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Illuminazione: LED... o no?

Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Luke_994 » 06/10/2015, 13:22

Buongiorno a tutti, so che l'argomento è stato trattato più volte, ma non sì è mai arrivati ad una conclusione esaustiva, sarebbe quindi interessante raccogliere in questo post, i pareri di quei coltivatori che si avvalgono dell'illuminazione artificiale per il sostentamento delle loro piante.

Anni fa comprai una lampada a led modello UFO che si trovano tranquillamente su ebay, era composta da 90 led da 1 w ciascuno di colore rosso blu e arancione in rapporto 6:2:1 e la utilizzai per illuminare una pianta australiana (di cui non ricordo il nome) che sembrò reagire molto bene alla nuova luce.
Dopo qualche mese però abbandonai l'uso della lampada, poichè per la crescita di un singolo esemplare, se ne andavano più di 15 euro incorrente elettrica al bimestre.

Con l'avvicinarsi della stagione invernale, mi è tornata in mente l'idea di illuminare le mie piante carnivore con la luce artificiale.
Dopo aver letto centinaia di discussioni che parlavano dei led come la "soluzione definitiva" e altrettante che ne parlavano male in egual misura, mi sono detto che l'unica soluzione è sperimentare.

Ora sorgono le domande:

1 Perchè vengono apprezzate così tanto le lampade a fluorescenza e le HPS, dato che lo spettro luminoso che emanano viene assorbito per meno della metà dalle piante? (con conseguente dispendio energetico)

2 Leggendo in rete,mediamente per una pianta di 20-30 cm di altezza sono più che sufficenti 3500 lumens per metro quadro, quindi se i dati forniti venditori corrispondono a realtà, 1 W di luce led dovrebbe corrisponde a 80 lumens circa, traendo così la conclusione che per un terrario di 1 m² sarebbe più che sufficente la luce di 44 led da 1 W ciascuno.

3 Led bianchi o blu e rossi? i picchi di assorbimento si trovano rispattivamente in 430 nm e 663nm per la clorofilla A , 480nm e 650nm per la clorofilla B. Stesso discorso delle lampade a fluorescenza e HPS, perchè fornire uno spettro così ampio e in gran parte inutilizzato dalla pianta, quando tutti i lumen che diamo potrebbero essere usati al 100% dalla pianta?

4 Perchè preferire i led SMD ai led tradizionali?

Ai posteri l'ardua sentenza :D

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Prompt » 08/10/2015, 19:02

Ti rispondo in base alla mia esperienza sulla coltivazione led , sull'illuminazione dei terrari e sulla fotosintesi:

1 Perchè vengono apprezzate così tanto le lampade a fluorescenza e le HPS, dato che lo spettro luminoso che emanano viene assorbito per meno della metà dalle piante? (con conseguente dispendio energetico)
@ Forse l'apprezzamento era valido fino a qualche anno fa e veniva anche dal fatto che la luce era bianca e che quindi dentro una casa era molto più apprezzata della luce violetta delle lampade led del tempo.

2 Leggendo in rete,mediamente per una pianta di 20-30 cm di altezza sono più che sufficenti 3500 lumens per metro quadro, quindi se i dati forniti venditori corrispondono a realtà, 1 W di luce led dovrebbe corrisponde a 80 lumens circa, traendo così la conclusione che per un terrario di 1 m² sarebbe più che sufficente la luce di 44 led da 1 W ciascuno.
@ ne i lumen e ne l'altezza delle piante sono parametri validi per il calcolo di un illuminazione per terrari.
il lumen è una unita di misura basata sulla sensibilità dell'occhio umano, l'altezza della pianta non può essere considerata nel calcolo semplicemente perché la luce colpisce una superficie e non un solo asse cartesiano.

