Dichromatisch vs. 5-Band - ein Resultat

Ich habe das Experiment heute beendet. Manche Pflanzen wurden langsam so groß, dass sie andere Pflanzen unterdrückt haben. Es gab für mich ein etwas überraschendes Resultat.

Zunächst mal eine Draufsicht. Unten stehen die beiden Proben der dichromatischen Beleuchtung, links jeweils die Proben ohne IR Licht. Man muss schon genau hinsehen, um Unterschiede zu erkennen

In der Seitenansicht von links nach rechts dichromatisch, dichromatisch IR, 5-Band, 5-Band IR. Die beiden Proben unter dem IR Licht sind minimal höher.

Und hier Bilder der Pflanzen mit gewaschenen Wurzeln. Bitte entschuldigt die teils unscharfen Bilder

dichromatisch

dichromatisch IR

5-Band

5-Band IR

Das nächste Bild zweigt die Wurzeln der dichromatisch IR (unten) und 5-Band IR (oben) im direkten Vergleich. Die drei Wurzeln oben links sind rein von der Betrachtung die am besten entwickelten. Die Wurzel oben rechts allerdings die schwächste.

Hier die Resultate der Wiegung (Wurzel und Blattgrün jeweils Gesamtgewicht, Stengel Durchmesser ist ein Durchschnittswert)

dichromatisch

• Wurzeln: 7,4 Gramm
• Blattgrün: 13,6 Gramm
• Stengel: 2,68mm

dichromatisch IR

• Wurzeln: 7,6 Gramm
• Blattgrün: 16,5 Gramm
• Stengel: 3,29mm

5-Band

• Wurzeln: 7,9 Gramm
• Blattgrün: 13,1 Gramm
• Stengel: 2,61mm

5-Band IR

• Wurzeln: 8,3 Gramm
• Blattgrün 14,9 Gramm
• Stengel: 2,98mm

Es ist schwierig, bei so kleinen Werten genaue Angaben zu erhalten. Nach mehrfachem wiegen ist es jedoch eindeutig. Die größte Blattmasse hat dichromatisch IR, die größte Wurzelmasse 5-Band IR.

Aus dem Experiment kann ich, unter Vorbehalt, folgende Schlüsse ziehen:

1. Das zusätzliche IR Licht wirkt sich insgesamt positiv auf das Wachstum aus.
2. Das verbreiterte Spektrum der 5-Band Beleuchtung wirkt sich positiv auf das Wurzelwachstum aus
3. Die fehlende Energie im 450nm Band und/oder im 660nm Band wirkt sich bei der 5-Band Beleuchtung negativ auf das Wachstum des Blattgrün und den Stengeldurchmesser aus.

Unter Vorbehalt deshalb, weil bei diesen geringen Mengen schon kleine Störungen das Ergebnis beeinflussen können.

Von jeder Probe habe ich jeweils die schönste Pflanze ausgesucht und umgetopft. Mit diesen Pflanzen lasse ich das Experiment mit unveränderter Konfiguration der Beleuchtung weiterlaufen.

dichromatisch

5-Band

Ich werde dieses Experiment noch einige Tage so weiter laufen lassen. In der Zwischenzeit lasse ich für den nächsten Durchlauf Salat keimen. 

Mein vorläufiges Fazit: das breitere Spektrum und das zusätzliche IR Licht wirken sich positiv aus. Ich denke jedoch, dass man der Pflanze die Energie speziell im 660nm Bereich nicht nehmen darf.

Das ein breiteres Spektrum das Wurzelwachstum begünstigt würde auch meine bisherigen Beobachtungen (hier und hier), dass weiße LEDs das Wurzelwachstum begünstigen, bestätigen und erklären. 

Ob sich mein Fazit bestätigt werde ich in weiteren Experimenten ermitteln. Eventuell werde ich den Aufbau noch um 1-2 Varianten erweitern. Die bisherigen bleiben für die Vergleichbarkeit unverändert.

Deutliche Unterschiede

Wir schreiben Tag 9 meines aktuellen Experiments. So langsam zeigen sich doch deutliche Unterschiede, die ich so nicht erwartet habe. Am deutlichsten zeigen sich Unterschiede zwischen der zweifarbigen Beleuchtung ohne IR (auf dem Foto links) und der 5-Band Beleuchtung mit IR.

Unter der 5-Band Beleuchtung zeigt sich ein sichtbar besseres Blattwachstum, sowohl mit als auch ohne IR.

