LED (Licht-emittierende Diode)
Die LED ist eines der effizientesten Leuchtmittel. Es gibt eine sehr große Anzahl an Bauformen, Leistungen und Farbspektren. Zusammen mit den günstigen Preisen sind LEDs ideal für individuell herstellbare Beleuchtungen und damit erste Wahl für OpenPlantLight-Projekte.
Entscheidungskriterien für die richtigen LEDs:
– Bauform
– Leistung
– Farbspektrum
– Abstrahlwinkel
– Preis
– Beschaffbarkeit
Unter Betrachtung aller Kriterien erfüllen 1-Watt-LEDs auf Starplatinen (Star-PCB) alle Anforderungen am Besten.
Das Erkennen von Kathode (Minuspol) und Anode (Pluspol) ist durch sehr genaues Hinsehen der Beschriftungen von – und + möglich. Nachfolgende Grafik wird es erleichtern:
Die LED ist schon auf die Starplatine gelötet und vereinfacht die weitere Verarbeitung. An die blanken Anschlussflächen werden die Zuleitungen angelötet. Die Starplatine wird mit doppelseitigem Klebeband oder Wärmeleitkleber auf ein Kühlelement geklebt. Dank der großen Fläche der Starplatine ist eine einfache Wärmeableitung gegeben.
Farbspektrum
Licht ist ein kleiner Bereich des elektromagnetischen Spektrums, der für das menschliche Auge sichtbar ist, zur physikalischen Beschreibung wird die Wellenlänge genutzt:
- violett (Wellenlänge 380…420 nm)
- blau (Wellenlänge 420…490 nm)
- grün (Wellenlänge 490…575 nm)
- gelb (Wellenlänge 575…585 nm)
- orange (Wellenlänge 585…650 nm)
- rot (Wellenlänge 650…750 nm)
Pflanzen können besonders gut das blaue und rote Spektrum verarbeiten. Verantwortlich ist dafür das Chlorophyll. Um ein pflanzenfreundliches Spektrum zu erzeugen, werden nun LEDs verschiedener Wellenlänge kombiniert.
Das können zum Beispiel LEDs mit folgenden Spektren sein:
- blau 445 nm
- blau 465 nm
- rot 620 nm
- rot 660 nm
- rot 740 nm
Der Schlüssel zum Erfolg ist nun die richtige Kombination der Spektren, die das beste Pflanzenwachstum ermöglichen. Hier wird OpenPlantLight mit einfachen und nachvollziehbaren Versuchen Antworten liefern.
Wachstumsabhängiges Spektrum
Je nach Wachstumsphase ist ein unterschiedliches Spektrum notwendig. Die 3 Phasen des Pflanzenwachstums sind:
- juvenil (Keimung, Anzucht)
- vegetativ (Wachstum)
- generativ (Vermehrung, Blüte)
In der vegetativen Phase ist ein höherer rot-Anteil und ein geringerer blau-Anteil vorteilhaft. In der generativen Phase (Blüte) ist das Gegenteil hilfreicher.
Weitere LED-Typen
Neben den eben genannten LEDs mit dem festen und begrenzten Spektrum gibt es weitere LEDs, die mehr oder weniger geeignet sein können.
Weiße LEDs
Weiße LEDs strahlen über das gesamte sichtbare Spektrum. Diese Strahlung ist aber nicht gleichmäßig konstant verteilt, sondern hat je nach Farbtemperatur (warmweiß, kaltweiß, etc.) einen besonders kräftigen blau-Anteil. Sehr gering ist jedoch der rot-Anteil. Zudem ist die Verwertung des grünen, gelben und orangen Spektrums in der Pflanze gering.
Insgesamt kann eine künstliche Beleuchtung auch mit weißen LEDs erfolgen, allerdings ist die Effizienz geringer als mit roten und blauen LEDs. Das kann zu nicht optimalen Wachstum und zu höheren Betriebskosten (Stromkosten) führen. Versuche mit weißen LEDs werden aber dennoch durchgeführt, vor allem als Ergänzung zu roten und blauen LEDs, um wenigstens teilweise das komplette Farbspektrum abzudecken.
Vollspektrum LEDs
Mittlerweile gibt es für die künstliche Pflanzenbeleuchtung Vollspektrum-LEDs, die den Bereich von 400…840 nm abdecken. Im Gegensatz zu weißen LEDs ist bei den Vollspektrum-LEDs der rot-Anteil wesentlich höher. Deswegen erscheinen diese LEDs für das menschliche Auge rot-rosa.
RGB-LEDs
Aus der Kombination von drei sehr engbandigen Spektren rot, grün und blau in unterschiedlicher Helligkeit kann für das menschliche Auge jede sichtbare Farbe erzeugt werden. Aber genau diese sehr begrenzten Spektren sind für die Pflanzenbeleuchtung ungeeignet, zumal das grüne Spektrum wenig bis überhaupt nicht benötigt wird und damit 1/3 der LED nutzlos ist.
Weiterhin ist für die Ansteuerung der 3 Spektren ein Controller notwendig, was der Einfachheit für DIY-Beleuchtungen widerspricht.