LED-ljus för tillväxt, färgåtergivning och estetik

Kollaps
X
 
  • Tid
  • Show
Rensa alla
nya inlägg
  • petnym
    • May 2002
    • 5028

    LED-ljus för tillväxt, färgåtergivning och estetik

    Jag skrev först detta inlägg på saltvattensguiden men det kanske finns intresserade även på detta forum... Det är ett ganska komplext område men jag har försökt att fatta mig kort.

    När det gäller saltvattensakvarium för hemmabruk så vill man inte enbart optimera ljuset för tillväxt då akvariet oftast hålls för att kunna betraktas. Så ljuset blir en kombination (kompromiss) för att uppnå tillväxt, färgåtergivning och estetik. Här nedan följer en kort beskrivning av vad jag menar med vart och ett av dessa tre.

    För tillväxten hos koraller så är det klorofyllets aktiva områden, våglängder, (blå-violett samt rött) som gäller (troligtvis främst blå-violett för saltvattensakvarium eftersom rött absorberas av vattnet). Detta är orsaken till att vi använder Royal Blue LEDs över våra akvarium. Ljuset från Royal Blue LEDs prickar nämligen klorofyllets aktiva område bättre än vad föregångaren Blue / Cold blue gör. Men dessa LED har ett relativt smalt frekvensområde så nu för tiden kompletterar man ofta med violetta LEDs. Violetta LEDs har ytterligare en fördel som komplement; Det mänskliga ögat är inte så känsligt för de violetta våglängderna så dessa upplevs lysa svagare än tex royal blue LEDs. De violetta ljuset ökar således tillväxten hos korallerna men påverkar inte färgtemperaturen lika mycket som det blå ljuset.

    I ett sammansatt spektrum så kan våra ögon inte särskilja på olika våglängder. Orsaken till detta är att ögat endast har tre olika receptorer för färg. Det vi kan urskilja är röd, grön och blå. (Det är ingen slump att TV'n använder dessa tre färger!). Det är kombinationen av dessa tre som uppfattas som en färg i vårt medvetande. Som följd av detta så kan två ljuskällor som utsänder ljus med helt olika spektrum (ie kombinationer av våglängder) faktiskt uppfattas som identiska. Det är först när ljuset reflekteras av färgade objekt som vi ser skillnaden. Kontentan är således att trots att ett spektrum med tre diskreta toppar, tex RGB, kan ha nästan godtycklig färgtemperatur så kan ljuset inte återge godtycklig färg på ett objekt (i vårt fall fiskar och koraller). Detta är viktigt att förstå, eftersom det är grunden i färgåtergivning och det förklarar varför färgtemperaturen inte vara ett mått på färgåtergivning.

    För att förstå vilken färg kombinationen av olika våglängder får så gäller additiv färgblandning, tex vilken färg det vita sanden på botten får. Jämför med RGB-LED's eller färgerna på en TV. Men när ljuset träffar en färgglad fisk eller korall så reflekteras bara en del våglängder. Om ljuset då inte innehåller alla, eller åtminstone de för den aktuella färgen viktiga våglängderna, så kommer objektet att se färglöst eller missfärgat ut. Här gäller subtraktiv färgblandning. För att undvika sådana missfärgningar behöver vi välja en kombination av LED's som ger ett kontinuerligt spektrum. En LED-ramp med enbart kombinationen av CW och RB LEDs har inte det, utan kommer att ha stora hål i sitt färgspektrum.

    När det kommer till övrig estetik så är också själva ljusets färg viktigt. Det är först här begreppet färgtemperatur kommer in. Färgtemperaturen är alltså ett mått på hur våra ögon uppfattar ljuset. När det gäller vilken färgtemperatur som är "bäst" är upp till var och en. En del gillar ett blåare eller mer violett ljus, andra vill inte ha så blått (kallt) ljus. Färgtemperaturen är avgörande för hur vi upplever färgen på den vita sanden i akvariet.

    Lite länkar för fördjupning:
    Graf över klorofyllet aktiva spektrum
    Additiv färgblandning
    Subtraktiv färgblandning
    Ögats receptorer
    Gräset är grönare på andra sidan glaset...
    Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
    Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt
  • Azur
    • March 2003
    • 12946

    #2
    Det är verkligen mördande reklam för LED just nu. Och LED är nog framtiden.