Man kann auch schon einen leichten Unterschied im Längenwachstum zwischen der Beleuchtung mit und ohne IR erahnen, was jedoch zu erwarten war. Ob IR noch weitere Effekte hat muss beobachtet werden.

Im nächsten Schritt werde ich weiß hinzufügen um zu ermitteln, welchen Effekt speziell das grüne Licht der weißen LEDs auf die Pflanzen hat.

Erste Wurzeln

In den Abflusslöchern der Töpfchen zeigen sich erste Wurzeln. 2-Band ohne IR bisher noch nicht, 2-Band mit IR und 5-Band ohne IR je eine und 5-Band mit IR insgesamt vier, wobei aus einem Loch bereits zwei herausschauen

Noch kein eindeutiges Resultat

Das Experiment dichromatische LEDs vs. 5-Band läuft relativ gut. Wie zu erwarten war wachsen einzelne extrem gut, andere eher schlecht als recht. Im Schnitt ist aber noch kein eindeutiger Vorsprung für eine bestimmte Farbzusammenstellung zu erkennen.

Für ein besseres Resultat werde ich am Ende des Experiments von jeder Pflanze den Durchmesser des Stengels ermitteln. Anschließend werde ich den Wurzelballen vollständig von Kokosresten befreien und den Wurzelbereich vom Rest abtrennen. Wurzeln und Blattgrün werden anschließend gewogen und jeweils zusammengerechnet.

Die beiden 5-Band. Links ohne, rechts mit IR

Dichromatisch, links ohne, rechts mit IR

Ein paar Zahlen

Ein paar Zahlen zu dem Experiment (blau = 400-500nm, grün=500-600nm, rot=600-700nm)

Dichromatisch ohne IR

*********Power***********
PWR:   2.07W
**********PAR*************
PAR:   9.74 µmol/s
blue:  3.53 µmol/s
green: 0.09 µmol/s
red:   6.05 µmol/s

5-Band ohne IR

*********Power***********
PWR:   2.01W
**********PAR*************
PAR:   9.52 µmol/s
blue:  3.00 µmol/s
green: 0.23 µmol/s
red:   6.24 µmol/s

Strahlungsleistung und gesamt PAR sind nahezu identisch. Aber man sieht eine leichte Verschiebung ins Rote bei der 5-Band. Unterschiede im Wuchs könnten daher sowohl von der Verbreiterung des Spektrums als auch von dem größeren Rotanteil bzw niedrigeren Blauanteil herrühren.

Erste Prognose

Ich gebe mal vorsichtig eine erste Prognose ab. "Sieger" könnte die 2-Band Lampe mit IR werden.

Obwohl augenscheinlich die 5-Band Lampe heller erscheint sagt mein "Luxmeter", unter den 2-Band Lampen hätte es etwa 600 Lux mehr als unter den 5-Band Lampen, wobei die mit IR jeweils nochmal 100 Lux mehr haben als die ohne. Ohne professionelles Equipment ist das aber eher mit Vorsicht zu genießen.

Aber nicht nur wegen der Helligkeit. Man sieht bereits jetzt das Wachstum des ersten Blattpaares. Und unter der 2-Band IR Lampe ist es am deutlichsten sichtbar. Das durchschnittliche Wachstum des ersten Blattpaares ist hier am deutlichsten sichtbar.

Ich werde in den nächsten Tagen Bilder machen, wenn man es richtig sieht

LED Pflanzenlicht: Dichromatisch vs. 5-Band plus IR

Mit einiger Verzögerung startet endlich mein neues Experiment. Ich vergleiche eine Beleuchtung mit sogenanntem dichromatischen Licht, also mit zwei Farben, mit einer 5-Band Beleuchtung. Zusätzlich zu jeder Kombination wird eine zweite mit Infrarotstrahlung verwendet, also insgesamt vier Varianten.

Das sieht im Detail wie folgt aus:

1. Dichromatisch, 2x blau 450nm, 4x rot 656nm
2. Dichromatisch, 2x blau 450nm, 4x rot 656nm, 1x 740nm 
3. 5-Band, 1x 450nm, 1x 470nm, 1x 615nm, 1x 625nm, 2x 656nm 
4. 5-Band, 1x 450nm, 1x 470nm, 1x 615nm, 1x 625nm, 2x 656nm, 740nm

Alle LEDs sind jeweils in Reihe geschaltet und mit 350mA betrieben. Das ergibt eine Gesamtleistung von rund 5W pro Beleuchtung. Mit dem Lichtsensor meines Smartphone messe ich auf Höhe der Blätter über 10000 Lux. Ich weiß allerdings nicht, wie aussagekräftig dieser Wert bei einer derartigen Beleuchtung ist.

