Платы для светодиодных фитоламп: многоканальные платы с регулируемым спектром, драйверы и система охлаждения.

Фитосветильник — это прибор для фотосинтеза. Растениям не важны люмены — мера яркости, используемая человеком, — они реагируют на фотоны определённых длин волн, подаваемые с нужной интенсивностью в нужное время. Это делает фитосветильник принципиально отличным от любого другого источника света: он разработан с учётом спектра и потока фотонов и должен эффективно обеспечивать высокую оптическую мощность в течение длительного суточного светового дня, часто в жарких и влажных условиях выращивания.

Компания Highleap Electronics обладает полным спектром возможностей. изготовление печатных плат с металлическим сердечником и Полный комплекс услуг по сборке печатных плат. На нашем заводе многоканальные высокомощные модули, необходимые для фитоламп, — это именно те сложные задачи, для которых созданы наши линии по производству металлоядер и систем управления. Мы производим спектральный модуль, драйвер и плату управления, а затем собираем их в проверенное устройство. В этом руководстве рассматриваются требования к спектру, управлению и тепловым характеристикам в растениеводстве, а также порядок оформления заказа. Более подробная информация представлена ​​на нашем сайте. полная программа для печатных плат освещения стр.

Быстрый ответ: Принцип работы фитолампы основан на спектре и потоке фотонов, а не на яркости: ей необходим многоканальный источник света, передающий определенные длины волн (синий, красный, дальний красный, белый, иногда УФ), плата управления, которая настраивает каналы, и сильноточный драйвер — все это на термостойкой плате для длительных периодов освещения. Компания Highleap Electronics производит и собирает многоканальные полноспектральные источники света, контроллеры настройки спектра и подобранные драйверы с защитой от влажности, при минимальном заказе 1 шт. и с возможностью расчета стоимости в течение 24 часов.

Почему эффективность освещения для выращивания растений зависит от спектра и мощности?

Показатели, определяющие эффективность фитолампы, отличаются от показателей обычных светильников. Вместо люменов и индекса цветопередачи (CRI) в растениеводстве используются фотосинтетический поток фотонов (PPF, общее количество фотонов в диапазоне, важном для роста, излучаемых светильником в секунду), плотность фотосинтетического потока фотонов (PPFD, сколько из этих фотонов фактически достигает листвы, измеряется в мкмоль/м²/с — примерно 200-400 для рассады, увеличиваясь до 800-1,200 в пик цветения) и эффективность в микромолях на джоуль (насколько эффективно светильник преобразует электричество в полезные фотоны; хорошие фитолампы для растениеводства показывают эффективность около 2.3-3.1 мкмоль/Дж). Фитолампа считается хорошей, если она эффективно обеспечивает правильный спектр при правильной плотности фотонов на Дж, час за часом.

Это полностью меняет структуру платы. Модуль должен передавать определенные длины волн, используемые растениями, система управления должна устанавливать их баланс, драйвер должен эффективно обеспечивать высокую мощность, а тепловая конструкция должна выдерживать 12-18-часовые световые дни при высокой плотности мощности. Каждое из этих решений принимается на уровне платы, поэтому фитолампа — это скорее проблема спектрального и энергетического проектирования, чем проблема освещения.

Многоканальные спектральные световые модули

Спектральный модуль — это сердце фитолампы, и он заслуживает пристального внимания, поскольку именно выбор и расположение длин волн обеспечивают эффективный рост растений.

Длины волн, используемые растениями. Фотосинтез и развитие растений наиболее сильно реагируют на определенные участки спектра, и серьезный специалист по садоводству использует несколько типов светодиодов для освещения этих участков:

• Синий (~450 нм) — способствует компактному, крепкому вегетативному росту и необходим для сбалансированного спектра.
• Красный (~660 нм) — наиболее фотосинтетически эффективная полоса, являющаяся основным источником цветения и плодоношения.
• Дальний красный (~730 нм) — влияет на цветение и удлинение стебля посредством эффекта Эмерсона и реакции фитохрома; это все более распространенный механизм.
• Белый (полный спектр) — Заполняет зеленый и широкий спектр цветов для сбалансированного роста и позволяет производителям увидеть истинный цвет урожая для проверки.
• УФ (~385-400 нм) — используется с осторожностью для воздействия на вторичные метаболиты и компактность, иногда на керамический подложка для более коротких длин волн.