    Mitt stora problem med LED belysningar idag är att de har dålig färgåtergivning, runt 80 CRI. Det är en färgåtergivning i klass med den hos kallvita lysrör, och personligen tycker jag inte det är acceptabelt. Bättre LED'ar med en färgåtergivning på 95 CRI, vilket skulle göra dem jämförbara med en bra metallhalogen, har nyligen släppts, men har vad jag vet inte börjat användas i akvariebelysningar än.

    Det här med klorofyllets absorptionsspektrum är ett villospår - det är inte svårt att förse koraller med tillräckligt mycket ljus för deras tillväxt, det kan man tillochmed göra med kvicksilverlampor, och de flesta av oss är i alla händelser mer intresserade av att ha ett estetiskt tilltalande akvarium än en högintensiv industriell korallodling.
    Senast redigerad av Azur; 11 March 2012, 09:42.
    Den som är lättsinnig nog att lyssna på vad en varmluftsballong som jag säger gör det på egen risk och mot bättre vetande!

    Kommentar

    • petnym
      • May 2002
      • 5028

      #3
      Ursprungligen postat av Azur
      Mitt stora problem med LED belysningar idag är att de har dålig färgåtergivning, runt 80 CRI. Det är en färgåtergivning i klass med den hos kallvita lysrör, och personligen tycker jag inte det är acceptabelt. Bättre LED'ar med en färgåtergivning på 95 CRI, vilket skulle göra dem jämförbara med en bra metallhalogen, har nyligen släppts, men har vad jag vet inte börjat användas i akvariebelysningar än.
      Vita LED har som du säger ofta stora hål i sina spektrum, vilket ger ett lägre CRI-värde. Man kan gå runt detta genom att använda flera olika LED med olika spektrum, vilket ger högre CRI. De flesta LED-ramper för akvarium är idag byggda på det sättet.
      Gräset är grönare på andra sidan glaset...
      Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
      Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt

      Kommentar

      • Azur
        • March 2003
        • 12946

        #4
        Ursprungligen postat av petnym
        Vita LED har som du säger ofta stora hål i sina spektrum, vilket ger ett lägre CRI-värde. Man kan gå runt detta genom att använda flera olika LED med olika spektrum, vilket ger högre CRI. De flesta LED-ramper för akvarium är idag byggda på det sättet.
        Jag tycker alltså att akvariebelysningar med blandade LED har oacceptabelt dålig färgåtergivning; det är möjligt att man totalt sett får bättre färgåtergivning av att blanda tre typer av LED med låg CRI (om man kan undvika "disco-effekten"), men färgerna ser fortfarande ojämna och bitvis blaskiga ut.
        Den som är lättsinnig nog att lyssna på vad en varmluftsballong som jag säger gör det på egen risk och mot bättre vetande!

        Kommentar

        • petnym
          • May 2002
          • 5028

          #5
          Ursprungligen postat av Azur
          Jag tycker alltså att akvariebelysningar med blandade LED har oacceptabelt dålig färgåtergivning; det är möjligt att man totalt sett får bättre färgåtergivning av att blanda tre typer av LED med låg CRI (om man kan undvika "disco-effekten"), men färgerna ser fortfarande ojämna och bitvis blaskiga ut.
          Det tyder väl på att de inte riktigt gjort sin hemläxa vad gäller det jag beskriver i mitt första inlägg. Själv upplever jag att hemmabyggarna ligger ca 6 månader före de kommersiella aktörerna när det gäller sånt här.
          Gräset är grönare på andra sidan glaset...
          Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
          Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt

          Kommentar

          • Jonasroman
            • January 2011
            • 635

            #6
            En fråga: det jag sett, dock ej i akvariesammanhang (operationslampa faktiskt..)..är att när man gör en LED armatur med olika färgdioder, så blandas inte ljuset så bra...eftersom det är punktkällor var o en för sig, så på träffytan tycker jag man fortfarande kan se tex ett litet mer lila område, ett lite mer blått, ett lite rödare...det är ju inte meningen..meningen är väl att få ett vitt ljus utan frekvensluckor..eller?...
            Sen undrar jag om glittret...där jag precis läste att Nixon anser att det glittrar till o med mer än en MHI. Stämmer det alltså?..hur kan det komma sig, när det är så många små punktljuskällor som ligger så tätt intill varann?...Det är oron för avsaknad av glittret samt känslan av det lite uppdelade ljuset som avskräckt mig...förrutom priset då...Men jag är mkt novis på LED så berätta mer:-)

            /Jonas

            Kommentar

            • Azur
              • March 2003
              • 12946

              #7
              Ursprungligen postat av Jonasroman
              på träffytan tycker jag man fortfarande kan se tex ett litet mer lila område, ett lite mer blått, ett lite rödare...det är ju inte meningen..
              Det är det som kallas "disco-effekten".