Wie immer ist es schwierig, Fotos davon zu machen. Die Kameras sind einfach nicht in der Lage, mit den Farben klar zu kommen. Der Aufbau befindet sich in einfachen Faltboxen für 2€. Diese wurden innen mit Alufolie beklebt. Dabei ist die matte Seite innen da ich festgestellt habe, dass die diffuse Streuung effektiver ist.

Die offenen Boxen

Durch ein Loch in der Oberseite ist ein CPU Kühler gesteckt, auf dem sich die LEDs befinden. Der Lüfter saugt Außenluft an und bläst sie leicht erwärmt nach innen. In den Boxen herrscht dadurch eine Temperatur von 23-24°C und die Luft wird leicht bewegt.

Testobjekte sind wie immer Roma Tomaten in den Schalen der Mini Gewächshäuser, die zufällig genau in die Boxen passen. Substrat ist wieder Kokoserde. Diesmal hab ich dem Aufquellwasser einen für Hydrokulturen geeigneten flüssigen Mineraldünger (NPK 6+3+6) zugegeben. Leider sind meine Tests mit den verschiedenen Düngern noch nicht weit genug, aber ich musste die Pflanzen langsam pickieren. Die standen leider nur unter einer viel zu schwachen Leuchtstoffröhre, wodurch sie schwache Stengel und große Keimblätter bekommen haben. Nach dem Pickieren sind sie etwas schlapp.

Den Test werde ich laufen lassen bis die Pflanzen nicht mehr ausreichend Platz in der Box haben, vorausgesetzt die Düngung funktioniert jetzt. Irgendwie erweist sich die Nährstoffzufuhr in Kokos als schwierig. Ohne den richtigen Dünger und ohne die richtige Dosierung scheint das nicht zu funktionieren.

Dichromatisch

5-Band mit IR

5-Band

Dichromatisch mit IR

Die geschlossenen Boxen

Anzucht mit oder ohne künstliche Beleuchtung?

Ich verwende ja für meine Anzucht von Pflanzen zusätzlich zum Tageslicht am Fenster noch eine künstliche Beleuchtung, um die Defizite an Sonne in diesem Jahr etwas zu kompensieren. Parallel dazu habe ich aber auch einige Pflanzen ohne Beleuchtung an dem selben Fenster stehen. Hier mal ein Vergleich:

Mit der Zusatzbeleuchtung wächst diese Pflanze schön gleichmäßig, gerade und buschig.

Die Vergleichspflanze ist schief, unregelmäßig und man sieht die größeren Abstände zwischen den Inoden, also den Blattabzweigungen.

Das sieht auf jeden Fall mal nicht schön aus, ob das aber nachher Auswirkungen auf den Ertrag hat kann ich nicht sagen.

Manche würden jetzt vermutlich die Pflanze am Fenster drehen, aber das bringt andere Probleme. Zum einen bekommt die Pflanze weniger Licht, weil die Blattmasse in eine Richtung konzentriert ist, zum anderen kostet es die Pflanze zusätzliche Kraft, sich wieder in Richtung Licht umzudrehen. Sie würde also viel Energie darauf verwenden, sich wieder in das Licht zu drehen anstatt zu wachsen. Man müsste die Pflanze dann schon eher täglich drehen, was aber irgendwann zeitaufwändig wird.

Ein gewisses Maß an Zusatzbeleuchtung ist also nicht falsch, aber es muss nicht übermäßig viel sein. Es hilft hauptsächlich dabei, dass die Pflanzen gerade und gleichmäßig wachsen

Leuchtstoffröhre oder LED für die Anzucht?

Meine Neugier treibt mich von einem Experiment zum nächsten. Viele verwenden gern Leuchtstoffröhren, weil die in der Anschaffung billig sind und einfach in der Handhabung.

Ziel des Experimentes ist nicht zu beweisen, dass Leuchtstoffröhren nicht funktionieren. Das tun sie durchaus. Ziel ist es herauszufinden, ob sich die Mehrkosten für LEDs irgendwann amortisieren.

Für das Experiment verwende ich die billigste Leuchtstoffröhre mit 18W, die ich finden konnte. Es ist eine einfache Röhre aus dem Baumarkt für knapp 9€. Eine Markenröhre von Osram alleine würde schon 6,50€ kosten, zumindest hier im Baumarkt. Versandhandelspreise kann ich aufgrund der Versandkosten nicht als Referenz nehmen.

