关于水草灯的理解和交流

passagere

大家好！

我其实是灯具厂的一个测试工程师，我们的产品不是水族或者植物灯。不过恰好我是水草爱好者，工作关系前段时间植物灯的前期分析。所以想发个帖子供大家参考。如果大家有疑问和想法，也欢迎交流。

刚好在咸鱼看到一个出售AT3光源的帖子。上淘宝看了看其资料，这个AT3光源还是挺有意思的。这里来解释一下。

（1）AT3光源的构成解析
LED是发光二级管的英文首字母缩写，它可以说是光源，也可以说是芯片（台湾那边又称晶元，但有家芯片品牌直接就是“晶元”，所以还是叫芯片吧）。光源，是指有必备的配件构成的基本完整的出光光源。所以AT3光源就是一种光源（结构应该算是COB封装吧，这方面我不是很在行），里面的PN结就是芯片。

首先AT3光源本身是个RGB光源（看淘宝上的宣传图片得出的），如果不是RGB光源，它无法调色的。所谓的调光，一般来说是调节灯的亮度、色温、颜色灯。AT3的调节模式里，有调节光谱的，严格来说就是调色。

根据图片，AT3光源里应该使用4种芯片，其中绿、蓝光芯片各一，红光有两种（红光芯片的主波长不一样，也就是光谱分布不一样）。这些芯片被固定到支架上（白色的塑料底座即为支架，固定芯片的过程叫做固晶），然后连接金线（起的作用就是导线，和我们连接灯泡的电线一样的意思）。AT3光源也是使用了含荧光粉的灌封胶水。但我猜测，除了蓝光芯片（蓝光芯片可以激发其他颜色的光谱，肉眼看起来就是白光），其他芯片的高度要高一点，否则荧光粉沉淀后（灌封胶里含不同成分的荧光粉，灌封胶里荧光粉会沉淀到下部）会影响绿光、红光芯片的出光。

当然，绿光和红光照射荧光粉后出光的特性是怎样的，我不得而知，个人感觉对绿光和红光芯片而言，荧光粉越少越好，因为会影响光效（出光效率）。荧光粉被绿光或者红光激发或者对应的光谱过滤作用是怎么样的，我就不知道了，这个要测试才知道。总体而言，这种非蓝光芯片灌封荧光粉胶水的做法是比较新奇的，普通照明里是用不到的。相对而言，单独的RGB光源也能起到这个作用。但事实求是的说，这种芯片排布和封装的优势应该在于光源一体化程度高和显色指数（人眼友好度）。

（2）尼特利等品牌水草灯的优势和“一分钱一分货”的解读
水草灯的核心是LED光源。在这里介绍一些背景知识。LED光源首先是照明光源，这是技术应用和需求决定的。打个比方，鱼肉可以用作人的食物，也可以用作鱼量。我们可以把LED芯片视为鱼肉，照明类LED灯具是人吃的肉，水草灯就是鱼的食物。也就是说，材料大体是一样的，区别在于做法而已。为什么这么说呢？LED的专利、工艺大体就是那样，它首先是照明用的，然后才是特殊场景的应用。不同出光颜色的LED芯片，区别在于光的颜色（主波长和光谱分布）和发光效率（即多少lm/W）。反正在这个产业链里，最顶层的芯片厂家或者科学家只考虑这个。

置于把紫外的灯用作胶水固化、杀菌还是干啥，那是应用层面的问题，也就是属于光源封装厂家（把芯片做成光源）和灯具厂的事。所以水草灯LED光源是个应用学科，起到的作用就是厨师。

也就是说，其实LED光源不是那么什么神奇的东西，它就是产业技术发展和技术应用的产物。


当然，要把技术应用、材料组合起来，把水草灯做好，也不是那么简单的事情。首先，LED光源的生产有个特性，得量大，要不然芯片采购成本、生产成本等就受不了，做出来了别人也买不起。量大，才有规模化生产的可能，所以很多品牌灯具，如果有定制光源的，你说它贵得没道理，其实也是不对的。相对于市场上随处可见的低价照明LED光源而言，这种特殊调配的rgb光源/芯片有更合适植物生长的光谱分布，价格肯定更高，另外技术投入、实验验证等，也是要投入的，加之水草灯是个小众市场，所以规模也比不了，可以说是个“半定制”光源吧。

