植物栽培用ＬＥＤランプ再稼働

２日掛かりましたが、ＬＥＤランプの改造が終わりました。超高輝度ＬＥＤは直視できない明るさです。
電源を入れないと超高輝度ＬＥＤ素子は透明ですので、発色が判りませんので電源を入れて写真を撮りました。
少し判りにくいですが、真ん中の列２５個と上の列に８個青色を残し、赤：青＝１６７：３３　ほぼ５：１に改造しました。
今、発芽中の種が無いので取りあえず赤：青＝１：１で成育異常で屋外の光を当てていた小松菜
の苗に当ててみます。

植物栽培用LEDランプただ今改造中

来シーズンに向けて、防虫網の補強やトマト用浮き根式プランターの製作等やる事がたくさんあるのですが、暫く安静にしている必要があるので、やり残していたLEDランプの改造に取り組んでいます。
改造点は以前の投稿に書いた通り、青色と赤色の比率の変更です。現在の１：１を１：５程度まで変更しようと思っています。青色LEDを取り外し赤色LEDに替える作業です。
現在１００個ずつ取り付けていますが、これを青３３、赤１６７で約１：５ですのでこの個数にします。
青色LEDを上の写真の様に赤を外して置き換える作業を繰り返します。超高輝度LEDは外観透明ですので、赤、青と＋－を間違えない様に一つ一つハンダ付していきます。
この改造により、１列に青１個だけの列が１０列、青２個の列が１５列できます。赤と青の負荷電圧
がちがいますので、電流制限抵抗も代えます。
ハンダゴテは６０Wの物が使いやすいです。新しく作る場合は先にLEDの足を絡めてからそこをハンダ付します。今回は写真の様にハンダ付部に青LEDの足を絡ませてハンダ付する作業です。
ハンダ付はそんなに難しくありませんので皆さん挑戦してみてください。
写真の白い部分は、LEDの固定と防水を兼ねたシリコンコーキング剤です。

LED育苗ランプによる小松菜の栽培失敗です。

育苗開始１週間目の小松菜です。驚くほど成長が早いのですが、茎が伸びすぎて、双葉を支えきれず、倒れてきました。茎の長さ６ｃｍ程になっています。双葉の間からは本葉が出だしてますので、葉の部分だけ見れば立派な苗に成長しています。
原因を調べる為、光の波長と植物の成長の関係の論文等を調べてみました。
風太くんの作ったＬＥＤランプは赤と青が１００個づつ１：１の割合で作りました。１００袋買いを残らず使って作りました。これが悪かった様です。
各位の論文を総合すると赤色、青色の役割分担は赤色波長；光合成に使われる。
青色波長；形態形成すなわち葉が成長したり、茎が太くなったりする成長過程に必要。
　　　　　　　更に青色波長は植物の芽が黄色から緑に変わる脱黄化促進に必要。

尚、緑色波長は植物では使われない、植物が緑色に見えるのは緑色の波長は使われず、反射する為です。
どうやら、風太くんの作ったＬＥＤ育苗ランプは青色が強すぎる。という事が原因の様です。
更に調べていくと、植物栽培用ＬＥＤを販売している会社のＨＰを見ると赤色：青色＝５：１～１０：１が植物育成に良いバランスである。と書いてありました。
風太くんのブログを見てもし１：１で作られた方がいましたら、ごめんなさい。
市販品の１／４程度で作る事が出来る事だけを評価ください。
ＬＥＤランプの改良計画をするとともに簡易ＨＰ「水耕栽培用装置の製作教室」の赤：青使用比率について、注記をつけたいと思います。

LED栽培ランプいいですね！！小松菜３日で双葉が出ました。

ヤシ繊維で作った栽培床を２日前につくり、芽がでたばかりの小松菜の種を植えてみましたが、早くも双葉が生えました。非常に成長が早く驚いたので投稿しました。発泡スチロールの保温効果と赤・青の超高輝度ＬＥＤの効果の様です。
もう一台つくってみようかな。