3 Led bianchi o blu e rossi? i picchi di assorbimento si trovano rispattivamente in 430 nm e 663nm per la clorofilla A , 480nm e 650nm per la clorofilla B. Stesso discorso delle lampade a fluorescenza e HPS, perchè fornire uno spettro così ampio e in gran parte inutilizzato dalla pianta, quando tutti i lumen che diamo potrebbero essere usati al 100% dalla pianta?
@ E' corretto il discorso dei picchi di assorbimento, ma attenzione perché le piante non recepiscono solo i picchi A-B ma sono dotate di molti altri recettori utili alla fotosintesi e non solo. Molti recettori che contribuiscono alla salute della pianta "lavorano" totalmente al di fuori dei picchi della clorofilla. Non vorrei sbagliarmi ma siamo arrivati a scoprire altri picchi secondari come il C e il D.
Poi ogni pianta preferisce un suo habitat, ad esempio siamo sicuri che le piante che prediligono l'ombra trovano il miglior giovamento dai picchi A e B ?

4 Perchè preferire i led SMD ai led tradizionali?
@ Non è appropriato parlare di led tradizionali, oggi sul mercato si trovano led di ogni tipo, comunque la differenza maggiore è che i led smd hanno una potenza per chip che varia dai 0.3 fino ad un massimo di a 0.5/0.6 Watt, mentre altri led possono arrivare e superare anche i 100Watt per chip.
Gli smd sono più utili su terrari di dimensioni medio/piccole mentre gli altri led (più potenti) sono più utilizzati per terrari di una certa entità. Inoltre per gli smd difficilmente si trovano lenti addizionali, mentre per i led di potenza il mercato offre lenti di qualsiasi gradazione.

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Luke_994 » 13/10/2015, 11:59

L'apprezzamento per quella tipologia di lampade continua ancora, e sono preferite di gran lunga rispetto ai led.

Tutte le mie domande sono legate al massimizzare l'emissione di luce necessaria alla pianta e il minimizzare i costi di energia elettrica.
Dai quello che vedo sui vari forum il led in relazione alle lampade a fluorescenza hps ecc, non porta alcun vantaggio nel risparmio energetico ovvero: i vari utenti consigliano quasi sempre Wattaggi al pari o addirittura superiori alle lampade tradizionali!!! A questo punto la domanda sorge spontanea, a che pro il led? Dato che il prezzo d'acquisto di questa tipologia di lampade è notevolmente superiore.

Prompt ha scritto:2 Leggendo in rete,mediamente per una pianta di 20-30 cm di altezza sono più che sufficenti 3500 lumens per metro quadro, quindi se i dati forniti venditori corrispondono a realtà, 1 W di luce led dovrebbe corrisponde a 80 lumens circa, traendo così la conclusione che per un terrario di 1 m² sarebbe più che sufficente la luce di 44 led da 1 W ciascuno.
@ ne i lumen e ne l'altezza delle piante sono parametri validi per il calcolo di un illuminazione per terrari.
il lumen è una unita di misura basata sulla sensibilità dell'occhio umano, l'altezza della pianta non può essere considerata nel calcolo semplicemente perché la luce colpisce una superficie e non un solo asse cartesiano.


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Dopo ricerche più approfondite rettifico tutto ciò che ho detto riguardo a lumen e metrature ,erano fonti poco attendibili e professionali, (mea culpa :( ).
Come hai brillantemente spiegato il lumen equivale al flusso luminoso visibile dall'occhio umano emesso da una sorgente avente una intensità luminosa di 1 candela per ogni angolo solido di 1 steradiante,Wikipedia docet.
Indi per cui non possiamo utilizzare questa unità di misura per le nostre piante,bensì il PAR.
Il PAR (Photosynthetically Active Radiation) descrive il numero di moli di fotoni nel campo spettrale di energia radiante tra 400-700nm che vengono utilizzati dalle piante per la fotosintesi. Le piante utilizzano la luce in tutta questa regione , t uttavia alcune lunghezze d'onda dei fotoni sono utilizzati più efficientemente per guidare la fotosintesi rispetto ad altre che adirittura non vengono quasi utilizzate, come dimostrato dalla Curva di McCree.