也就是说为了更合适的光谱分布、出光效率、工作温度，草友们要付出更高的成本，这应该是大家能理解的。

前段时间参加一个和植物灯光源厂家的会谈，也了解到了植物灯LED光源的核心理念，和我的猜想是一致的。也即，相较于照明应用，植物灯，当然包括水草灯，更注重光效。更深入地说，就是LED芯片的导通电流要比照明应用的低一些，这样同样的功率下，它的出的光的量就更多。如果是行内的人，或者是电子工程师，就会知道这其实和LED芯片的伏安曲线和绝对光通量VS导通电流曲线。简单点说，LED芯片不是说在大概3V左右的电压（红光的导通电压低一些）加一些，光源就一定线性等比率地增加多少光的量。它有一个限值，超过它了，因为芯片温度越来越高，它的效率就越来越低，虽然出的光越来越多，但增加的速度就变慢了。灯点得久了，光衰就严重，然后就越来越没用了。

因而，一些好的品牌的植物灯，必然是用更多的光源去做光效更高的灯。打个比方，500元的灯里面的红光，可能要8或9灯/芯片一个单元，200元的灯可能就是6或7灯一个单元了。这样，好的品牌的灯的成本更高了。反过来，买灯的时候贵了，可是光效高了，运行成本（电费）就低了，因为好的品牌的灯100W可能起到普通品牌的120或130W的作用（光谱定制或者光谱分布这块的作用暂且不说）。

还有一个优点，500元的灯因为灯数多，每个芯片的温度要更低一些，所以两三年年后尼特利这样的灯还保持原来的95%的光效，普通的灯可能就只有70~80%了，这也是尼特利灯二手价格坚挺的原因。所以，喜欢做DIY的人，一定要把单元灯数做高一些，买光源多花一点钱，灯的状态就能保持越久。


论坛或者其他地方听过：“只要瓦数够，LED灯都一样的”。这话可以说是对的，也是错的。原因有：
（a）对于植物而言，只要某些波长的光的强度（照度、光合光子通量等等）、照射时间够，它就能吸收到所需的光（吸收碳元素和获得能量）。我们所说的光谱的差异（光谱分布的差异），如果某些深红光是少一些，那么加大功率（买两盏灯）也是可以的。
（b）但是，科学家对具体植物的光合作用效果还在进行，很多东西是未知的。LED光中的部分波长的光是有用的，部分是无用。如果加大功率，某些波长的光还可能是有害的。植物的光合作用是很复杂的过程，而且植物千千万种，没办法说一种配方就包打天下的。 比如，我们去汉堡店买个套餐，如果我们喜欢吃薯条又觉得分量不够，那就买两份套餐一起吃。这时候，薯条和番茄酱加倍了，这是我们需要的。但是，可乐也加倍了，这么喝下去可能会闹肚子。番茄酱加倍是无害的，可乐加倍也许就受不了了，大概是这个意思。
（c）水草缸里的生物不仅仅只有水草，还有藻类、菌类，光谱不行功率来凑，一盏不够来两盏，会不会出促进了藻类和菌类的繁殖？或者阻碍了有益菌的繁殖？功率大了，会有副作用的。有些波长的光对植物没用，功率加大对水草没啥影响，但可能促进藻类的生长。大概就这个意思。光的作用是很复杂的，不同波长的光对物质的作用是很深的学问，植物灯应用只是其中一个小的领域。其他的，比如LED灯对博物馆里的文物也是有伤害作用的，有兴趣可以网上找学术文章看一下。
(d) 光谱的作用：这里涉及到色素吸收光谱和植物作用光谱，材料就是那些，怎么搭配出好的效果，这里要花功夫的。研发阶段的选型，实验验证（比如常见水草的生长效果对比实验）等等，这是需要专门的投入的。
（e）功率高了，电费也高，买灯的钱也多了，藻类的控制难度增大，灯的散热造成的温度问题等等，大概就这个意思。光谱分布约合理，越省电，要不然就越费电。