Antreten muss die Röhre gegen die weißen LEDs aus meinem Radieschen Experiment. In diesen Experiment habe ich schon festgestellt, dass die weißen LEDs die schlechtesten LEDs sind. Das heißt, mit roten und blauen LEDs würde man noch bessere Ergebnisse erzielen. Aber es soll ja nicht zu einfach werden. Die weißen LEDs laufen mit 18V/700mA, macht nach Adam Riese und Eva Zwerg 12,6W. Gesamtpreis für die LEDs etwa 40€ mit allem drum und dran.

Aufgebaut habe ich das ganze in den Boxen von meinem Radieschen Experiment. Links die Röhre, rechts die LEDs.

Aufgrund der Überlänge der Röhre stelle ich eine mit Alufolie ausgekleidete Kunststoffkiste davor, um zum einen mehr Licht in die Box zu bringen und um Streulicht zu vermeiden. Die Perspektive auf dem Bild täuscht etwas. Die Leuchtstoffröhre hängt nur 12cm über dem Gewächshaus, die LEDs sind mit 15cm weiter davon entfernt.

Ich habe mittels Smartphone App versucht, die Lichtmenge zu messen. Leider ist das Smartphone kein Präzisionsinstrument, aber es gibt einen ersten Hinweis. Ich habe das Smartphone jeweils auf das Gewächshaus gelegt. Unter der Leuchtstoffröhre wurden etwa 1700 Lux gemessen, unmittelbar unter den LEDs wurde der Messbereich von 10000 Lux überschritten.

Nachteil dieser LED Konstruktion ist das punktuelle Licht. Hier wäre eine langgezogene Anordnung besser. Aber ich bin faul und verwende, was ich sowieso schon hatte :-D

Ich verwende für das Experiment Mini Gewächshäuser aus Kunststoff mit 24 Anzuchttöpfen, angeordnet zu 4x6. In die vier Reihen habe ich Basilikum, Paprika, Peperoni und Tomaten gesät. Basilikum je vier Samen, vom Rest je zwei. Bei Tomaten, Paprika und Peperoni werden jeweils überzählige Triebe entfernt.

Als Saatmedium verwende ich ungedüngte Kokoserde. Neben den beiden abgebildeten Gewächshäusern habe ich ein drittes als Referenz an ein Südfenster gestellt. In allen drei keimen bereits erste Tomaten und der Basilikum.

Die Pflanzen bleiben bis zum Testende in dem Gewächshaus. Ab einem bestimmten Punkt werde ich das Gießwasser mit flüssigem Dünger versehen. Stößt im ersten GWH eine Pflanze an den Deckel werden die Deckel bei allen GWH entfernt.

Für diese Kategorien kann ich also schon einmal Gewinner nennen.

• Handhabung: LSR
• Anschaffungspreis: LSR
• Helligkeit: LED
• Stromverbrauch: LED

Der Rest des Experiments wird jetzt eine Weile dauern.

Update: statt der 6 weißen LEDs verwende ich eine andere Anordnung mit 8 LEDs von einem älteren Experiment, die aber breiter verteilt sind. Dafür fließen durch die 8 LEDs jetzt nur noch 350mA und damit insgesamt nur etwa 9W.

Trotzdem messe ich in den Randbereichen 2500-3000 Lux, in der Mitte über 6000 Lux. Ich bin jetzt selbst gespannt, wie sich die LEDs trotz halber Leistung im Vergleich zur Röhre schlagen. Der Wert in Lux allein sagt noch nicht viel darüber aus, wie gut die Pflanzen wachsen. 

Warten auf den Frühling

Um möglichst früh ernten zu können habe ich schon angefangen mit der Aussaat. Da es mein erstes Gartenjahr ist fange ich nur mit einer kleinen Auswahl an. Ich konzentriere mich auf Tomaten und Salat. Dazu noch ein paar Gurken. Was aus der bunten Mischung wird weiß ich immer noch nicht.

Hier mal ein Video vom aktuellen Stand

Bunte Mischung keimt

 Von den 18 gesäten Samen aus der Bunten Mischung zeigen 11 mindestens einen Ansatz von einem Trieb. Einige sind schon voll aufgegangen.

Ich kann allerdings nicht sagen, was genau dabei heraus kommt. Der Blattform nach könnte es sich um Paprika oder Chili handeln, eventuell auch um Tomaten.

