5 i T8. Pokusím se představit rozdíly mezi nimi:

• Liší se především průměrem T8 26 mm a průměrem T5 16 mm.
• Délka Například T5 s 24W je dlouhý 55 cm a T8 s 25W je dlouhý 74 cm.
• T5 má ve srovnání s T8 delší dobu provozu
• T5 má větší účinnost, tedy energeticky účinnější
• T5 je dražší než T8, v závislosti na výrobci od 10 % do dokonce 130 %
• T5 vyžaduje speciální elektronický předřadník, který není levný, což prodražuje celou instalaci. Výhodou tohoto předřadníku je úspora energie a bez blikání.

Z toho vyplývá, že koupě T5 je dobrá volba z hlediska výkonu a výhod – malé rozměry, vysoká účinnost, dlouhá životnost. Cenový rozdíl oproti T8 je však značný. Před koupí byste si to tedy měli rozmyslet. Při výběru pamatujte na to, že T8 zářivky T5 pole se ukládají z hlediska světelného spektra a poměru RA. Mají mírně nižší vitalitu a potenci, ale také produkují dobré barvy ryb a indukují růst rostlin.

7. Předřadníky – typy a výhody

Na trhu jsou k dispozici následující předřadníky:

• Magnetické balancéry, nazývané také indukční balancéry, se primárně používají pro zářivky T8 v kombinaci se startéry (také nazývané startéry). Jejich hlavní výhodou je cena. Jsou několikanásobně levnější než elektronické předřadníky
• Elektronické předřadníky se používají pro zářivky T5 a nově také pro zářivky T8. Elektronický předřadník nevyžaduje použití startérů. Výhodou elektronických předřadníků oproti magnetickým je především spotřeba elektrické energie (asi 15 %), eliminují efekt blikání světla, prodlužují pracovní dobu holubů až o 50 % a při provozu vydávají méně tepla.

8. Označení 865, 965, 840, 930, co to je?

Tyto značky mají v sobě zakódovaný koeficient RA a barevnou teplotu. například Philips 840 znamená, že RA je větší než 80 a menší než 90 (číslo 8) a barevná teplota je 4000 K (číslo 40). Jiný příklad 965 znamená, že RA je větší než 90, což je velmi dobré, a takové zářivky stojí více než osm a barevná teplota je 6500 K. Někdy existují nepatrné rozdíly, jako například NARVA BIOVITAL 955, který má barevnou teplotu 5800K spíše než číslo označující 5500K. Pro přesný odhad teplotního koeficientu teploty a RA se proto prosím obraťte na dokumentaci k fluorescenci nebo na webové stránky výrobce.

9. Stanovení potřebného výkonu osvětlení

Pro stanovení potřebného výkonu osvětlení platí různá pravidla. Staré Ringwaldovo pravidlo například říká, že na 1 dm2 plochy dna nádrže by mělo připadnout 0,75 W zářivkového osvětlení nebo 2 žárovkové osvětlení (to platí pro 30litrovou nádrž). Dalším pravidlem je, že 1 litr vody vyžaduje světelný výkon 0,5 W. Ve skutečnosti vše závisí na hloubce akvária a na tom, co v něm budeme pěstovat. U hustě osídlených akvárií bylo navrženo, že osvětlení by mělo být kolem 0,6 W/l vody. Je velmi důležité udržovat správnou rovnováhu mezi výkonem osvětlení a množstvím živin, které mají rostliny k dispozici. Pokud rostlinám nezajistíme dostatek živin, budeme plýtvat nadbytečným světlem.

Při výběru osvětlení byste neměli navrhovat počet lumenů, které světelný zdroj produkuje, protože počet lumenů neodráží skutečný počet emitovaných fotonů a pouze subjektivní dojem lidského oka. Čím více lumenů, tím si lidské oko všimne, že světlo je jasnější. Lidské oko však může být oklamáno a jasnější světlo nemusí vždy znamenat, že je emitováno více fotonů. Chcete-li určit množství potřebného světla, musíte vzít v úvahu ještě jeden parametr – počet wattů nebo světelný výkon. Ke snížení ztrát můžete použít i reflektory. Jedná se o hliníkové kryty s vysokým zrcadlovým povrchem pro zářivky, které směřují veškeré světlo dolů při zachování co nejmenších ztrát. Díky tomu můžete spotřebovat až o 30 % méně světelného výkonu. Nejsou to drahé hračky a efekt, který vytvářejí, je viditelný pouhým okem :). Musíte se také ujistit, že povrch vody není statický, protože bude fungovat jako zrcadlo, odrážet světlo a způsobovat ztráty. Nejlepší jsou filtry a provzdušňovače, které vytvářejí vzduchové bubliny, které rozbíjejí a pohybují vodní zrcadlo.

Poznámka. Při použití silného osvětlení je nutné zajistit rostlinám oxid uhličitý a živiny ve velkém množství. Je však třeba dbát na to, aby nedošlo k narušení biologické rovnováhy. Při přebytku živin, které rostliny nevyužijí, dojde k růstu řas.

