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Skaarj

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Mittwoch, 19. Februar 2014, 14:18

Gedanken zu meiner DIY-LED Lampe

Hallo zusammen,

noch bevor ich hier anfange der kleine Hinweis, dass diese 'Gedanken' sicherlich nicht immer wissenschaftlich hinterlegt sind bzw. auch nicht alle Aspekte (wie PAR etc.) berücksichtigt werden/sind.

So .... :D

Der ein oder andere kennt vielleicht mein Projekt 'Couchriff 2.0', bei welchem ich auch mein Becken mit einer DIY LED-Lampe beleuchte. Nachdem ich bereits 2 alte Becken mit LED beleuchtet habe, habe ich dies auch bei dem aktuellen Becken umgesetzt. Und wie das so ist, man hat sich ja informiert und hier und da gelesen, bestellte ich zur Bestückung 40 Cree 3W 15.000K, 40 Blue 450nm-455nm, sowie jweils 5 Grüne (530nm-550nm), 5 Gelbe(570nm-580nm) und 5 Rote (610nm-620nm) LED. Soweit funktionierte auch alles ....

Allerdings bin ich mit dem Wachstum meiner Korallen nicht so ganz zufrieden, vor allem LPS wollen nicht so wirklich gut. Das Licht selbst ist augenscheinlich ganz gut.
Also habe ich die letzte Zeit mich mal ein wenig intensiver mit Lichtspektrum, Wellenlänge und Zooxanthellen beschäftigt. Als weitere Basis meiner Überlegungen diente das nachstehende Diagramm über das verwendete Spektrum von Korallen.


Dann habe ich mal alle verbauten LEDs (blau, gelb, grün, rot) und deren Spektrum eingetragen. Und dann habe ich schon mal nicht schlecht geschaut. ^^ Das Spektrum meiner Lampe liegt an vielen Stellen voll neben dem benötigten Spektrum. Vor allem die Bereiche um die 400nm, 500nm und 660nm sind quasi nicht abgedeckt. Dagegen ist das Spektrum bei grün (~550nm) schon mehr als ausreichend gedeckt und der hellrote Bereich von ~ 630nm wird unnötig bedient. Merke: rot ist nicht gleich rot!


Bei dieser Betrachtung kamen mir die, bisher überhaupt nicht beachteten da ja eigentlich 'nur' weißen, Cree LEDs in den Sinn.


Also habe ich auch diese mal mit in das Gesamtspektrum meiner Lampe mit aufgenommen. Das Ergebnis war wieder recht ernüchternd. Merke: weiß ist nicht einfach nur weiß, sondern die Summe aus blau, grün, gelb, rot ....



Wie man sehen kann, sind nun die Diskrepanzen noch deutlicher als schon vorher. Und beim Anblick des blauen Spektrums kam mir der schon mal gelesene Satz "Wenn die lichtabhängige Photosynthesereaktion gesättigt ist (Lichtsättigung), darüber hinaus aber noch viel mehr Photonen eingestrahlt und zwangsläufig absorbiert werden, dann führt das letztlich zu einer sog. Photoinhibition, einer Photosynthesehemmung." in den Sinn. Merke: (zu) viel hilft nicht viel.

Da ich nun die fehlenden Bereiche hinsichtlich der Wellenlänge in meiner Lampe gefunden hatte, ging es an das erweitern bzw. korrigieren der Bestückung.
Folgende Bereiche wollte ich unbedingt unterstützen:
- UV / ~ 395nm
- violett / ~ 410nm
- cyan / ~ 490nm
- rot / ~ 660nm

Insbesondere der violette Bereich scheint mir sehr gewichtig zu sein. Daher werde ich recht viele LEDs mit dem Bereich 410 - 430nm verwenden. Auch unter dem Gesichtspunkt, dass die realtive Stärke des violetten Lichts nicht allzu hoch ist (60% zu blauen Licht).


