[DaveXLeo]

Hacker attaccate a sta c@@a de c@@o

Io c'ho i miei di backup!!!!

...ma mi sarei rimesso da capo pur di non darla vinta alla non-acquariofilia
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Topic andato perduto nel blackout del forum e ricaricato in seguito

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Un grazie infinito all'utente Yuri Sabbadini che nei chace di google e altre diavolerie è riuscito a ritrovare alcune pagine di questa discussione, che adesso troverò il modo di integrare credo in prima pagina.

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Intro

Non ho ancora ben chiaro lo scopo di quanto ho fatto oggi
Essenzialmente volevo giocare con questo SW cinese per calcolare gli spettri della luce… e devo dire che mi sono divertito…

L’idea

era quella di comparare alcune specifiche tecniche (Spettro, Lumen, PAR) di alcune delle più blasonate plafoniere LED, con una plafo assemblata in casa… ad esempio la mia

Di topic sui LED e sulle plafo LED ce ne sono a bizzeffe in Illuminazione Marino, ma poi quando si arriva al dunque… e cioè progettare un set per la propria vasca, si fanno sempre i conti per i vasconi e mai per i nostri cari nanetti.

Dovendo stabilire un target, ho scelto un nano ‘tipo’… ad esempio il mio
Lo so che era meglio targettare verso un cubo 40x40… però ho cominciato a fare i conti per il mio.
Quindi…
Vasca: 100 litri lordi
Potenza plafoniera: intorno ai 150 Watt

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Fondamenti sulla luce / spettro / unità di misura

Cercherò di riportare in maniera più semplice possibile ancune nozioni di base per capire il discorso che stiamo facendo, e riuscire a comprendere anche in maniera intuitiva il senso dei grafici che ho riportato.
Credo che poi inserirò tutto in prima pagina, anche le spiegazioni di Giuseppe e di chi vorrà aggiungersi in modo da formare un articolo unico diponibile completamente per la lettura tutto in prima pagina.
Farò largo uso di copia e incolla da Wikipedia.

La luce

Il termine luce (dal latino lux) si riferisce alla porzione dello spettro elettromagnetico visibile dall'occhio umano, ed è approssimativamente compresa tra 400 e 700 nanometri di lunghezza d'onda, ovvero tra 790 e 435 THz di frequenza. Questo intervallo coincide con il centro della regione spettrale della luce emessa dal sole che riesce ad arrivare al suolo attraverso l'atmosfera.
Essenzialmente non è altro che un insieme di onde di pacchetti di energia chiamati ‘fotoni’ che impacchettati e spediti dal sole arrivano a noi.



Per lunghezza d’onda si intende letteralmente quanto è lunga l’onda formata da questi pacchetti (lunghezza di un periodo da una gobba all’altra) e si misura in nanometri che equivale alla milionesima parte di un metro.
Parlando di spettri si usa anche il termine frequenza che è l’inverso della lunghezza d’onda
(Frequenza = 1 / Lunghezza). Quindi nello spettro all’aumentare della lunghezza d’onda si ha il diminuire della frequenza. Essenzialmente sono due modi inversi per dire la stessa cosa.

La quantità di luce si può misurare in diversi modi.
Il più semplice da comprendere è contare proprio il numero di fotoni che ci giungono.
Come scritto da Giuseppe la Radiazione Luminosa è il numero di fotoni che in un secondo arrivano su un m2: μmol•photons/m2/s.
La stessa unità di misura si può chiamare anche PAR (radiazioni fotosinteticamente attive) perché si contano solo i fotoni che hanno lunghezze d’onda tra 400 nm e 700 nm cioè appunto le radiazioni che sono utili alla fotosintesi.
Lo Spettro non è altro che un grafico in cui si riporta questa ‘potenza’ luminosa suddivindendola per tutte le varie lunghezze d’onda.