所以，价格高的东西一分钱一分货，是有道理的，因为用起来省心。有一点提醒一下，一些价格低的灯看起来性价比高，自己用起来得小心。价格低的灯，散热大多不好（材料不厚实啊，单元灯数少，核心温度高），所以全功率永久了，三两年就光衰严重了。我估计，一般的水草灯，2~3年光衰可能达到80%。也就是以往开100W，过两三年就变成80W的灯一样的（电费可不会减少，效果变成80W而已）。所以，买价格低的灯，功率要再大一些，然后降额使用（比如最高设置80%的亮度）。



最后，再讲讲植物的光合作用和呼吸作用。拿人来打比方，植物光合作用就好比我们吃的饭，呼吸作用就好比人的呼吸和睡觉。光合作用的目的是吸收碳元素和光的能量，呼吸作用则是维持植物的生存，为植物的生长和代谢提供能量（消耗光合作用带来的部分能量）和营养/物质的过程。

所以，我们水草灯的照明时间有一定的限制也是有原因的，你得留时间给它睡觉，为生长和光合作用做好准备，和人一样的。

此外，水草灯的功率一定要足够，因为呼吸作用是时刻存在的，没有呼吸作用植物就死了。也就是说，植物时刻在消耗能量（间接的能量，光合作用吸收的能量先被存储起来，有物质的转化过程），所以水草灯的照度一定要足够，所以一些功率低的灯不足以养草也是这个原因，因为它可能只能维持水草不死——苟延残喘。


好了，分享到这里了。我把几年前的草缸支弄起来了，想看看虾和草。恰好前段时间做了植物灯的应用分析，才了解了一些，并不是这个行业的专家，不过大概的东西了解的差不多了。我是实验室的工程师，也兼做灯具细分应用领域和前期技术的分析，涉及的东西挺多的，但大多不精。但草友们，如果有疑问，欢迎交流，范围内的知道一些。



增加补充：
（1）水草灯质量好的定义：现今这个时代，LED灯具已经是产业化非常高的行业了。只要不要买太低价的东西，“质量”不会差的，也就是灯不会随便坏。比如水草灯中容易坏的就是风扇和电源了，但只要使用合理和正规的产品，基本难坏。可是，狭义概念中的“质量”是指出厂时的质量。但我们不能忽略了用户使用体验和使用成本，以及正确的使用方法（信息支持、使用方法介绍等）。作为水草灯，它只是整套水草用品中的一样。如果你的水草用品每样都是性价比高的物件，它的复杂程度就高了。如果你是高手，那就可控。如果是新手，那可能就有些区别了。

入坑的小新手

学到了，干货满满

zjjszj

认认真真看完了，感觉干货满满，事后再想又感觉什么都没讲，

passagere

zjjszj 发表于 2022-10-16 11:37
认认真真看完了，感觉干货满满，事后再想又感觉什么都没讲，

可以归纳一下    这些东西是一些背景铺垫。光谱应用这块的研究，有实验才有发言权。举个例子，三安植物灯芯片和某某大学有金线莲的植物灯应用合作项目，这个就是可以对光谱分布进行优化的项目。
但是这个金线莲项目用的灯/光源对水草的作用如何？不得而知。植物的实验没个三两年的多周期验证，很难有效果的，因为要控制的因素、样本的量比较多。

但，水草的光谱分布应用价值有多大？坦白说，以尼特利的量级，最多只能做一些数量不多的常见水草的光谱优化实验。


对于灯而言，我的意思是选择品牌好的，价格比较贵的灯省心，性价比高的灯呢，用起来就小心一点，长期来看，光效保持率和电费可能是弱势。品牌好的灯在控藻方面可能有优势（个人猜想，没有证据）。

另外，就是光合作用和呼吸作用的基本原理。理解了这个，对选灯就心里有数了。我觉得选灯可以很复杂，也可以很简单。但对于绝大多数的人，太复杂了其实没有意义，因为考虑得不全面。