[img=100x50]https://smartgrowtechnologies.com/wp-content/uploads/2014/06/chlorohyll_a_b_carotenoids.jpg[/img]
scusate non riesco a fare il resize dell'immagine.

I 2 modi più comuni di misurazione PAR sono Photosynthetic Photon Flux (PPF o PPFD) e Yield Photon Flux (YPF), che si occupano specificamente dell'emissione di fotoni per secondo.
il PPF è una unità di misura di tutti i fotoni trasmessi da una sorgente luminosa al secondos nell'intervallo PAR (400nm-700nm). Questa unità include tutti fotoni emessi in tutte le direzioni da una sorgente quindi per descrivere la quantità emessa di fotoni nel rapporto pianta/led viene più comunemente utilizzata la misura PPFD.

Photosynthetic Photon Flux Density(PPFD) è il Il numero di fotoni emessi per secondo per un' unità di superficie all'interno della gamma di PAR . Essendo La fotosintesi è guidata dalla quantità di fotoni che riceve e non dall'energia del fotone, il PPFD è una misura importante per riuscire a determinare se una luce è sufficente per le nostre carnivore. Il flusso fotonico non fornisce informazioni riguardanti la lunghezza d'onda di un fotone o all'energia, ma fornisce un conteggio totale di fotoni presenti nel tempo (1s) e nello spazio . Questo viene misurato nelle unità micromoli per secondo per metro quadrato. (mmol / s / m2)
Yeld Photon Flux (YPF) - Questo metodo di misura è emerso perché il PPFD non prende in atto che tutti i fotoni, guidano i tassi fotosintetici in modo disuguale. Yield Photon Flux misura i fotoni in una range tra 360nm-760nm, secondo la risposa fotosintetica della pianta. Quest'ultima quindi è una misura più accurata per la capacità di una fonte luminosa di guidare la fotosintesi, ma doal momento che è più complicato da capire, in molti considerano ancora il PPFD come standard.
Il Quantum Yeld invece è la relazione tra un processo di quando un quanto di luce (fotone) viene assorbito e quando un'altra molecola viene distrutta per reazione chimica ovvero : quando il fotone viene assorbito dalla pianta e viene così fissata una molecola di Anidride Carbonica , il Quantum Yield descrive quindi il rapporto quanti fotoni (quanti di luce) sono necessari per il fissarsi 1 molecola di Co2 , peò non tutte le lunghezze d'onda dei fotoni vengono assorbite con la stessa efficienza, ciò vuol dire che che alcuni colori sono più produttivi di altri per il processo di fotosintesi. Quantum Yield descrive questo rapporto tra le lunghezze d'onda dei fotoni e l'efficienza della fotosintesi.