La potenza luminosa può essere espressa anche in Watt [ W ] unità equivalente al PAR.
Attenzione che il Watt è luminoso e non centra niente con i Watt di potenza della corrente elettrica.
Negli spettri sopra riportati si ha l’andamento dei PAR e dei Watt e si vede che è uguale, perché le due unità sono due modi diversi per dire la stessa cosa ( e si può fare la relazione 1 Watt = 3 PAR ).

L’Illuminazione invece è un'altra grandezza.
Come i PAR tengono conto di tutte le radiazioni solo quelle utili alla fotosintesi, l’illuminazione è una grandezza che tiene conto di tutte le radiazioni solo la quota parte che l’occhio umano riesce a vedere (detto anche flusso luminoso).
Il flusso luminoso si musura in Lumen in valore assoluto, mentre si esprime in Lux intendendo la quantità di Lumen che sbattono su una superfice. Quindi 1 Lux = 1 Lumen al metro quadrato.

Le figure sotto riportano gli spettri sia espressi in Watt e PAR (a sinistra), sia lo spettro espresso in Lux (in alto a destra).
Vorrei farvi porre l’attenzione sul fatto che lo spettro dei Lux equivale a quella parte di spettro dei Watt/PAR che l’occhio riesce a percepire.
In sostanza come diceva anche Giuseppe la quantità di luce che noi riusciamo a vedere (Lux) non è che una minima parte di tutta la luce che è utile alla fotosintesi (PAR).





A questo punto è interessante fare un viaggio a cavallo di un fotone nel percorso che fa dal sole fino a sopra i nostri amati coralli.
Lo spettro di luce emesso dal sole ha una forma a campana su cui non mi dilungo molto. La forma e la posizione di questa campana dipende dalla temperatura raggiunta nelle reazioni nucleari del sole.
La luce entrando nella nostra atmosfera però viene in parte assorbita dai vari elementi dell’aria.
Quindi viene attenuata attraversando l’atmosfera e questa attenuazione è più o meno accentuata per le diverse lunghezze d’onda.
Il disegno sotto riporta l’attenuazione che si ha da fuori all’atmosfera fin sopra il livello del mare.




Nello stesso modo la luce entrando in acqua e percorrendo i primi metri fino ad arrivare sul reef continua ad essere attenuata dall’acqua e dagli elementi da essa contenuti.
La figura sotto mostra l’ulteriore attenuazione della luce andando in profondità nel mare.





Tutto questo per dire che la luce disponibile sul reef ha uno spettro ben definito, con potenza distribuita in maniera diversa sulle varie lunghezze d’onda.

Spettro utile alle zooxanthellae

Citando quasi letteralmente l’articolo.
Durante centinaia di milioni di anni di evoluzione, gli organismi marini fotosintetici si sono adattati al tipo di luce disponibile nel loro ambiente.
Essenzialmente hanno imparato a sfruttare per la fotosientesi le componenti di luce verso il viola perché più abbondanti, contrariamente ai vegetali terrestri che utilizzano più la luce verso il rosso.
Le alghe simbionti ‘Pyrrophyta’ (Zooxanthellae) contengono maggiormente clorofilla A e C e pigmenti caroteniodi i quali assorbono (si cibano) la luce compresa tra il viola e il verde.
La figura sotto mostra lo spettro di assorbimento delle Zooxanthellae.






E’ interessante e molto positivo notare come questo assorbimento abbia il minimo nella banda 550 – 620 nm indicata da Giuseppe come la più stimolante per i cianobatteri (che ovviamente avranno il loro spettro di assorbimento fortunatamente diverso dalle zooxanthellae).