              Sen undrar jag om glittret...där jag precis läste att Nixon anser att det glittrar till o med mer än en MHI. Stämmer det alltså
              Glitterlinjer blir det, om det är mer än MH vet jag inte.
              Den som är lättsinnig nog att lyssna på vad en varmluftsballong som jag säger gör det på egen risk och mot bättre vetande!

              Kommentar

              • petnym
                • May 2002
                • 5028

                #8
                Ursprungligen postat av Azur
                Det är det som kallas "disco-effekten".
                Ja, men den kan ju minimeras genom montera LED's i kluster så att LED'ar med olika färger sitter nära varandra. Andra lösningar är ju att använda en mattskiva eller prismatisk akryl under LED:arna som kan se till att ljuset från olika LED:ar får samma utbredning. Jonas nämner samtidigt frekvensluckor, associerar jag till ett annat potentiellt problem, att ljuset från färgade LED kan bli dominerande om de inte balanseras upp med lämplig komplementsfärg.
                Gräset är grönare på andra sidan glaset...
                Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
                Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt

                Kommentar

                • petnym
                  • May 2002
                  • 5028

                  #9
                  Ursprungligen postat av Azur
                  Det är verkligen mördande reklam för LED just nu. Och LED är nog framtiden.
                  Inser att min inlägg kan uppfattas som reklam för LED, men det var verkligen inte syftet med denna tråd...

                  Ursprungligen postat av Azur
                  Det här med klorofyllets absorptionsspektrum är ett villospår - det är inte svårt att förse koraller med tillräckligt mycket ljus för deras tillväxt, det kan man tillochmed göra med kvicksilverlampor, och de flesta av oss är i alla händelser mer intresserade av att ha ett estetiskt tilltalande akvarium än en högintensiv industriell korallodling.
                  Vem vill ha ett korallakvarium belyst med kvicksilverlampor i sitt vardagsrum?

                  Syftet med denna tråd var att få igång en diskussion om hur man komponerar ett estetiskt tilltalande ljus för vanliga "hemma-akvarium" med LED-teknologin. Men intresset för detta verkar vara noll på de svenska forumen...
                  Gräset är grönare på andra sidan glaset...
                  Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
                  Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt

                  Kommentar

                  • NiXoN
                    • December 2003
                    • 2068

                    #10
                    Jag har märkt 2 lägen där man kan få disco effekt.
                    1. för snäva dioder för nära vattnet, 45grader eller lägre bör hänga rätt högt upp.
                    2. När man dimmar ner dom vita riktigt lågt och kör fullt fläsk på dom blåa så kan man få blått glitter blandat med vitt.

                    Om man har 60-80 graders linser så blir det inte så mycket disco om man inte kör enl punkt2.
                    Varje diod kan ge glitter så direkt vattenytan bryts under dom så ser man effektena på bottnen.
                    Jag har varit tvungen o sänka ytrörelsen för annars blir det för mycket av det goda...

                    Färgerna är en historia i sig, att vi som håller på med salt gillar led har nog sin förklaring i att det ger oss mest fördelar.
                    -Blått är basfärgen för dioderna, dvs man får väldigt bra och effektivt blåljus som gangnar korallerna då det hamnar på deras "sweet spot".
                    -Vi simulerar ofta en miljö som är lite djupare ner i vattnet där den röda delen av spektrumet börjat falla bort eller är helt borta.
                    -Inget överdrivet rött ljus som kan hämma korallens tillväxt/färg.
                    -Ingen IR strålning vilket ger en lägre belastning på korallerna samt lägre värmeöverföring.
                    -Jag får höga PAR värden som motsvarar min metallhalogen men med hälften så mycket watt.
                    -Möjligheten att fokusera ljus där det behövs, man kan få höga värden utan att behöva belysa upp hela karet/rummet.

                    Jag kan väl säga mitt om färgen och det är kanske inte så mycket då jag inte vetat att jag haft så dålig färgåtergivning
                    Med min CW/RB ramp så har jag fått helt ok färger men det skulle inte vara mig emot om dom gick o få bättre.
                    Jag upplever dock färgerna väldigt krispa och skarpa redan med den befintliga uppsättningen.
                    Mitt kommande bygge kommer att ha styrbara färger på vit CW/NW/B på en slinga, RB(royal blue), Grönt, Rött på var sin.
                    Det är en kompromiss då jag har 4 styrbara kanaler på min akvariedator...