LED育苗ランプ用の苗床を作ってみました。

ＬＥＤ育苗ランプは 今まで発芽して不織布の中で双葉が出た苗の成長を促進するだけに使っていましたが、冬場使わない手は無いと思い野菜栽培用に苗床を作ってみました。
育苗装置のサイズに合った入れ物が100均にもホームセンターにも見つからなかったので少しサイズが大きい野菜育苗用トレーを買ってきて十文字に切断してサイズを調整しました。
野菜育苗トレーは底面と、側面下部がスノコになっていて、丁度育苗箱のフタの凹みに養液を貯めればそこから養液が中にしみこんでくれるとおもいます。
苗床の材料は川砂を使った記事が良く見られますが、今回はヤシ繊維のブロックを１００均の園芸用品売り場で買い求めました。野菜栽培に使うので念の為、バケツの中でシャブシャブになるまで溶かした後、水分をろ過する、という作業を５～６回繰り返しヤシ繊維を洗浄しました。
ヤシ繊維を洗浄した後、水分をぬき、今度は水耕栽培用の養液に浸し、それからトレーにいれ、自然に養液が流れ出るのを待ました。
それから平らな物を押し当て表面を平らにして苗床が完成しました。
この苗床に発芽したばかりの小松菜の種を３ｃｍ間隔に植えつけました。
これをＬＥＤ育苗ランプにいれてみました。
どうなるか楽しみです。
ＬＥＤ育苗ランプの作り方は「水耕栽培用装置の製作教室」を見てください。

豆苗をＬＥＤ育苗箱に入れて見ました。

鍋料理に使った後の豆苗の根の部分をＬＥＤ育苗箱に入れて見ました。４日目です。大きくなって来ました。豆苗のラップに書いてあった通り、根の部分を水に漬けていると、根のなかにある未発芽の豆が発芽しました。
今までＬＥＤ育苗箱は発芽直後の苗の生育を早くするだけに使っていましたが、冬場の野菜栽培に使えそうです。
養液の供給は不織布を使い毛細管作用を使う？植物の支え方は？ＥＴＣ、風太くんの創作意欲が湧いてきました。

ＬＥＤ育苗箱の運転開始

２回に分けて解説しました、植物栽培用ＬＥＤランプを使った育苗箱の運転状態です。ほんとうはベランダに置きたいのですが、夜中に紫色の光が漏れて近所迷惑だ。との指摘でやむなく室内に置いています。


室外に置いていた小松菜の苗、昨今の寒さで成長が止まった様でしたが、育苗箱にいれ２日目で見違える様に元気一杯になりましたし、右の苗は昨日セットしたばかりですが早くも薄緑の幼葉が濃い緑色になっています。
今年この育苗箱でゴーヤの苗を育てたのですが、生育が早すぎて葉が育苗箱一杯になってしまったのでまだ寒い室外の出した所、寒気で葉がパリパリに固まり枯れてしましました。
同時期に育苗したトマトは問題なく定植しましたが、育苗箱は植物にとって環境が良すぎますので、外に出した時その植物に適切な環境かどうかを考慮する必要あります。

植物栽培用ＬＥＤランプの自作（２）

それでは育苗器のキー部品であるＬＥＤ発光装置の製作のポイントだけご説明します。
詳しい説明は「ＬＥＤの使い方」で検索すると多数出てきますので参考にしてください。風太くんも電子回路製作は初めてでしたがそんなに難しくありませんでした。
回路はＬＥＤと制限抵抗を使ったもので、回路図としては以下の様なものです。

ＬＥＤは風太くんは秋葉原の電子部品店で購入しましたが、通販でもそんなに価格差がありませんので、今回は秋月電子通商さんの品番でご紹介します。
赤色はoshr5111a-tu電圧２．１Ｖ、　標準電流２０ｍＡ、輝度１５度１２０００ｍｃｄ
青色はosvb5111a-st電圧３．１Ｖ、　標準電圧２０ｍＡ，輝度１５度１００００ｍｃｄ
を使いました。植物用ＬＥＤの青、赤の光度比率について書かれた論文を色々読みましたが、結論は植物により違うという事でした。
そこで、１００個づつ袋買いしたものを残りなく使う事として使用方法を考えました。図２の回路で考えます。
１）負荷電圧を計算し１列に使う最適ＬＥＤ数を考える。各１００個づつあるので同数がベスト。

赤２．１Ｖ＊ｎ個＋３．１＊ｎ個＜２４Ｖ（使用するＡＣアダプター電圧）


これでｎ＝４と決まりました。これでＬＥＤ直列の両端に加わる電圧合計２０．８Ｖ
残り３．２Ｖが抵抗Ｒに掛かるわけです。そこに２０mAの電流を流すには何Ωの抵抗となるでしょうか？高校理科の問題です。製造業に勤めていました技術系社員でしたが現役時代ついに使った事の無い公式を退職後つかいました！！感激です。

オームの公式　Ｒ＝Ｅ／Ｉ　　　
３．２Ｖ／０．０２Ａ＝１６０Ω

市販のカーボン抵抗には１６０Ωはありませんので１５０か１８０ですが安全の為１８０Ωを選びました。
これで赤ＬＥＤ４個、青ＬＥＤ４個を交互に繋ぎ、１８０Ω抵抗を１個つなぐ直列回路を作ります。
それを並列に２５列繋げれば完成です。
電源電流は２０ｍＡ＊２５＝５００ｍＡですので使用するＡＣ電源１．１Ａは余裕でＯＫです。