Nebenbei ist mir aufgefallen, dass eigentlich alle Hersteller von LED-Lampen diese Bereiche ziemlich vernachlässigen (395nm-420nm) und stattdessen stets einen teils extremen Peak bei 450nm aufweisen. Vielleicht liegt es ja auch an den wesentlich höhren Kosten für solche LEDs (bis zum 5-fachen gegenüber blau etwa)?


Wer jetzt meint, beim obigen Diagramm fehlt doch aber der wichtigste Bereich um die 450nm. Genau so ist es. :) Allerdings darf man auch hier wieder nicht vergessen, die weißen LEDs mit einzubeziehen! Dann schaut die Sache schon mal ganz anders aus. :)


Grundsätzlich ist damit nun das zur Verfügung gestellt Spektrum genau in dem Bereich, welcher von den Zooxanthellen unserer Korallen genutzt wird. Da ich die einzelnen Spektren / LEDgruppen separat steuern kann, werde ich nach dem Umbau der Lampe es mit verschiedenen Einstellungen / Lichtstärken versuchen. Hier nochmal das Diagramm mit den Graphen für die optimale Spektrenverteilung, dem Istzustand (mit weiß) und dem geplanten Zustand (mit weiß).


Da ich ja schon ab und zu mal ins Becken schauen möchte, kommt auch noch ein rein (menschlicher) optischer Aspekt dazu. Da gerade im Meerwasser ein zu gelber Farbstich im Wasser sehr unschön ausschaut, wäre ein blauer Stich wesentlich angenehmer. Wenn man sich jetzt noch die Farbempfindlichkeit des Auges anschaut sieht man, dass genau 3 Bereiche vom Augen sehr stark aufgenommen werden.


Durch das neue Spektrum der neuen Aufstellung gibt es schon recht wenig hellgrünen-gelben-hellroten Anteil im Licht (530nm - 600nm). Zudem wird durch den violetten Anteil 410nm - 420nm gerade die Wellenlänge bedient, welche beim Menschen deutlich wahr genommen wird. Somit sollte das neue Licht in einem durchaus angenehmen Blau erscheinen, auch da das verwendete tief rot bei 650nm - 660nm liegt und somit nicht allzu sehr ins Gewicht fallen sollte.

Soweit mal meine Gedanken zu meiner DIY LED-Lampe. :) Vielleicht findet der ein oder andere was interessantes darin für sich und sein Projekt. :)
Wenn der Umbau geschafft ist und eine Weile läuft werde ich sicher hier nochmal ein Fazit zum Umbau machen. :)

Viele Grüße
Skaarj
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Mittwoch, 19. Februar 2014, 16:54

Ich hab ja auch viel experimentiert.....

Meine aktuelle Konfiguration wird noch erweitert zu :
8x xte coolwhite
4x xpe warm white
12x blue
8x Royal blue
8x exotic 430nm
4x exotic deep red 660nm
4x exotic cyan 495nm

Harald

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Mittwoch, 19. Februar 2014, 17:39

Hallo Skaarj

Jetzt ist mir glatt der Bart abgefallen. Das sich jemand so viele Gedanken um sein Licht macht, ist mir auch noch nicht untergekommen. Hut ab. :hi:

Vielen Dank für diesesn tollen Bericht, und ich freue mich über die Fortsetzung, wenn du deine Lampe optimierst hast.

Eine Anmerkung vielleicht noch.

Nebenbei ist mir aufgefallen, dass eigentlich alle Hersteller von LED-Lampen diese Bereiche ziemlich vernachlässigen (395nm-420nm) und stattdessen stets einen teils extremen Peak bei 450nm aufweisen. Vielleicht liegt es ja auch an den wesentlich höhren Kosten für solche LEDs (bis zum 5-fachen gegenüber blau etwa)?

Das ist ja genau das was Henning auch festgestellt hat mit seinen Messungen.
Beste Grüße
Harald

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Henning

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Mittwoch, 19. Februar 2014, 19:35

Hallo Skaarj
Super dein Bericht. :thumbsup:
Darf ich da mal Fragen wie du die Grafiken erstellt hast. Ist dies ein Tool?