Guardando la figura sopra è importantissimo capire un concetto.
Le alghe simbionti hanno bisogno di una luce con uno spettro sopra riportato per avere la fotosintesi.
Se si dà una luce diversa si avrà meno fotosintesi e parte della luce andrà sprecata, quindi si avrà un utilizzo meno efficiente della luce.
Faccio un disegno per far capire il concetto… spero di riuscirci…




Dal disegno spero si capisca che data una plafoniera che ha un determinato spettro, le alghe simbionti assorbiranno solo una parte della luce, che avrà ovviamente la forma dello spettro per la fotosientesi, e questa forma non può che essere contenuta nella forma dello spettro realmente disponibile.
Tutta la quantità di luce compresa tra la forma dell’assorbimento della fotosientesi reale e la forma dello spettro della plafoniera, sarà Luce sprecata …
Watt di corrente pagati all’ENEL inutilmente… luce accecante inutile che non ti permette di fare le foto…
Oppure per vederla in un modo diverso questa quantità di luce sprecata, potrebbe essere distribuita in modo migliore per aumentare la fotosintesi stessa.

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Altro sullo spettro utile alla fotosintesi


Dalle figure riportate in seguito (estratte da un topic sul full spectrum su nano-reef.com), possiamo affermare che:
- La vera luce necessaria alla fotosintesi è compresa tra i 400 e i 520 nm
- La banda compresa tra i 550 e i 650 nm stimola i cianobatteri





in queste due figure si trovano gli spettri di stimolazione delle principali molecole coinvolte nella fotosientesi:
- Clorofilla A
- Clorofilla B
- B carotene
- Lutaina
- Zeaxitina
- Licopene
- Violaxantina

Tutte queste molecole sono stimolate nella banda viola/blu/ciano 400 - 520 nm e nella banda rossa 650 - 670 nm




Questa interessantissima figura invece dimostra quanto detto da Giuseppe C., ossia che nella banda 550 - 650 si stimolano i cianobatteri.
Si vede infatti che in questa banda si stimola la molecola Ficocianina.
Riporto un estratto di Wikipedia
http://it.wikipedia.org/wiki/Ficocianina

"Ficocianina (dal greco phyco, con il significato di «alga» e cianina, da « kyanos » (ciano), per il colore verde-azzurro) è l'associazione di proteine della famiglia delle ficobiliproteine, e di pigmenti idrosolubili della fotosintesi, le ficocianobiline, della famiglia delle ficobiline.
Le ficocianine sono presenti nei Cyanobacteria (alghe verdi-azzurre), come è il caso della specie Arthrospira platensis (Spirulina) e nelle Rhodophyta (alghe rosse).
Tutte le ficobiliproteine sono solubili in acqua e non possono quindi esistere all'interno di una membrana, contrariamente ai complessi proteine-pigmenti dei vegetali superiori, portatori di carotenoidi e clorofille. Esse possono però aggregarsi per formare dei complessi portatori di luce, chiamati ficobilisomi, che aderiscono alla membrana tilacoidale."

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Il Riferimento

Vorrei ricordare che questo studio è nato dalla lettura del seguente articolo:
Light in the Reef Aquaria - by Dmitry Karpenko, Vahe Ganapetyan
tratto da Advancedacquarist.com
Volumke XI - Ottobre 2012

Link all'articolo su AdvanceedAcquarist.com

Link alla traduzione dell'articolo su topic AP

La conclusione dell'articolo in questione si riassumeva in questa tabella, che indica la quantità di potenza da irradiare in ogni banda di colre affinchè sia riprodotta la stessa luce che c'è sul reef e affinchè il corallo cresca e si colori nel modo ottimale.



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Le Plafoniere LED commerciali

*new*
Dopo alcune nozioni fondamentali sulla luce e le necessità di illuminazione di una vasca di barriera, qui di seguito uno sgardo e analisi sulle migliori plafoniere LED disponibili sul mercato.



Plafoniera T5 ATI 6x39W

Inizio la carrellata di plafo riportando per prima la classica T5 ATI.
Lo so che i 39W sono lunghi per un nano… ma questi c’erano sul SW cinese
Comunque con 6 tubi da 39W si ottendono 254W che possiamo considerare equivalenti a una plafo LED di 150W (passatemi l’approssimazione).