２）基板の準備
電子回路に使っている基板のベークライトをつかうのが一番ですが３０ｃｍ＊４０ｃｍの大きさのものは秋葉原で探してたら５０００円以上したので止めました。
１００均で手に入るアクリル樹脂の板は熱に弱いという事で、熟慮の結果、風太くんが昔、１Ｍのラジコンヨットを作った時に甲板に使用した１．１ｍｍの航空ベニヤがあったのでそれを使うことにした。板ならばその上で半田付けしても焦げるだけ、湿気を吸い込みショートするかも判りませんが、その時はＡＣアダプターの保護回路が働き大事に至らないと考えた。
実際昨年４か月程使っているが問題なかった。
発泡スチロールの四角は２５ｃｍ＊３５ｃｍ程度の大きさとして上手く四角穴からＬＥＤが覗く様に
８個＊２５列に５ｍｍの穴を明けます。ＬＥＤのボディーは直径５ｍｍの根本の所が更に太くなっており丁度頭が出た状態で止まります。

３）製作上の注意事項
①LEDの足には極性があり、長い方をアノード（A）、短い方をカソード（K)といい、接続する場合　　
アノードを＋側、カソードを－側につなぎます。
②ＬＥＤに熱を加えると寿命が短くなると書かれています。はんだ付けは手早く。と言っても風太く　　
んど素人ではんだ付けに手間取りましたがｆ大丈夫でした。
③意味が無いかも判りませんが、念の為半田付した所をコーキング剤で覆い保護しました。

植物栽培用ＬＥＤランプの自作（１）

大変不恰好な代物ですが。風太くんが自作したＬＥＤ照明付きの育苗箱です。日照時間が短くなって、野菜の苗の成長が遅くなったので、引っ張り出してきました。本体は発泡スチロールのトロ箱で大きさ幅５５ｃｍ＊奥行３５＊高さ５５ｃｍです。超高輝度タイプの赤色と青色のＬＥＤ各１００個使用し電源は使わなくなった古いパソコンのＡＣアダプターを転用しています。ＬＥＤは殆ど発熱しないのですが、保温を兼ね発泡スチロールの箱を採用しました。



トロ箱の上下を逆にし、フタの部分を苗を載せる容器にしています。ＬＥＤ照明は強烈なので、発泡スチロールがすぐ痛みますのでその保護と光を効率よく苗に集中する為、箱の内側全体にアルミ蒸着断熱シートを両面テープで接着しています。



電源として使用している遊休パソコン用のＡＣ電源です。皆様方のお家にも何個か転がっていると思います。ＯＵＴＰＵＴ電圧が２４Ｖの供給電流１．１Ａと丁度良いのもがあったので、無理やりフタをコジ空けＯＵＴＰＵＴ配線を追加しました。パソコンへつなぐ端子の凹端子があったらフタをこじ開けなくて済みましたが、手に入らなかったのでフタを壊し配線をはんだ付しました。



本体内側です、トロ箱の底をカッターで切り取り、１．１ｍｍの航空ベニヤに取り付けた２００個のＬＥＤランプを覗かせます。内側全体にアルミ蒸着断熱シートを両面テープで接着しています。



ＬＥＤ電源を入れた様子です。超高輝度の為、直視すると目を傷めそうです。
植物栽培用ＬＥＤランプは多数市販されています。
風太くんの作ったＬＥＤ２００個程度のランプは市場では３０００円程度から３万円以上するものまでたくさんあります。それはＬＥＤ素子の違いと思います。
同じ５ｍｍのＬＥＤ素子でもクリスマスのイルミネーション程度の光度しか出ない代物を使うと安い。風太くんが選んだ、超高輝度タイプは夜間照明用にも使えるものです。
電子部品の通販を覗くと５ｍｍ赤色ＬＥＤの場合、
１００個で４００円の素子は赤色で１５００ｍｃｄ、１００個１５００円の超高輝度素子の場合は透明で通電したら赤色になり１２０００ｍｃｄと８倍の光度です。
３０００円程度の市販植物栽培用ＬＥＤは実際手に入れて見たことが無いですが多分、目視で赤色あるいは青色の安いＬＥＤを使っているはずです。
超高輝度タイプは赤も青も透明です。通電して初めて色が判ります。
材料費は　超高輝度ＬＥＤ２００個　　　　　　　　　　　　　３０００円
１．１ｍｍ３０ｃｍ＊６０ｃｍ航空べニア 　５００円　
発泡スチロールトロ箱　　　　　　　　　　　　　　５００円
断熱シート　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　１００円
ＡＣアダプター　　遊休品　

以上の様なものです。
次回に製作のポイントをご説明致します。