Ich für mich habe da schon diverse optimale Spektren für unsere Korallen gesehen und möchte mich hierüber auch nicht auslassen. Hier wurden ja schon Berichte zu HQI Zeiten verfasst und dann wieder bei T5.
Die Dioden haben da ja verschiedene Efferenzen, kann man auf meiner HP nachschlage. Diese haben indirekten Einfluss auf die PAR-Werte. Wen man da noch weiss, das UV Dioden nach einem Jahr sehr Grosse Verluste haben, müsste man für diesen Bereich nach anderen Lösungen suche.
Habe euch hier im Anhang mal die Efferenzen von den Dioden.



Ich Persönlich Frage mich hierbei warum man solche Farben Verbaut wie Violett, Cyan, Grün, Gelb oder auch Orange. Man erreicht hiermit zwar ein „optimales Spektrum“ für seine Tiere, wen es dies ist, anderseits aber sehr schlechte PAR-Werte. Hierbei wird auch der PAR/Watt Wert in die Tiefe sinken, Sprich man verheizt da wieder sehr viel Strom.

Unsere Hersteller, bauen da eigentlich schon lange keine Module mehr wo unseren Pfleglingen optimal sind. Hier werden Leuchte hergestellt wo der Endverbraucher bestimmt. Damit meine ich wen das Modul x,y,z nicht Gelb hat oder violett hat, ist es nicht gut. Also was wird gemacht, gut Dioden durch solche unproduktive Farben ersetzt. Könnte auch eine Tab Bedienung sein wo fehlt, obwohl man sein Modul in der Regel einmal einstellt.

Skaarj fasse bitte meine Bemerkungen nicht als Kritik auf, finde deine Arbeit und deine Test super und würde mich noch freuen wen du da noch ein paar Ergänzungen machen könntest wie du diese Grafiken erstellt hast. :)
Signatur von »Henning« ><((((º> <º)))) ><

Salzige Grüsse
Henning


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Mittwoch, 19. Februar 2014, 20:04

ich verbaue die farbigen bzw auch teils warmweiße einfach nur aus einem grund:
optik

wenn ich die strahlungsleistung für die beckengröße erreicht hab mit kaltweißen, royal und blauen
dann misch ich die bunten drunter

das die 430nm an effizienz leiden ist kein geheimniss
rein energetisch ist das echt übel ..
aber es gehört noch immer in den bereich der für korallen wichtig ist

efyzz

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Mittwoch, 19. Februar 2014, 22:57

Sehr interessanter Bericht, danke!

Bin auf's Endergebnis gespannt 8)

Und das Testequipment interessiert mich auch.
Signatur von »efyzz« Gruß, Robert
__________________________________________________________________________
I) 460l Miniriff
Algenrefugium, 180W LED (DIY), Mondphasen- und Strömungssimulation, DIY-Wavebox, Balling, DIY-Aquariencomputer
II) 240l Nord-/ Ostsee / Mittelmeer - Anemonenaquarium
35g/l Salz, je nach Jahreszeit 10...20°C, gekühlt über Erdleitung, 30W LED
III) 200l Nord-/ Ostsee - Röhrenmäuler
60W LED, Wasserkreislauf verbunden mit II)

Skaarj

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Donnerstag, 20. Februar 2014, 08:00

Hallo zusammen,

freut mich, dass mein Bericht soweit gefällt. :)

@Henning:

Das mit der PAR Geschichte ist natürlich durchaus ein berechtigter Einwand (das zeigen die Daten auf Deiner Webseite ja sehr schön).
Allerdings ist für mich die PAR-Angabe für die Korallen und Zooxanthellen nicht die absolute Messgröße. Hier spielt ja schon die Frage
rein, da bei PAR jedes Proton gleich gewichtet wird. Wie und in welchen Verhältnis diese Werte wirklich die Nutzung durch die Tiere
tatsächlich wiederspiegeln ist wohl noch nicht ganz geklärt.