                    Hur man sedan ställer in ljuset är nog upp till var och en, jag har väldigt svårt för 10k eller lägre.

                    Karet i länken är ett exempel på verklig full spektrum då det handlar om solljus men det ser inte så roligt ut tycker jag.

                    //NiXoN

                    Kommentar

                    • Azur
                      • March 2003
                      • 12946

                      #11
                      Ursprungligen postat av petnym
                      Inser att min inlägg kan uppfattas som reklam för LED, men det var verkligen inte syftet med denna tråd...
                      Lessen, det var inte riktat speciellt mot dig, men jag har sett så oerhört många oerhört positiva inlägg om LED att jag börjar krokna. Minsta kritik mot LED på t.ex. Reefcentral så får man verkligen veta att man lever (och jag är rätt säker på att en del av de ilsknaste & högljuddaste där egentligen är försäljare).

                      Vem vill ha ett korallakvarium belyst med kvicksilverlampor i sitt vardagsrum?
                      Ingen hoppas jag - jag har haft det, och kvicksilverljus är skitfult.
                      Å andra sidan vill tydligen alla saltvattensakvarister ha ett akvarium upplyst med ljus som perfekt överensstämmer med absorptionsspektra för klorofyll, bestående av uteslutande en spik vid 420nm och en vid 670, trots att resultatet blir avsaknad av gröna och röda färger och en märklig lilarosa ton på ljuset.

                      Min poäng är alltså att det inte är svårt att förse koraller med det ljus de behöver, man måste inte specialdesigna ljuset åt dem, man måste inte ha lilarosa ljus, så det är lika bra att koncentrera sig på det estetiska.

                      Syftet med denna tråd var att få igång en diskussion om hur man komponerar ett estetiskt tilltalande ljus för vanliga "hemma-akvarium" med LED-teknologin. Men intresset för detta verkar vara noll på de svenska forumen...
                      Intresset för LED är enormt - på ciklid.se finns åtminstone två trådar om hemmabygge av LED, och LED-trådar poppar upp här på zoopet med jämna mellanrum också. Däremot verkar estetiken vara i stort sett bortglömd vad gäller alla typer av belysning i saltvatten, allt handlar bara om PAR.

                      Ursprungligen postat av NiXoN
                      Hur man sedan ställer in ljuset är nog upp till var och en, jag har väldigt svårt för 10k eller lägre.
                      http://reefkeeping.com/joomla/index....k-of-the-month
                      Karet i länken är ett exempel på verklig full spektrum då det handlar om solljus men det ser inte så roligt ut tycker jag.
                      Om fotot är rättvisande (stort om!) har det karet inte 10K belysning. Vid 6500 K är ljuset neutralt, vitt = rent vitt, utan ton. Vid högre färgtemperatur får det en blå ton. Hans ljus har en tydlig gul ton, runt 5000 K skulle jag tippa mellan tummen och pekfingret, dvs som svenskt solljus.

                      Personligen föredrar jag 10-12KK ljus, dvs vitt med svag blå ton, men var jag tvungen att välja skulle jag ändå hellre ta "gult som solljus" belysning än sånt här.
                      Fast jag måste erkänna att algproblemen i stort sett försvinner med så blå belysning.
                      Den som är lättsinnig nog att lyssna på vad en varmluftsballong som jag säger gör det på egen risk och mot bättre vetande!

                      Kommentar

                      • NiXoN
                        • December 2003
                        • 2068

                        #12
                        Jag sticker inte under bordet med att jag är en förespråkare av led, men jag säger inte att dom är felfria.
                        Orsaken till att jag gillar dom är att dom löser fler problem jag haft med Mh och T5.
                        Vet inte om jag inte är lika kräsen när det kommer till färgen men jag tycker det fungerar ok med 2 diodtyper och jag satsar på att utveckla de hela i mitt hemmasystem.
                        Estetiken är steg 2 efter att jag fått bekräftat att jag kan få korallerna att växa under diodbelysning.
                        Kort sagt så var jag skeptisk att börjas med och gjorde ett försök innan jag beslutade mig för att byta helt.

                        Jag upfattade Petnym´s öppning som en bra början till att diskutera lite LED både för och nackdelar men det blev så hätskt svartvitt direkt så jag funderade om det ens var värt o försöka för min del.
                        Jag kan inte alltid hävda mig lika elegant i dom mer teoretiska delarna och då blir det jag skriver så lätt feltolkat.
                        Men jag undrade om vi inte kunde försöka fokusera mer på att lösa problemen vi ser med tekniken istället för att bara vara för eller emot?