Come facciamo quindi a misurare le grandezze sopracitate e capire se la nostra luce emetta una quantità sufficente di fotoni per le nostre carnivore?
in commercio vi sono 2 tipi principali di strumenti e sensori utilizzati nella misurazione PAR: Il misuratore di quanti o meglio conosciuto tester PAR ( YPF , PPFD o PPF ) circa 400 euro, e lo Spettroradiometro il cui prezzo si attesta oltre i 3.500 euro
il misuratore di quanti usa un fotodiodo per convertire il fotone in elettroni misurabili. in una fonte luminosa "perfetta" ove tutti i fotoni vengono emessi in pari quantità per ogni lunghezza d'onda nello spettro visibile, Il Par tester dovrebbe riferire tutte le lunghezze d'onda dei fotoni compresi tra 400nm e 700nm in modo equo, ma non lo fanno. Un Par tester può essere più sensibile ai fotoni rossi piuttosto che a quelli blu., mentre magari misureranno con molta più accuratezza i fotoni verdi rispetto ad altre lunghezzze.
gli spettroradiometri operano in un modo molto diverso da quello dei par tester ed è per questo che sono più accurati, ma anche molto più costosi. Invece di usare uno o pochi sensori per leggere tutte le lunghezze d'onda come fanno i misuratori di quannti gli Spettroradiometri gestiscono la misurazione della luce in modo diverso: la luce entra Spettroradiometro attraverso una serie di ottiche che possono essere tarate a seconda del tipo di sorgente luminosa che viene misurata. Una volta che la luce è uscita dall'ottica entra in un'area chiamata monocromometro che utilizza diverse lenti e rifrattori per "rompere" la luce in luce monocromatica (un colore) dove ogni lunghezza d'onda / colore viene guidata attraverso una piccola fessura e letta da una serie di tubi e semiconduttori che individuanio così ogni banda di luce separatamente. Anche questi tubi e semiconduttori possono essere modificati a seconda delle fonti di luce che viene misurata ed è per questo Spettroradiometri sono il dispositivo più accurato per determinare quali fotoni vengono emessi da una sorgente di luce.
Quindi a meno che uno di noi non sia così abbiente ed interessato all'acquisto di uno Spettroradiometro non potremmo mai sapere con esattezza quale luce led-hps o latro che sia, sia veramente più efficace ed efficente rispetto ad un'altra.
L'unica alternativa è di sperimentare su cloni di piante diverse luci, e vedere le reazioni di queste ultime nel lungo periodo.

Per quanto riguarda i picchi di assorbimento delle piante, come viene ben descritto dal dalla Curva di McCree qua sopra riportata, bisognerebbe ricreare con led di divero colore l'onda esatta, ovvero una maggioranza di led rossi e blu e una minoranza di uv arancioni gialli ecc.. in queesto modo si aumenterebbe sia l'efficacia che l'efficenza della luce, la curva luminosa di una hps infatti sprigiona una grande quantità di quanti di lunghezze d'onda che guidano in minima parte la fotosintesi, risultando così inutili per le piante e costosi in bolletta. E' si vero che non tutte le piante sono uguali, ma la clorofilla è uguale per tutte, cambieranno le concentrazioni di clorofilla Clorofilla a Clorofilla b Clorofilla c Clorofilla d Clorofilla e, ma i picchi di assorbimento per i vari pigmenti resta uguale in qualsiasi pianta esso si trovi.

A questo punto per quanto riguarda i led smd, non ha alcun senso consigliarli rispetto ad altri led inquanto possono essere ugualmente validi ad un'altra tipologia di led oppure notevolmente inferiori... solo uno spettroradiometro saprà dirci la verità.

Aspetto vostri pareri

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Prompt » 13/10/2015, 16:44

Luca, la tua indagine tecnica riguardo il PAR è esaustiva, vorrei precisare che la scelta tra led smd e led di potenza è sensata ai fini della distanza luce/pianta , un led smd di 0.5w emette un flusso luminoso inferiore a un led di 10w, quindi a parità di distanza noi abbiamo una quantità di fotoni differente, questo è valido per qualsiasi lampada a parità di potenza indipendentemente da quello che vede l'occhio umano.
Inoltre i led sono semiconduttori che a secondo del tipo di drogaggio possono emettere luce (nm) selettiva a qualsiasi lunghezza d'onda del PAR, gli altri tipi di lampade no.
I led irradiano luce con un cono massimo di 120/140 gradi senza riflettori, le altre lampade no.
I led possono essere dotati di ottiche aggiuntive che permettono il restringimento del cono e quindi i fotoni viaggiano "carichi" a distanze più elevate , le altre lampade difficilmente possono montare lenti aggiuntive e convogliare tutta la potenza nella lente senza bruciare le foglie (fotoni IR).
I led hanno una curva di colore o tonalità ben definita, e possono essere impiegati in coltivazione con un risparmio di energia fino al 50% rispetto a lampade tradizionale hps/fluorescenti ecc.....
Io personalmente coltivo sotto una miscela di led bianchi da anni e tutte le foto di piante che metto in rete sono sempre apprezzate dai coltivatori di tutto il mondo. Finisco dicendo che non esiste un illuminazione artificiale ideale ma esiste un illuminazione più o meno efficace per le piante.