Potenza: 254 Watt
Composizione:
- 3 Aquablue Special
- 1 BluePlus
- 1 PurplePlus
- 1 Actinic

Emissione totale: 5500 Lumen, 35.59 Watt (non è il consumo è l’emissione), 140 nmol s-1

Grafici



Ecotech Marine Radion XR30w Pro Full Spectrum



Potenza: 154 Watt
Costo: 990 euro
Dimensioni: 300 x 180 x 39 mm
Composizione:
White: 8 Cree XT-E Cool White (5w each)
Red: 4 Osram Oslon SSL Hyper Red, 660nm (3w each)
Yellow: 2 Osram Oslon SSL Yellow, 590nm (3w each)
Green: 4 Cree XP-E Green, 520nm (3w each)
Blue: 8 Cree XP-E Blue, 468nm (3w each)
Royal Blue: 8 Cree XT-E Royal Blue, 442nm (5w each)
Cyan: 4 SemiLEDs UV, 415nm (2.5w each)
UV: 4 SemiLEDs UV, 405nm (2.5w each)

Rapporto colori LED: 1 cw 6 ww 6 rb 4 b 2 gr 2 cy 2 uv 2 r

Emissione totale: 5200 Lumen, 41.75 Watt, 169 nmol s-1

Grafici



Vertex Illumina SR260




40 Watt per modulo x 4 moduli.
Potenza: 160 Watt
Costo: 1119 euro completa
Dimensioni: 300x650x45 mm completa
Composizione per modulo:
8 Cool White 3 W CREE
4 Blu 3W CREE
4 Royal Blu 3 W CREE

Rapporto colori LED: 2 w 1 rb 1 b

Emissione totale: 10034 Lumen, 49.13 Watt, 206.55 nmol s-1

*Errore: considerate la metà dei valori riportati sui grafici


Grafici



Maxspect Mazarra P+420 Full Spectrum



56 Watt per unità, quindi considero 3 unità.
Potenza: 168 Watt
Costo: 419 euro a unità
Dimensioni: 230x230x35 mm a unità
Composizione per unità:
2 Warm White 3W CREE XP-G
4 Cool White 3 W CREE XM-L
4 Blu 3W Philips Luxeon Rebel
4 Royal Blu 3W Philips Luxeon Rebel
2 UV Episled Dual-Core

Rapporto colori LED: 1 ww 2 cw 2 b 2 rb 1 uv

Emissione totale: 9450 Lumen, 57.1 Watt, 234 nmol s-1

Grafici



Maxspect R420r Razor M10000K



60 Watt per unità, quindi considero 2 unità.
Potenza: 120 Watt
Costo: 440 euro completa
Dimensioni: 300x520 mm
Composizione per unità:
6 Warm White 1W CREE XT-E
12 Cool White 1 W CREE XT-E
9 Blu 1W CREE XP-E
6 Royal Blu 1W CREE XT-E
6 UV Episled Dual-Core 3W

Rapporto colori LED: 1 ww 2 cw 1.5 b 1 rb 3 uv

Emissione totale: 4904 Lumen, 26.27 Watt, 109.7 nmol s-1

Grafici


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My Ultimate Spectra DIY rel 4.0

*new*
Ed infine, la giusta conclusione. Come realizzerei io una plafoniera LED full spectrum fai da te?