Finde es spannend zu sehen, was dabei raus kommt

Im Hintergrund sieht man den ersten Salat, den ich gesät habe. Der muss bald nach draußen, sonst nimmt der den gesamten Platz ein. Deshalb hoffe ich auf Sonne und möglichst keinen Frost mehr.

Röhren raus - Teil 2

25W LED Beleuchtung über dem Schreibtisch

Ich habe mir endlich einen lang gehegten Wunsch erfüllt: viel Licht am Schreibtisch. Trotz Südfenster ist es manchmal reichlich dunkel, speziell jetzt im Winter.

Natürlich habe ich dafür LEDs verwendet. Die beiden alten Lampen (auf dem Bild ist eine davon zu sehen) mit Röhren fliegen raus.

Die Lampe besteht aus einem 1m langen Alu Profil mit Bendschutz und 24 1W LEDs. Laut Datenblatt müssten die LEDs insgesamt 2000 Lumen abgeben. Natürlich nicht wie bei einer Röhre in alle Richtungen sondern nur nach unten. Die LEDs haben eine Farbtemperatur von 2700 Kelvin und eine Farbwiedergabe mit einem CRI von 90Ra, liefern also ein sehr warmes Licht. Das Licht entspricht in Helligkeit und Farbe etwa drei 60W Glühlampen.

Der Blendschutz schluckt einiges an Licht, ist jedoch unverzichtbar. Ohne den Blendschutz ist selbst ein kurzer Blick in die LEDs unangenehm. Ich werde genauere Werte nachliefern, sobald ich ein Lux Messgerät zur Verfügung habe.

Die mechanische Konstruktion ist noch provisorisch. Ich habe für die Befestigung des Alu Profils einfach eine Metallstange auf ein Regal geschraubt und das Alu Profil an dieser Stange befestigt. Die Konstantstromquellen habe ich provisorisch auf der Stange befestigt. Ich werde später eine optisch ansprechendere Befestigungslösung finden.

Die Lampe hängt derzeit exakt 1m über dem Schreibtisch. In dieser Höhe werde ich es auch hängen lassen. Der Schreibtisch ist gleichmäßig ausgeleuchtet. Da der Schreibtisch L-förmig ist benötige ich natürlich eine zweite Lampe.

Die Röhren aus den Schreibtischlampen werde ich am Samstag sachgemäß entsorgen.

Das neue Gartenjahr beginnt

Genauer gesagt läuft es bereits. Ich habe bereits vor zwei Wochen begonnen, den ersten Salat zu säen. Nicht, wie viele das machen, eine ganze Reihe auf einmal, sondern zwei Samen. Diese habe ich zunächst im kühlen Treppenhaus keimen lassen. Nach einer Woche kamen sie unter meine LED Lampe. Schon eine Woche später musste ich sie umtopfen, weil die Wurzeln überall aus der Kokos-Quelltablette rauskamen.

Nach der ersten Woche habe ich zwei weitere Samen gesät, die jetzt auch unter die LEDs gesetzt werden und an diesem Wochenende habe ich vier Samen gesät, die ich, wenn alles so weiter läuft, am nächsten Wochenende umsetzen kann.

Auf diese Weise werde ich weiter verfahren. Das heißt, jede Woche einige Samen säen und unter LEDs auf eine gewisse Größe heranziehen. Wenn sie groß genug sind kommen sie in ein Frühbeet.

Ähnlich werde ich mit den Tomaten und Chili verfahren. Die werde ich allerdings nicht im Wochenabstand säen sondern alle auf einmal. Aber auch die werde ich unter LEDs bis zu einer gewissen Größe heranziehen und anschließend nach draußen setzen.

Alles andere werde ich normal im Garten aussäen, allein schon aus Platzgründen.

Experiment Wintertomate beendet

Nach mehreren Wochen und einigen Problemen beende ich das Projekt Wintertomate. Um die Worte der NASA zur Apollo 13 Mission zu verwenden:

"Es war ein erfolgreicher Fehlschlag"

Ich konnte Tomaten ernten, die mindestens so gut geschmeckt haben wie die aus dem Supermarkt, die Menge war jedoch dürftig. Zum Teil war der Befall mit Gallmilben schuld, der die Pflanze stark geschwächt hat. Das eingesetzte Licht hat jedoch auch nicht ausgereicht. Vor allem deutlich mehr rot wäre dringend nötig gewesen.

Die gesammelten Erfahrungen und die Technik lasse ich in weitere Experimente fließen. Im Moment beginne ich mit der Anzucht von Salat für die nächste Gartensaison. Ich lasse die Samen in Torfquelltabletten keimen und anschließend kommen sie unter LED Licht, bis sie eine gewisse Größe für die "Auswilderung" erreicht haben.