哈老瑞

我就喜欢买尼特利，还有空调都天天开了大家也不差这点电费了！

无名的墙

学到了，干货满满

肖邦夜曲

有空学习一下

passagere

哈老瑞 发表于 2022-10-16 11:50
我就喜欢买尼特利，还有空调都天天开了大家也不差这点电费了！

看各自情况啊，兄弟

成家的人，打工族，并不能如此潇洒。  我个人而言，让我买600多的尼灯不舍得。刚重新60缸，就用自己的低成本方法实现了，就是买个二手的其他皮牌。真要实现尼灯的效果，也可以靠DIY去做，其实要复制也不是不可，但是麻烦些。最后弄下来，加上自己的手工费，还不如直接买尼灯了。

scjane666

全光谱的照明灯具厂商看不上水族这块小蛋糕

passagere

scjane666 发表于 2022-10-16 12:01
全光谱的照明灯具厂商看不上水族这块小蛋糕

以前是如此，现在有些不同咯。其实目前很多产业都是要做细分领域，照明LED行业已经是红海了。

但，和照明领域一样，水族灯具核心之一是品牌。这个很容易理解的。比如，飞利浦灯具，大家选它主要是有信心，品控好。但他们的项目我也做过，只能说还行，性价比肯定低的。但，品牌价值能保障普通消费者的利益啊。

植物灯应用市场发展很快，北美*****有部分是合法的，还有西方植物工厂这个概念也在兴起。大功率的品牌植物灯大几千元的也有，还有些植物灯项目一个订单的金额是数亿起。

尼特利做得很好了，品牌经营得不错。质量嘛，没用过，但从资料来看是行家。不像我买的那品牌二手灯，我让淘宝店家给我看光谱分布图或者积分球报告，结果客服说他们真的没有这东西。这就是行家和非行家的区别。

passagere

scjane666 发表于 2022-10-16 12:01
全光谱的照明灯具厂商看不上水族这块小蛋糕

另外，照明大厂其实也有做植物灯相关支持的，但是人家赚的是大钱啊。比如，欧司朗卖植物灯光源啊。还有三星也卖植物灯光源，国外市场植物灯主要采用三星和欧司朗光源。做灯的其实算是产业链的末端了。

至于说三星和欧司朗植物灯光源有多好，其实真不一定。LED光源属性是多方面的，大厂的光源使用条件都是界定好的，如果光源的应用范围不合适（温度、湿度、机械强度、防潮性等），大厂的LED光源也会变成“垃圾”，但这是个应用问题。

scjane666

passagere 发表于 2022-10-16 12:13
另外，照明大厂其实也有做植物灯相关支持的，但是人家赚的是大钱啊。比如，欧司朗卖植物灯光源啊。还有三 ...

我也在想用全光谱灯泡加个鱼缸灯夹架，灯具成本、灯具散热、水草生长效果和可调光专业水草灯相比，省心啊

scjane666

格调这个东西都是面子，店里肯定得用好的，至于家里就因人而异、各自考量了，散热最担心！

Budaonanhai

综合品质，做工，使用效果，服务品质，还有专业性，目前还是尼特利靠谱

passagere

scjane666 发表于 2022-10-16 12:42
我也在想用全光谱灯泡加个鱼缸灯夹架，灯具成本、灯具散热、水草生长效果和可调光专业水草灯相比，省心啊 ...

理解，我当时从水草缸小小白走来时觉得越省钱越好（现在是小白级）。渐渐地发现，水草灯或者说养水草涵盖了很多方面。比如我从支架灯升级成灯盘了，换水和弄草就方便些了。

全光谱有全光谱的好（我理解的你们说的全光谱灯泡就是筒灯的光源，或者直接就是白光光源），RGB灯盘也有它的好。严格来说灯盘散热更均匀些，散热要求没那么高。不过AT3光源可不是全光谱光源，它是看起来是一个光源，实际里面有几种不同的芯片。就好比灯盘的扩散片，看起来是一个发光的板，实际里面几种光源呢，就是那个意思。