Архитектура каналов. Настоящая инженерная сложность заключается в том, как эти длины волн расположены и соединены. Эффективный двигатель направляет разные длины волн на независимо управляемые каналы, расположенные таким образом, чтобы цвета смешивались в однородное поле над растительностью, а не создавали пятна одного цвета:

• Независимые каналы — группировка каждой длины волны на отдельной цепи, чтобы плата управления могла регулировать ее интенсивность отдельно, что является основой настраиваемого спектра; светодиод высокой плотности компоновка, когда задействовано много излучателей.
• Равномерное пространственное перемешивание — чередование длин волн по всему спектру, чтобы растительный покров видел смешанный спектр повсюду, а не красный в одном месте и синий в другом.
• Высокая плотность упаковки — Для достижения целевого значения PPFD в фитолампах используется большое количество излучателей, что увеличивает как ток, так и тепловыделение, которое должна выдерживать плата.

Разработка каналов модуля и сочетание геометрии с платой управления превращают набор цветных светодиодов в настраиваемый, однородный спектр для растениеводства — и именно поэтому этот модуль устроен иначе, чем любая другая плата для белого света.

Панели управления, настройки, затемнения и регулирования спектра.

Независимо управляемый канальный модуль полезен только в том случае, если каналы контролируются каким-либо устройством, а в современном садоводстве все чаще требуется динамичное управление. Панель управления – это то место, где светильник с фиксированным спектром превращается в настраиваемый светильник исследовательского или производственного класса.

Что представляет собой управление спектром. Производители изменяют спектр и интенсивность света в зависимости от культуры и стадии роста — больше синего для вегетативного роста листьев, больше красного для цветения, усиление дальнего красного света на определенных стадиях, приглушенная интенсивность для рассады, постепенно увеличивающаяся интенсивность для зрелой листвы. Это становится возможным благодаря панели управления:

• Поканальное затемнение — независимая настройка интенсивности каждого канала длины волны, так что спектр и PPFD регулируются; это тот вид точного управления, который мы используем. динамическое управление мощностью доски обеспечивают.
• Рецепты и расписания — применение алгоритмов управления освещением в зависимости от стадии развития культуры на протяжении всего цикла выращивания, включая регулирование фотопериода.
• Нарастание восхода/заката — Постепенное увеличение интенсивности света во избежание шока для растений и имитации естественного освещения.
• Сетевое управление — координация работы множества светильников в гроуруме или вертикальной ферме с помощью одного контроллера, связанного с нашей системой. интеллектуальное управление питанием конструкций.

Повышение эффективности за счет контроля. Хороший контроль также способствует повышению эффективности, что имеет огромное значение, когда светильники работают 12-18 часов в день на высокой мощности — энергия является одной из самых больших статей расходов при выращивании растений в закрытых помещениях. Работа каждого канала в его оптимальном рабочем режиме, затемнение, когда полная интенсивность не требуется, и предотвращение потерь мощности — все это повышает эффективность в микромолях на джоуль, которая определяет стоимость эксплуатации светильника.

Поскольку панель управления и многоканальный модуль представляют собой две половины одной настраиваемой системы — каналы модуля и управляющая ими логика — именно их совместное проектирование и создание обеспечивает эффективную работу системы управления спектром во всей установке, а не является функцией, которая хорошо выглядит в технической документации, но работает неравномерно или нестабильно при переходе от одного прибора к другому.

Платы внутри фитолампы

Садовый светильник представляет собой многосекционную систему, и мы изготавливаем весь комплект целиком:

• Многоканальный спектральный модуль - металлический сердечник плата, содержащая каналы длин волн.
• драйвер сильноточного тока - водитель эффективно распределяет значительную мощность, потребляемую густой системой озеленения.
• Панель управления спектром — настройка интенсивности, рецептов и расписаний для каждого канала.
• Преобразование/распределение энергии — для более крупных светильников и многорядных систем, Преобразование постоянного тока в постоянный и распределением на планки двигателя.

Совместное использование этих элементов позволяет обеспечить единый спектр, управление и эффективную подачу высокой мощности, задуманные как единое целое.

Тепловая схема для растениеводства с высокой удельной мощностью.

Лампы для выращивания растений потребляют много энергии в течение длительного времени, поэтому тепловая конструкция имеет решающее значение — и это имеет свою специфику для растениеводства. Перегрев сокращает срок службы светодиодов и смещает спектр, что негативно сказывается на светильнике, от которого зависят производители для получения стабильного урожая, поэтому система должна быть надежной. тепловой путьвысокая проводимость алюминий или медный сердечник, толстый слой меди для высокого тока, и конструкция, которая поддерживает низкую температуру перехода в течение 18-часового светового дня. Проблема в том, что светильники часто приходится охлаждать пассивно (вентиляторы выходят из строя и требуют дополнительного обслуживания во влажном гроубоксе), что еще больше увеличивает тепловую нагрузку на плату и радиатор. Мы проектируем двигатель таким образом, чтобы он надежно отводил тепло в течение длительных ежедневных циклов работы, поскольку от этого зависит спектральная стабильность на протяжении всего цикла выращивания.