                        Bilden/karet jag länkat till är fottat i dagsljus, dvs inte 10K utan ett exempel av hur kar kan se ut under dagsljus.
                        Sen är blått ljus i akvarier överlag hopplöst o fotta så att det ser representativt ut (för dom flesta amatörfotografer)...

                        En OT notering är att 670-660nm ljus inte är så fördelaktigt för koraller som man trott, SPS kan t.o.m hämmas av rött ljus.
                        En stor del av hobbyn för mig är att odla koraller så jag har experimenterat lite med rörtyper och färger, bäst tillväxt ligger nog kring 14-16k hemma hos mig.

                        //NiXoN
                        Senast redigerad av NiXoN; 12 March 2012, 13:05.

                        Kommentar

                        • petnym
                          • May 2002
                          • 5028

                          #13
                          Ursprungligen postat av Azur
                          Mitt stora problem med LED belysningar idag är att de har dålig färgåtergivning, runt 80 CRI. Det är en färgåtergivning i klass med den hos kallvita lysrör, och personligen tycker jag inte det är acceptabelt. Bättre LED'ar med en färgåtergivning på 95 CRI, vilket skulle göra dem jämförbara med en bra metallhalogen, har nyligen släppts, men har vad jag vet inte börjat användas i akvariebelysningar än.
                          Kan inte bemöta detta på något bra sätt eftersom CRI är uselt mått på färgåtergivning, särskilt för LED, men också för lysrör. CRI är ett mått på hur väl 8 st förutbestämda färger återges, och blir endast ett mått på hur väl tillverkaren lyckats optimera sitt spektrum efter dessa åtta färger...

                          Några citat från länken nedan: “The conclusion of the Technical Committee is that the CIE CRI is generally not applicable to predict the color rendering rank order of a set of light sources when white LED light sources are involved in this set.”, samt "Over the years, fluorescent phosphors have been tuned and refined to render those eight color samples well"

                          Länk:
                          Gräset är grönare på andra sidan glaset...
                          Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
                          Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt

                          Kommentar

                          • NiXoN
                            • December 2003
                            • 2068

                            #14
                            Men om det handlar om återgivningen av färger så undrar jag hur en 20k Mh lampa klarar sig då?

                            Nåja för att gå mer tillbaka till kärnfrågan så har jag haft lite funderingar på diodblandningar.
                            En av trådarna där vanligt blått diskuterades nämde man att 1 vanlig blå per 7 vita gav en bra mix.

                            Det verkar vara svårare att hitta någon typ av fördelning för röda/gröna dioder, mina erfarenheter av dom röda är att det skulle eventuellt behövas väldigt lite rött.
                            Då jag provat har jag tyckt att det röda dödar av djupet i karet och får saker o ting att frammstå väldigt platta och tråkiga.
                            Det röda skall bidra till att plocka fram vissa färger men jag undrade om det inte kunde räcka med att blanda in NW dioder som har lite mer "rött"?

                            Jag skulle gärna vilja veta hur mycket det röda bidrar till helheten.
                            Eftersom jag har 4 kanaler så vill jag gärna göra det mesta av mina möjligheter att styra färgerna.
                            Om jag lägger in rött så måste den i princip vara dimmningsbar för att den skall stämma överense med dom övriga dioderna när man höjjer och sänker effekten.

                            //NiXoN

                            Kommentar

                            • petnym
                              • May 2002
                              • 5028

                              #15
                              Ursprungligen postat av NiXoN
                              Då jag provat har jag tyckt att det röda dödar av djupet i karet och får saker o ting att frammstå väldigt platta och tråkiga. Det röda skall bidra till att plocka fram vissa färger men jag undrade om det inte kunde räcka med att blanda in NW dioder som har lite mer "rött"?
                              Vilken våglängd var det på det röda ljuset, 630 nm eller 660 nm? Samt vilken färg på LED använde du för att balansera upp det röda ljuset?
                              Gräset är grönare på andra sidan glaset...
                              Hemsida - Akvarium - Djurparker - CO2 - Blogg - AkvarieWiki
                              Mina tidigare och nuvarande akvarium: 2 meter växtakvarium - Åttakantigt växtakvarium - Räk-kub - Regnskogsterrium - Ikuben (salt) - 1000 liter salt

                              Kommentar

                              Arbetssätt...