Hier noch Fotos von einem Teil der geernteten Tomaten. Etwa die gleiche Menge habe ich direkt von der Pflanze genommen und gefuttert.

Röhren raus - Teil 1

Ich habe heute die ersten beiden Energiesparlampen gegen LEDs ersetzt, und zwar im Flur. Vorher waren zwei 7W ESL in der Lampe, jetzt zwei LED Spots mit je 4W.

Ergebnis: da es sich um Spots handelt ist die Ausleuchtung punktuell deutlich heller als vorher, dafür gibt es außerhalb des Beleuchtungskegels wenig Licht. Das liegt aber nicht an der LED Technik sondern an der engen Bündelung. Insgesamt liefern die LEDs etwas weniger Licht, aber der Zweck ist erstmal erfüllt.

Gegenüber den ESL ergibt sich trotz langer Brenndauer nur eine Einsparung von etwa 3€ im Jahr. Wenn die Lebensdauer der LEDs allerdings hält, was sie verspricht, sind die Anschaffungskosten bald wieder rein geholt. Die LED Lampen sollten deutlich über 10 Jahre halten. Die verbauten ESL waren nur etwa zwei Jahre alt, haben aber schon merklich an Leuchtkraft verloren. 8-10€ alle 3 Jahre (für zwei Lampen) plus 3€ Stromersparnis macht in 10 Jahren über 50€. Nicht viel, aber es war ja auch nur eine Lampe. Viel wichtiger als die Ersparnis ist für mich die Entfernung von Giftstoffen aus dem Haus. 

In diesem Fall habe ich jetzt fertige Lampen gekauft. An anderen Stellen werde ich selbst etwas konstruieren. Vor allem hat man da die Möglichkeit, der Kreativität freien Lauf zu lassen und aktuelle Technik zu verwenden. Die gekauften Lampen haben 200 Lumen bei 4W. Es gibt inzwischen aber deutlich effizientere Leuchtmittel. Ich habe ein LED Modul mit 350 Lumen bei 3,1W bestellt. Damit werde ich etwas experimentieren.

Nächstes Ziel ist eine neue Beleuchtung für meinen Schreibtisch. Hierfür habe ich bereits zwei Aluminium Profile besorgt. Die passenden LEDs werden noch folgen. Vor allem jetzt im Winter fehlt mir regelmäßig Licht bei der Arbeit und die beiden Tischlampen sind eher ungeeignet dafür.

Garagendach Garten

Ich habe mich im Herbst darüber geärgert, dass das Nachbarhaus meine Beete beschattet. Es kommt schon relativ früh im Jahr an vielen Stellen keine oder kaum noch Sonne hin.

Wo allerdings relativ lange noch Sonne verfügbar ist ist auf dem Garagendach. Und in diesem Jahr möchte ich ein Experiment machen. Ich möchte auf dem Garagendach eine Art Frühbeet aufstellen, in dem ich Salat anbauen werde.

Ich baue mir dazu einen Kasten, in den ein normaler 60-70 Liter Sack Gartenerde passt. Auf den Kasten kommt ein Deckel aus Gewächshausfolie. Die ersten Salatsamen habe ich bereits gesät und ich werde im Abstand von einer Woche jeweils weitere Samen säen, um gleichmäßig ernten zu können.

Die Samen stehen bis zur Keimung einfach im Treppenhaus, weil sie kühlere Temperaturen (10-16°C) zum keimen brauchen. Wenn sie groß genug sind kommen sie in den (ebenfalls kalten) Keller unter meine LEDs, bis sie eine gewisse Größe erreicht haben.

Wenn die Köpfe groß genug sind setze ich sie direkt in den Sack mit der Erde. Ich hoffe, dass ich vielleicht im März schon die ersten Salate ernten kann. Hängt natürlich davon ab, wie hart und lang der Winter noch wird.

Licht gegen Depressionen (Winterblues)

Mein nächstes LED Experiment hat nichts mit dem Garten oder mit Pflanzen zu tun, aber trotzdem mit Biologie. Viele kennen das. Gerade im Winter fühlt man sich müde und schlapp, weil die Tage zu kurz sind und das bischen Sonnenlicht allzu oft durch Wolken verdeckt wird. Der Körper braucht aber das Licht für gewisse Prozesse, zum Beispiel für den Melatoninhaushalt. In Schweden gibt es richtige Lichtcafes, in denen die Menschen in der dunklen Jahreszeit regelrecht Licht tanken können.