Il progetto della mia plafo led Ultimate Spectra DIY rel 4.0

56 LED -> 168Watt

- 12 Cool White 10000°k
- 8 Neutral White 6500°K
- 4 UV 400nm
- 8 Actinic Violet 420 nm
- 6 Royal Blu 452 nm
- 10 Blu 465 nm
- 6 Cyan 490 - 520 nm
- 2 Hyper Red 660 nm

Rapporto colori: 4 NW - 6 CW - 2 UV - 4 SA - 5 B - 3 Cy – 1 R

Potenza luminosa di mezzo sole a 7 metri di profondità rispetto alle dimensioni della mia vasca
400 - 440 nm -> 5.5 Watt
440 - 480 nm -> 6.4 Watt
480 - 520 nm -> 6.2 Watt
520 - 700 nm -> 13 Watt

Potenza luminosa della mia configurazione
400 - 440 nm -> 4.8 Watt
440 - 480 nm -> 12.3 Watt
480 - 520 nm -> 4.4 Watt
520 - 700 nm -> 12 Watt

Lumen totali = 5209 lm
Irradiazione = 29.56 W
PPFD = 123.4 nmol/s

Stima PPFD con LED senza lenti ( angolo 130° )
PPFD a 20 cm dalla plafo = 213.5 nmol/s/m2
PPFD a 30 cm dalla plafo = 94.88 nmol/s/m2
PPFD a 40 cm dalla plafo = 53.37 nmol/s/m2

Stima PPFD con lenti da 90°
PPFD a 20 cm dalla plafo = 981.7 nmol/s/m2
PPFD a 30 cm dalla plafo = 436.3 nmol/s/m2
PPFD a 40 cm dalla plafo = 245.4 nmol/s/m2

Spettro risultante




Suddivisione Canali

Canale 1 - Bianchi su Driver x20 LED
- 12 Cool White 10000°K
- 8 Neutral White 6500°K


Canale 2 – Attinici su Driver x12 LED
- 4 UV 400 nm
- 12 Super Actinic 420 nm


Canale 3 - Blu su Driver x12 LED
- 2 Royal Blue 452 nm
- 10 Blue 465 nm


Canale 4 – RGB su Driver x12 LED
- 4 Royal Blue 452 nm
- 6 Cyan 490 – 520 nm
- 2 Hyper Red 660 nm


Disposizione LED



Collegamento LED





Simulazione Alba/Tramonto

Alba/Tramonto - 30 minuti - Canali Blu e Attinico
Albeggio/Crepuscolo - 30 minuti - Canali Blu, Attinico e RGB
Giorno - 11 ore - Tutto acceso


Come applicare questo rapporto colori alle plafo fai da te per Nanoreef

Pico 10 litri -> Plafo 12x3W = 36 Watt
Colori:
- 2 White 6500°K
- 3 White 10000°K
- 1 Cyan
- 1 UV
- 2 Super Actinic
- 1 Royal Blue
- 2 Blue

Nano 30 litri -> Plafo 24x3W = 72 Watt
Colori:
- 3 White 6500°K
- 6 White 10000°K
- 2 Cyan
- 1 Red 660 nm

- 2 UV
- 4 Super Actinic
- 2 Royal Blue
- 4 Blue

Nano 60 litri -> Plafo 36x3W = 108 Watt
Colori:
- 5 White 6500°K
- 9 White 10000°K
- 3 Cyan
- 1 Red 660 nm

- 3 UV
- 6 Super Actinic
- 3 Royal Blue
- 6 Blue

Nano 90 litri -> Plafo 48x3W = 1044 Watt
Colori:
- 6 White 6500°K
- 12 White 10000°K
- 4 Cyan
- 2 Red 660 nm

- 4 UV
- 8 Super Actinic
- 4 Royal Blue
- 8 Blue

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Indice degli sviluppi a seguire

- Osservazioni e altri dettagli pagina 1 messaggio #2

- La realizzazione della mia plafo LED Full Spectrum pagina 1 messaggio #6

- Come reagiscono i coralli - L'inizio pagina 1 messaggio #9

- Primi cenni di beneficio pagina 3 messaggio

- A quasi due mesi di distanza - Crescite SPS pagina 3 messaggio

- L'effetto Phytostimolante dei LED rossi e non solo pagina 5 messaggio #42

- Ancdora crescite pagina 5 messaggio #44