10. Několik tipů při instalaci osvětlení

Aby bylo osvětlení v akváriu co nejblíže přirozenému, doporučuje se používat smíšené osvětlení (například červené a modré zářivky, teplé a studené zářivky). Je důležité, aby akvárium bylo osvětleno po dobu 12-14 hodin v průběhu 24 hodin. Světelný zdroj (zdroje) upevníme do akvarijního krytu (zakoupeného ve zverimexu nebo ručně vyrobený), jeho vnitřek izolujeme hliníkovou fólií, natřeme bílou barvou nebo namontujeme do zrcadla (snížení světelných ztrát). Délka zářivek by měla být kratší než akvárium pouze připevněním k víku. Osvětlení by mělo být silnější (vyšší výkon) v přední části akvária (rostliny se budou naklánět ke sklu akvária). Zářivky čas od času vyměňte za nové z důvodu jejich vyhoření (snížení intenzity světla).

V rámci studia 12 řady mikrokontrolérů PIC jsem se rozhodl vyrobit malé, ale velmi užitečné zařízení.
Moje dcera má akvárium. Osvětlení je provedeno pomocí zářivek, které je nutné každé ráno rozsvítit a večer zhasnout. A jelikož jsme rodina náruživých turistů, abych ryby 5-7 dní netýral světlem či tmou, rozhodl jsem se vyrobit osvětlení LED páskem s automatickým zapínáním/vypínáním ze solárního osvětlení.
Zároveň se snažte z mikrokontroléru vymáčknout maximum z hlediska funkčnosti.

• Dva nezávislé světelné pásy
• Nastavení osvětlení pomocí proměnného rezistoru
• Implementujte řízení jasu pásu pomocí implementace softwaru PWM
• 3 provozní režimy:

1. postupné zvyšování jasu pásek v pořadí (první jedna a poté druhá)
2. současné zvýšení jasu pásek
3. současné zvýšení jasu pásek s automatickým režimem zapnutí/vypnutí před slunečním zářením

• Implementujte automatický režim na fotorezistoru s ohledem na hysterezi, abyste eliminovali blikání během období soumraku
• Uložení zvoleného režimu do EEPROM s obnovením po zapnutí
• Indikace zvoleného režimu pomocí LED
• Změna režimů stisknutím tlačítka
• Vzhledem k tomu, že pásky jsou napájeny 12V, udělejte MK napájené 12V

V skrýši byl PIC12F675 MK, který byl pro mé účely ideální.
Pro napájení MK od 12V se používá standardní mikrosestava 7805.
Zdroj byl objednán u BangGood – jak se ukázalo, velmi slušný zdroj za směšné peníze.
Tam byl objednán i LED pásek.

Řeknu vám něco o tomto MK:
8 kontaktů,
1.75 kb – softwarová flash paměť,
128 bajtů – EEPROM
64 bajtů – RAM
4-10bitové ADC
Na pinech GPIO jsou softwarově zapojené pull-up rezistory.
4MHz – frekvence generátoru vnitřních hodin.
2 časovače 8/16 bit

Zpočátku jsem se obával, že rychlost generátoru interních hodin nebude stačit na to, aby pásky neblikaly při nízké hodnotě PWM. Testy na starém AT napájecím zdroji ukázaly, že pásky blikají. Pak ale kontrola hotového výrobku na novém čínském napájecím zdroji ukázala, že zvlnění pochází ze starého napájecího zdroje.
Vlastně je lepší mi říct schéma a zdrojový kód programu (pod MPLAB X), ve kterém je vše podrobně popsáno. Protože LED pásek má vlastní odpory omezující proud, nejsou na schématu vyznačeny.

Diagram, zdroje a některé fotky

Na štítku jsou místo pásků s proužky pole jednoduše LED s odpory omezujícími proud.

Pod víkem akvária je v profilu položeno 5050 LED pásků.

No a samotná řídící jednotka je nalepena oboustrannou páskou na horní straně víka, kam dopadá sluneční světlo z okna.

Při práci jsem narazil na dva problémy – při inicializaci jsem zapomněl uvést ANSEL=0, v důsledku čehož na digitální nohy MK padaly nejrůznější odpadky.
A v procesu vícenásobného blikání MK se kalibrační konstanta ztratila (nechápu jak, protože programátor PicKit3 tuto konstantu automaticky chrání před přepsáním). Jak se ukázalo, kalibrační konstanta v PIC12 MK je uložena na poslední adrese programové flash paměti a nejlepší způsob je neztratit ji – musíte ji nejprve přečíst a uložit (já jsem ji seškrábal jehlou na MK tělo).
Mnohokrát děkujeme členům fóra easyelectronics.ru za pomoc při řešení těchto problémů.

Nyní stroj fungoval perfektně 2 týdny v terénu. Nastavitelné osvětlení vypadá velmi pěkně – zvláště pokud umístíte osvětlovací pásy do popředí a pozadí. Jediným negativem je, že teď zapomínám krmit ryby, protože už nemusí zapínat a vypínat světlo.

Dalším krokem bude automatický podavač s RTC nebo přes SMS z mobilního telefonu, ale to je pravděpodobně již na řadě PIC16.

Náklady na projekt vyšly na cca 15-16 $ včetně napájení, což vytváří zdravou konkurenci pro zářivky prodávané v akvaristických obchodech, ale LED osvětlení má mnohem více možností. Případně můžete simulovat západy/východy slunce pomocí pásky RGB a hlavní osvětlení pomocí bílé pásky. Obecně existuje spousta možností.