Aber das helle Licht ist besonders morgens wichtig, direkt nach dem Aufwachen. Deshalb werde ich mir eine sehr helle LED Lampe basteln, die mich dann morgens weckt. Sie soll langsam heller werden (vielleicht über eine halbe Stunde) und wenn ich dann wach bin bleibe ich noch eine halbe Stunde wach liegen und lese zum Beispiel.

Wichtig ist dabei eine möglichst hohe Lichtstärke. Es ist von 10000 Lux über eine halbe Stunde die Rede. Außerdem ist ein hoher Blauanteil wichtig.

Diesen "Wecker" will ich allerdings nicht nur über den Winter verwenden sondern das gesamte Jahr hindurch. Mich interessiert, ob es einen positiven Effekt auf mein Wohlbefinden hat.

DIY LED Pflanzenlampe für die Fensterbank

Ein Ziel meiner "Forschung" war es, eine Pflanzenlampe für die Fensterbank bauen zu können, um Pflanzen "indoor" mit Tageslichtunterstützung vorziehen oder überwintern zu können. Oder eventuell sogar im Winter ernten zu können.

Die LED Beleuchtung soll dabei in erster Linie unterstützend wirken, um an trüben Tagen ausreichend Licht für die Photosynthese liefern zu können und um die Tage zu verlängern, damit die Pflanzen denken, es sei Sommer. Dafür ist rotes und blaues Licht ausreichend. Alle fehlenden Komponenten werden vom Tageslicht ergänzt. Weiße LEDs wären interessant, wenn sich die Pflanzen in Wohnräumen befinden, da dass violette Licht doch eher unangenehm ist oder sogar stark blendet, wenn man direkt hinein schaut.

Am wichtigsten war dabei die einfache Konstruktion und die einfache Verfügbarkeit der Teile. Die von mir verwendeten Teile sollten, bis auf die Elektronik und LEDs, in jedem Baumarkt erhältlich sein. Außerdem sollte es mit möglichst wenig Werkzeug aufzubauen sein. Genau genommen braucht man nur einen Akkuschrauber oder eine Bohrmaschine mit einem Metallbohrer und einen Schraubenzieher für den mechanischen Aufbau, eventuell noch eine Metallsäge zum Kürzen der Gewindestange.

Die Materialliste:
2x Alu U-Profil 100x3x3cm (bei Bedarf mehr)
3x Kunststoffprofile Vierkant 100cm
2x passende Steckwinkel
2x passende Montagefüße zum festschrauben
4x Kette je 50cm
Diverse Schrauben und Muttern, eventuell eine Gewindestange
Kabel, zum Beispiel Lautsprecher-Zwillingslitze 0,5mm² oder 0,75mm²
Konstantstromquellen 700mA, zum Beispiel Meanwell LDD-700L
Netzteil mit 24V
Alternativ kann man LDD-700H und ein 48V Netzteil oder andere KSQ verwenden

Als LEDs verwende ich royalblaue und tiefrote High Power LEDs von Cree und Osram. Im Moment habe ich 7 blaue und 15 rote, wobei ich die Zahl der roten wohl fast verdoppeln müsste. Man braucht speziell in der Blütezeit vor allem rotes Licht.

Wie die Konstruktion aussieht beschreibe ich in einem Video

Achtung "Wissenschaft"

So, es wird wissenschaftlicher hier im Blog. Ich bin jetzt in der Lage, den sogenannten PAR Wert (Photosynthetically active radiation) meiner LEDs zu berechnen.

Der PAR Wert gibt etwas besser Aufschluss darüber, wie viel verwertbares Licht die Pflanzen wirklich bekommen. Zusätzlich teile ich es nochmal auf in blau (400-500nm), grün (500-600nm) und rot (600-700nm). Wenn die Summe der Werte nicht 100% entsprechen liegt das daran, dass ich nur bis 700nm rechne, die LEDs aber teilweise auch über 700nm noch abstrahlen. Den PAR Wert berechne ich über den gesamten verfügbaren Bereich

weiß
Die weißen LEDs bestehen aus 2x Cree XB-D R4 und 4x Cree XP-G Q5. Daraus ergeben sich folgende Werte:

PAR:  13.08 µmol/s
blue:  2.30 µmol/s   17.56%
green:  5.68 µmol/s   43.42%
red:  4.57 µmol/s   34.92%

Man sieht vor allem viel grün.

mix
Die gemischten LEDs bestehen aus 1x Cree XT-E royalblau, 2x Cree XB-D R4 und 3x Osram Golden Dragon tiefrot.