Влажность, коррозия и закаливание в теплицах

В условиях выращивания растений часто бывает влажно. В теплицах и закрытых фермах поддерживается высокая влажность, растения опрыскивают водой во время полива, а иногда используют едкие питательные растворы — условия, которые разрушают незащищенную электронику. Поэтому для защиты от воздействия окружающей среды в садоводческих помещениях требуется серьезная модернизация: конформное покрытие и герметизация защита от влаги и конденсата, герметичный или водонепроницаемая конструкция Для светильников, подверженных воздействию брызг и промывок, а также для коррозионностойких покрытий, предназначенных для защиты от насыщенного питательными веществами воздуха в гроуруме. Уровень защиты определяется в зависимости от того, находится ли светильник в контролируемом помещении, во влажной теплице или на вертикальной стойке, подверженной воздействию брызг, во время проверки DFM.

Форматы плат: печатные платы, платы и модули.

Фитосветильники выпускаются в нескольких вариантах исполнения, и мы производим платы для каждого из них:

• Световые полосы — Длинные линейные двигатели, расположенные по всей поверхности устройства для равномерного покрытия растительности, — это преобладающий формат для коммерческого и вертикального земледелия.
• Панели в стиле квантовых плат — Широкие платы, на которых размещено множество светодиодов средней мощности для равномерного и эффективного покрытия.
• модули COB — концентрированные источники высокой мощности для светильников, которым необходима высокая интенсивность и глубина проникновения света.
• Пользовательские фигуры — двигатели, размеры которых подобраны под конкретное приспособление, стеллаж или систему выращивания.

Формат, расположение каналов и тепловая конструкция подбираются в соответствии с выращиваемой культурой, высотой установки и целевым значением PPFD.

Краткий обзор возможностей печатных плат для фитоламп.

В таблице приведено краткое описание того, что мы предлагаем в области осветительных приборов для растениеводства:

В ходе бесплатного анализа DFM спектр, методы контроля, формат и защита подбираются в соответствии с вашей культурой, условиями выращивания и целевым значением PPFD.

Почему один завод для спектра, управления и электропитания?

Эффективная работа фитолампы зависит от согласованности спектра, управления и эффективной подачи высокой мощности — каналы на блоке управления соответствуют логике контроллера, а драйвер обеспечивает их эффективную и бесперебойную подачу электроэнергии. Если же распределение мощности между разными поставщиками приводит к неравномерному смешиванию спектра, смещению каналов между светильниками или повышению эффективности, определяющей эксплуатационные расходы. Для фитолампы, от которой зависит урожай, это реальный риск.

Компания Highleap Electronics производит многоканальный модуль, систему управления спектром и сильноточный драйвер, учитывая потребности растениеводства в условиях повышенной температуры и влажности, с минимальным объемом заказа 1 шт., чтобы вы могли проверить спектр и PPFD перед началом серийного производства. Отправьте нам ваши целевые значения спектра, PPFD и условий выращивания. Сборка печатной платы Команда готова предоставить смету в течение 24 часов.

Как сделать заказ — файлы, минимальный объем заказа и сроки выполнения.

Заказ фитоламп от Highleap Electronics начинается с определения целевого спектра, PPFD, формата светильника и условий выращивания. Каждое коммерческое предложение включает бесплатную проверку технологичности производства (DFM), а минимальный заказ составляет одну единицу без дополнительной платы за прототип.

Какие файлы отправить

• Изготовление печатных плат. — Файлы Gerber RS-274X (все слои меди, защитной пленки и шелкографии), файл сверления Excellon, контур платы на механическом слое и примечания по изготовлению, касающиеся подложки, диэлектрика, плотности меди, качества поверхности и цвета защитной пленки.
• Сборка печатной платы (PCBA) — вышеперечисленное, а также спецификация материалов с номерами деталей производителя и их количеством, и файл для установки компонентов поверхностного монтажа (Centroid).
• Электронные решения «под ключ» — вышеперечисленные файлы, а также файлы (STEP/DXF) для радиатора или корпуса, сведения об оптике или линзах, спецификации драйвера или системы управления, микропрограммное обеспечение (если применимо) и любые графические материалы для брендинга или упаковки. Если файлы отсутствуют, пришлите имеющиеся, и наша инженерная команда выявит недостающие файлы в ходе проверки DFM (проектирование для производства).