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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Luca B. » 19/10/2015, 10:31

Non entro nella parte tecnica perchè ne son perfettamente ignorante. Io uso dei fari a LED da ormai un anno per illuminare il mio terrario (grazie alla gentile collaborazione di Prompt) mentre prima utilizzavo una lampada MH e quindi posso solo dirti quelle che son le mie osservazioni.

Coi led ho ottenuto risultati di molto migliori,anche le piante che si trovano in zone meno illuminate ottengono comunque una bella colorazione rossastra delle foglie,cosa che con la MH accadeva solo a quelle poste esattamente perpendicolari alla fonte luminosa. Avendo sia la MH che i fari a led a disposizione ho fatto qualche test con un luxometro per verificare i rapporti watt/lx e per illuminare in egual modo la medesima superficie coi led ci vanno 100w mentre con la MH 150w,quindi posso assicurarti che una differenza c'è.Utilizzo fari da 50w l'uno

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Prompt » 19/10/2015, 16:48

Aggiungo a quanto affermato da Luca B. :
l'utilizzo di led bianchi è ora mai sperimentato da almeno 3 anni, diversi utenti che si sono rivolti a me hanno sempre riscontrato miglioramenti rispetto alle CFL/tubi fluorescenti bianchi, inoltre Luca B. ha potuto sperimentare la differenza tra led bianchi e lampade MH.

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Luke_994 » 20/10/2015, 11:49

orrei precisare che la scelta tra led smd e led di potenza è sensata ai fini della distanza luce/pianta , un led smd di 0.5w emette un flusso luminoso inferiore a un led di 10w, quindi a parità di distanza noi abbiamo una quantità di fotoni differente, questo è valido per qualsiasi lampada a parità di potenza indipendentemente da quello che vede l'occhio umano.

Probabilmente mi sono espresso male; Il mio quesito riguarda la miglior luce, per qualità e quantità di fotoni che arrivano alla pianta, in rapporto all'energia consumata. Chiaramente 100 smd led 3014 (posizionati vicino fra loro) in confronto a un led COB da 10W a pari distanza dalla pianta (es 1 m), non forniranno mai alla pianta una minimamente paragonabile alla fonte luminiosa COB, malgrado entrambi le luci consumino 10W.Rispetto alla luce COB possiamo però avvicinare i suddetti smd led anche a 3-4 cm dalla pianta, data l'irrisoria quantità di calore che emanano, mentre non possiamo dire lo stesso per il Cob da 10W che dovranno essere posizionati a più di 30 cm se non vogliamo rischiare di bruciacchiare le piante. In questo caso solo uno spettroradiometro saprà consigliarci la miglior fonte luminosa .
Poi la scelta della luce dipende molto dalla pianta che vogliamo coltivare, per una neppa adulta sarebbe impensabile farle 1 mantello di led smd, bisognerà quindi scegliere dei power-led da 3w in su che garantiscono una discreta penetrazione.
Sul fatto che non si possa ricreare la luce perfetta sono pienamente d'accordo, però a mio parere studiando la curva di McCree sarebbe possibile ricreare una luce per la fotosintesi, che sia estremamente EFFICENTE oltre che efficace

Non entro nella parte tecnica perchè ne son perfettamente ignorante. Io uso dei fari a LED da ormai un anno per illuminare il mio terrario (grazie alla gentile collaborazione di Prompt) mentre prima utilizzavo una lampada MH e quindi posso solo dirti quelle che son le mie osservazioni.