PAR:  18.62 µmol/s
blue:  5.00 µmol/s   26.86%
green:  3.18 µmol/s   17.09%
red:  10.19 µmol/s   54.75%

Man sieht trotz identischer Strahlungsleistung (das waren die 4W für alle) einen deutlich höheren PAR Wert.

rot/blau
Die letzte Variante besteht aus 2x Cree XT-E Royalblau und 4x Osram Golden Dragon tiefrot.

PAR:  18.73 µmol/s
blue:  6.77 µmol/s   36.13%
green:  0.17 µmol/s   0.90%
red:  11.66 µmol/s   62.26%

Hier haben wir einen fast identischen PAR Wert, aber deutlich mehr rot und blau und fast kein grün.

Der Test bei der NASA war allerdings noch extremer. Für die blau/rot Kombination haben die ein Verhältnis von 16%/84% verwendet und für blau/grün/rot 15%/24%/61%. Ich verwende in meinen Kombinationen zu viel blau und zu wenig rot.

Eine Faustformel sagt: verwende in der Wachstumphase 30% blau und 70% rot und in der Blütephase 10% blau und 90% rot. Die Werte hängen aber wieder von der Pflanze ab.

Für den nächsten Versuch werde ich die LED Kombinationen überarbeiten und die Anzahl der LEDs erhöhen. Eine Variante bleibt rot/blau, die zweite rot/blau/weiß und die dritte wird vermutlich rot/blau/grün. Diesmal werde ich versuchen, die PAR Werte möglichst gleichwertig zu halten. Ich strebe einen PAR Wert von ~30µmol/s an.

Die Schwierigkeit dabei ist, dass ich von den blauen und weißen nur 1 bis maximal 2 benötige. Um auf den gewünschten PAR Wert und die Verhältnisse zwischen rot und blau zu kommen kann ich nur die Zahl der roten LEDs erhöhen. Da ich aber die Beleuchtungsfläche vergrößern möchte müsste ich mehr blaue/weiße LEDs verwenden, sonst habe ich da wieder eine punktuelle Lichtquelle. Optimal wären mindestens 4 blaue LEDs. Leider weiß ich noch nicht, wie ich das Dilemma lösen kann. Eventuell mehr verwenden und dann dimmen. Das bringt aber neue Probleme.

Was ist das Besondere an weißen LEDs?

Als ich vorhin die Paprika und die Tomaten versorgen wollte war ich regelrecht schockiert, als ich die Töpfe hochgehoben habe. Ich habe mit viel gerechnet, aber nicht mit zentimeterlangen Wurzeln, die so kurzer Zeit nach dem Umtopfen schon wieder aus den Löchern kommen.

Und wieder unter den weißen LEDs. Die Wurzeln unter den rot/blauen LEDs sind weniger stark ausgeprägt. Ich weiß nach wie vor nicht, warum das so ist, aber das kann weder ein Zufall noch genetische Unterschiede sein.

Wobei man dazu sagen muss, dass es keine rein weiße Beleuchtung mehr ist sondern eine gemischte mit rot, blau und weiß. Es gibt nur eine Seite mit überwiegend weiß und eine Seite mit überwiegend rot/blau. Durch den breiten Abstrahlwinkel und die Reflektoren kommt das Licht allerdings überall hin.

Trotzdem ist eine rein weiße Beleuchtung nicht ausreichend. Auch das ist bereits klar. Weißes Licht, zumindest weißes Licht von LEDs, liefert einfach nicht genug verwertbare Photonen für die Pflanzen. Auch wenn es uns hell erscheinen mag bringt es der Pflanze wenig. Trotzdem muss das weiße Licht etwas enthalten, was die Pflanze für das Wurzelwachstum braucht oder zusätzlich anregt.

Die Basis bleibt also weiterhin rot und blau, wobei ich in den nächsten Versuchen den roten Anteil noch weiter steigern werde. Ich werde allerdings verschiedene weiße LEDs dazu mischen, wobei die Schwierigkeit besteht, hier vergleichbare Versuchsbedingungen zu erhalten. Wenn ich die Zahl der roten und blauen unverändert lasse und einfach weiße dazu packe ist natürlich klar, dass die mit weißen LEDs dann mehr Licht bekommen als ohne. Hier muss also eine ausgewogene Kombination gefunden werde, damit vergleichbare Bedingungen herrschen. Und hier bin ich noch am lernen, wie man das berechnen muss.


Hier mal ein Video mit Details