Минимальный заказ и цены

• Минимальный объем заказа составляет 1 блок Это касается как изготовления, так и сборки, без штрафных санкций за изготовление прототипа.
• Скидки за объем продаж действуют при заказе 10, 50, 100, 500 и более единиц.
• Мы сохраняем ваши файлы, поэтому при повторных заказах вам не придется заново рассчитывать стоимость инженерных работ.

Время выполнения заказа

• Изготовление печатных плат — Стандартный срок доставки: 5–7 рабочих дней; экспресс-доставка: 24–48 часов, в зависимости от наличия свободных мест.
• Сборка печатной платы (PCBA) — 7–12 рабочих дней, включая поиск комплектующих; 5 дней экспресс-доставки для комплектующих, имеющихся на складе.
• Модули «под ключ» — Обычно от 12 до 18 рабочих дней в зависимости от типа основания, защиты и объема.
• Все сроки выполнения заказа подтверждаются в вашем коммерческом предложении и отсчитываются с момента подтверждения заказа и утверждения документов.

Сертификаты и стандарты: стандартами качества ISO 9001 управление качеством, IPC Класс 2 и Класс 3 Качественное изготовление, AOI и функциональное тестирование каждой платы, а также рентгеновское, ICT и тестирование на выгорание. Мы осуществляем доставку в более чем 40 стран с полным отслеживанием и предоставляем документацию о соответствии по запросу. Для начала, Отправьте по электронной почте ваши файлы Gerber и спецификацию материалов. Мы ответим в течение одного рабочего дня.

Часто задаваемые вопросы о печатных платах светодиодных фитоламп.

Какие длины волн можно использовать в лампе для выращивания растений?

Полный спектр агротехнических сигналов на независимо управляемых каналах: синий (~450 нм) для вегетативного роста, красный (~660 нм) в качестве основного источника фотосинтеза для цветения, дальний красный (~730 нм) для эффекта Эмерсона и реакции стебля, белый/полный спектр для балансировки и контроля урожая, и УФ (~385-400 нм) там, где это необходимо, иногда включив его. керамический подложку. Мы располагаем длины волн на высокая плотность Такая компоновка позволяет равномерно распределять их по всей площади корпуса и дает возможность панели управления настраивать каждый канал отдельно.

Можно ли создавать светильники с регулируемым спектром, а не только со фиксированным полным спектром?

Да. Мы размещаем каждую длину волны на отдельном канале и создаем плату управления, которая устанавливает интенсивность для каждого канала, поэтому производители могут изменять спектр и PPFD в зависимости от культуры и стадии роста, запускать световые рецепты и фотопериодические графики в зависимости от стадии развития, а также плавно регулировать интенсивность, как восход солнца. Такое управление каждым каналом – это именно то, что мы предлагаем. динамическое управление мощностью Мы разрабатываем и проектируем каналы управления двигателем и логику управления таким образом, чтобы настройка равномерно распределялась по всей установке.

Как вы справляетесь с жаром от мощной фитолампы, работающей 18 часов в сутки?

С сильным тепловой путь — высокая проводимость алюминий или медный сердечник, толстый слой меди для высокого тока, и конструкция, которая поддерживает низкую температуру перехода в течение длительного светового периода, часто пассивно, поскольку вентиляторы выходят из строя и требуют дополнительного обслуживания во влажных гроубоксах. Это важно, потому что тепло смещает спектр и сокращает срок службы светодиодов, а производители зависят от спектральной стабильности на протяжении всего цикла выращивания.

Смогут ли доски выдержать условия влажной теплицы или вертикальной фермы, подвергающейся воздействию брызг?

Да. Мы добавляем. защитное покрытие защита от влаги и конденсата, герметичный или водонепроницаемая конструкция Для светильников, подверженных воздействию орошения и промывке, а также для коррозионностойких покрытий, предназначенных для воздуха в помещениях для выращивания растений, насыщенных питательными веществами. При проведении DFM-анализа мы подбираем уровень защиты в зависимости от того, находится ли светильник в контролируемом закрытом помещении, во влажной теплице или на стеллаже, подверженном воздействию орошения.

Вы производите световые балки и панели на основе квантовых печатных плат, или только один формат?

Мы производим все распространенные форматы светильников для растениеводства: длинные световые балки для равномерного освещения листвы (доминирующий формат в коммерческом и вертикальном земледелии), широкие панели на основе квантовых плат, распределяющие множество светодиодов средней мощности, концентрированные COB-модули для интенсивности и проникновения света, а также модули нестандартной формы, подобранные под конкретный светильник или стеллаж для выращивания растений. Формат, расположение каналов и тепловая конструкция подбираются в соответствии с вашими культурами, высотой установки и целевым значением PPFD.