Non ho aperto questo argomento per pareri tecnici di cui non sono assolutamente un esperto, mi piacerebbe che il post fosse volto alla raccolta del maggior numero di pareri ed esperienze da tutti i coltivatori che usano la luce artificiale, riuscendo magari un giorno a trarre delle conclusioni utili a tutti noi :D

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Prompt » 20/10/2015, 17:53

Per quanto riguarda il riscaldamento a parità di potenza i led smd scaldano come i cob, comunque esistono led da 10w non cob.
Il led cob è costituito da un insieme di chip smd (cluster), mentre il led da 10W che indicavo prima è un unico chip.
Il calore dei led è emesso solo dalla parte opposta dell'emissione luminosa, ecco perché si dice che i led emettono luce fredda, praticamente non esistono radiazioni IR se non su specifici led. Quindi il discorso della distanza è valido ma solo perché il led di potenza (non cob) emette un quantitativo di fotoni che possono bruciare la pianta per troppo irraggiamento o concentramento non per il calore (esperienza personale).
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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Luke_994 » 29/10/2015, 19:59

Quindi se non ho capito male, con i led cob non si correrebbe il rischio di bruciare la pianta?
Sono 3 mesi a questa parte che sto sperimentando varie luci su piante diverse e proprio con un led cob mi è capitato di vedere delle seccature/bruciacchiature su una Heli, magari non sono state causate dalla luce, però dopo aver aggiustato la distanza, la pianta ha risposto bene e la presunta bruciatura non si è più diffusa.
Il led in questione era un cob della S line, gu10 da 7W luce bianca naturale, l'avevo posizionato ad una distanza di 25 cm circa, in 3 soli giorni la heli era passata da verde smeraldo a bordeaux acceso! e il 3° giorno ho iniziato a vedere le punte seccare... ho tenuto la pianta sotto quella luce per più di 2 settimane, poi mi son deciso a spostare la luce da 25 a 50 cm di distanza per via delle punte sempre più secche.
Non so se sia stato il calore emesso dalla luce ( mettendo una mano davanti al fascio luminoso il calore si sentiva eccome!), l'eccessivo irraggiamento, la mancanza di umidità o altre cause slegate dal fattore illuminazione. Appena ho occasione posto un paio di immagini, così mi saprai dire meglio le possibili cause :D

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Prompt » 29/10/2015, 21:55

Il solo led COB è una cosa, i faretti commerciali gu10 cob e derivati sono tutt'altro, nei faretti commerciali è presente una lente aggiuntiva minimo 60° ma spesso e volentieri 45° e 30°, quindi la luce è concentrata e questo ha determinato il seccume delle punte, il calore che senti è perché il chip non è dissipato a sufficienza, i faretti specialmente di piccolo formato hanno poca superficie dissipante e quindi il calore invece di salire si propaga a 360°. Quindi il problema delle punte secche è dovuto a troppi fotoni che colpiscono la superficie della pianta, inoltre la pianta è passata da una illuminazione ad un altra e già questo contribuisce ad un ulteriore stress.
La luce led con lenti addizionali va data gradualmente, nel caso dei faretti si parte da una distanza di circa 50-60 centimetri per poi procedere ad avvicinarla fino a 25-30 (dipende dalle piante), mentre i led senza lenti sono più tollerati dalle piante anche a distanze ravvicinate.

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Luke_994 » 16/11/2015, 0:15

Benchè il calore venga irradiato a 360°, se metto una mano davanti al fascio luminoso percepisco più calore.
Purtroppo per cause di forza maggiore sono rimasto fuori casa 2 settimane, al mio ritorno pochi giorni fa ho ritrovato tutte le piantine sulle quali stavo sperimentando le varie luci (e non solo), completamente secche e ricoperte da una muffa biancastra :x . Ho provveduto immediatamente con un fungicida polivalente, ma solo su pochissime piante sono arrivato in tempo :cry: .

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Re: Illuminazione: LED... o no?

Messaggioda Prompt » 16/11/2015, 17:31

Probabile oidio.
Se senti più calore nel fascio luminoso vuol dire che il faretto non dissipa calore dove dovrebbe.

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