RGB比白光光源好处是更多的，这点是明确的。首先可以调光，现在的wifi调光模组价格很低了，可实现不同的光谱组合（适合种子、发芽、完全生长灯阶段，还有阳性和阴性水草，绿草和红草的区别等等）。真要是万能的白光LED（即很多草友理解的全光谱LED光源），其实是不存在的。就好比，有一种万能的药可以医百病，它肯定不是专门配置的药。主要就是省心，反正养水草或者说用水草灯是多方面的，省心也行，复杂点也行，看自己的需求哈。

另外，厂家宣传的全光谱，其实很多时候是一个概念。白光的光谱也不尽然真的是全光谱，反过来RGB也能做到白光的所谓的全光谱。“白”和“RGB”，某种程度上来说是针对人眼效应而言的。可能两者的区别就是连续的光谱吧，但大多的RGB光源一起点亮，它的光谱也是连续的，不连续的反而少。

最后，厂家宣贯的全光谱对植物的影响等等，反正从实际的角度出发，我们要理解为更多的是宣传的角度。白光光源，即使是三星和欧司朗的光源，它的光谱分布大概就那样。我们用普通的其他品牌的蓝光芯片（蓝光+荧光粉就是白光光源），也可以排布出那样光谱，区别仅在于成本或者光效（可能比他们的还好说不定）。全光谱光源的价值在于一个假设，厂家是验证过它的光谱对某些植物的作用的。但对于大多数厂家而言，这些都是夸大的市场化宣传手段。即使是欧司朗和三星，我的理解是，他们会选择一些常见的植物，固定好这些植物的品种，然后持续地找到合适的蓝光芯片主波长以及荧光粉配比。置于说对哪种植物是否真的好，还不一定。做这样的实验，要花费的精力和成本太高了。我们觉得三星和欧司朗的全光谱光源好，大多是因为品牌影响力在为它背书。

passagere

Budaonanhai 发表于 2022-10-16 12:56
综合品质，做工，使用效果，服务品质，还有专业性，目前还是尼特利靠谱

这个认同的，我也是草缸爱好者，虽然没买过尼灯

passagere

scjane666 发表于 2022-10-16 12:53
格调这个东西都是面子，店里肯定得用好的，至于家里就因人而异、各自考量了，散热最担心！

嗯，尼灯等大品牌的灯的单元灯数多，同样的照度下它的发热（功率）就小，后期成本低。反过来，买灯的成本就高。

即你说的因人而异哈。

叶落之秋

国内几个大牌的灯具有几个是自己生产的还不都是威尔康代工

passagere

叶落之秋 发表于 2022-10-16 13:18
国内几个大牌的灯具有几个是自己生产的还不都是威尔康代工

这个我倒不知道，但代工是正确的做法，因为体量太小啊。比如说，飞利浦灯具，其实也是代工的。代工的都命苦，品牌商才高高在上。现在的产业有个特点，要走轻资产重品牌的道路。以前开工厂牛批，现在不是了。设计、创意、服务、质量（广义的质量）、专业程度，当然最重要的是品牌，才是更有价值的部分。

我想说的是，品牌商参与了灯具的设计、品控要求，最主要的是品牌附加值。我个人理解，反正植物灯这东西，随便找一家灯厂都能做，光源部分稍微复杂些，但只要量够，打样和做货也是很简单的。

灯具是个产业链的东西，灯厂只是组装。LED的生产标准化程度太高了，没啥难度的，灯的好和坏不在生产，而在于其他。因而，很多说的代工厂出厂质量就一样，其实不一定一样的。说穿了，植物灯不是极度神奇的东西，但也不是仅仅就是组装。

泼冷水专业户

有干货，但讲的没有很深。只讲了养殖这块，没说显色，其实养殖与显色有些冲突。在我看来，如何在养殖和显色间找到最佳平衡点才是一个水草灯灯珠的最大的挑战，能养好草只是一盏好水草灯的及格线。
当然一个灯的成本也不是完全由灯珠决定，还有用料、做工、售后甚至是保值率等等。而决定价格的也不是成本，是供求关系，市场认可度高，供不应求，价格就是高。比如可能有些diy水草灯性能已经能够媲美尼特利，但就因为不是尼特利，没有市场认可度，价格就是提不上去。