Одно из приоритетных направлений российской экономики – развитие сельского хозяйства, в частности, тепличных хозяйств. Вследствие этого растёт спрос на светодиодное освещение в теплицах, поскольку светодиоды для растений являются энергетически эффективным источником света с гибко настраиваемым спектром, что делает их на сегодняшний день самым рентабельным видом освещения.
Из экспериментальных материалов следует, что растениям нужен свет, излучаемый не в узких областях спектра, а с широкими полосами в области 660 нм – красный, 450 нм – синий, а также небольшое количество света в средней области спектра 540 нм – зелёный. Для разных сельскохозяйственных культур распределение энергии по спектру излучения должно быть следующим:
- 70% – красный и 30% – синий;
- 60% – красный, 10% – зелёный и 30% – синий.
Чтобы правильно установить количественное соотношение цвета освещения, это «количество» надо измерить. Для измерения интенсивности освещения в каждом из трех спектров – синем, зелёном и красным предлагается простой люксметр, который раздельно измеряет интенсивность освещения в каждом спектре. Схема такого люксметра изображена на Рисунке 1. Диапазон измерений люксметра составляет 80 – 20000 лк. В основе схемы используются фотодиоды фирмы Hamamatsu:
- S6428-01: 400 – 540 нм (λP = 460 нм) чувствительность: 0.1 мкА/100 лк;
- S6429-01: 480 – 600 нм (λP = 540 нм) чувствительность: 0.2 мкА/100 лк;
- S6430-01: 590 – 720 нм (λP = 660 нм) чувствительность: 0.6 мкА/100 лк.
Рисунок 1. | Люксметр для измерения интенсивности фитоосвещения в теплице. |
Токовое зеркало BCV62 (DA1) преобразует ток фотодиодов в напряжение. Номиналы нагрузочных резисторов R1 – R3 в соответствии с чувствительностью фотодиодов рассчитываются по закону Ома, так чтобы при освещённости 100 лк падение напряжения на них составляло 10 мВ. В этом случае показаниям милливольтметра в мВ будет соответствовать уровень освещённости в лк.
Питание люксметра от батарейки типа «Крона» +9 В. Милливольтметр следит за разрядом батарейки. При напряжении батареи меньшем или равном 8 В на табло милливольтметра появляется надпись «LOBAT»
Конденсатор С1 – керамический, резисторы R1 – R3 с допуском по номиналу не более 1%. Прибор наладки не требует.
В настоящее время выпускаются готовые к применению фитосветильники с «нужным» процентным распределением энергии по спектру излучения; в этом случае такой люксметр не нужен. Но как показывает практика, лучше регулировать освещение в каждом спектре вручную. Например, на ранней стадии развития практически всех растений (рассады) в основном требуется синий свет (70 – 90%), при цветении и завязи плодов требуется красный, да и эксперименты можно проводить по распределению интенсивности освещения для конкретных растений. Поэтому всё-таки необходимость в таком люксметре есть, тем более что он прост в изготовлении.