Natürlich zeigt sich durch die Messungen dann auch schön, wie es um die Effizienz der einzelnen Farben bestellt ist.
Obwohl da ein genauerer Blick auch unterschiedliche Ansichten aufzeigt. Grundsätzlich interessieren uns ja neben den bereits 'guten'
LEDs nur noch violett und cyan (gelb, grün können wir außen vor lassen). Und wenn ich dann das Verhältnis anschaue, Effizienz 60% (blau)
zu 25%, dann sind die 'schlechten' ja doch immerhin relativ mit 50% Effizienz zueinander, doch gar nicht so schlecht. ;)

Und wenn man dann noch die relative Lichtstärke mit einbringt (es kommt also schon rein vom Licht selbst weniger durch) , braucht
man z.B. bei violetten doch bei gleicher Anzahl LEDs gar nicht unbedingt die unnatürliche gleiche Effizienz. (ok, liest sich schwer ^^ ).
Dann noch dem ganze über eine Reduzierung der effizienten Farben entsprechend gegensteuern und das Gesamtspektrum
schaut gar nicht sooo übel aus. :)



Und was der Abbau der Leistung der z.B. UVs angeht. Bei unserem Hobby geben wir zig EUR für Pülverchen und Wässerchen aus
(von den Tieren ganz zu schweigen), da habe ich auch kein Problem nach 2 Jahren mal 7 oder 14 LEDs kurzerhand auszutauschen. :)
Das ist natürlich bei Fertiglampen dann vielleicht nicht so einfach, bei DIY aber in einer halben Stunde gemacht. :)

Grundsätzlich denke ich halt einfach, ich versuche den Tieren etwas gutes zu tun. Ob das jetzt zu 100% den natürlichen
Verhältnissen entspricht oder 'nur' 30%, ist dann da nicht so ausschlaggebend.

Ich werde auf jeden Fall nach dem Umbau mal die Tiere genau beobachten und nach einer Weile dann hier berichten.

Achja, die Graphen habe ich einfach mit Excel gezaubert. ;)

Viele Grüße
Skaarj
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Samstag, 22. Februar 2014, 20:09

Sehr schöne Ausführung :thumbup:

Bin auch sehr auf die Reaktion Deiner Pfleglinge gespannt...
Allerdings ist für mich die PAR-Angabe für die Korallen und Zooxanthellen nicht die absolute Messgröße.
In diesem Punkt stimme ich Dir unbedingt zu.
Nur weil wir das nicht wissen/nicht messen können, heißt es ja nicht,das es für die Lebewesen nicht existiert
(siehe Magnetfeld der Erde, Röntgenstrahlen, Bakterien, Atome, Photonen, Quarks etc etc)
Signatur von »Holger«
Wer ruhig leben will, der darf
nicht alles sagen, was er weiß und
nicht alles glauben, was er hört.
(aus China)

Skaarj

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Donnerstag, 20. März 2014, 12:02

Hallo zusammen,

nachdem ich meiner Lampe das geplante Update am Wochenende gegönnt habe (und mir ca. 160 LEDs zum löten ...), hier mal ein erstes Bild dazu.



Beim ersten einschalten hatte ich erst die Angst, dass das Licht zu 'bunt' werden würde (es sind mehr farbige als weiße/blaue LEDs verbaut).
Im Becken hingegen wirkt das Licht hingegen richtig angenehm und sehr homogen. :)

Gefühlt würde ich schon sagen, dass sich das Polypenbild anfängt zu ändern. Für eine fundierte Aussage ist es aber noch zu früh.
Sobald ich einen längeren Zeitraum beobachtet habe, gibt es hier eine weitere Info dann. :)

Grüße
Skaarj
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amcc

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Donnerstag, 20. März 2014, 13:17

Halte uns auf dem Laufenden!
Signatur von »amcc« Wir können den Wind nicht ändern, aber die Segel anders setzen! (Aristoteles)
-------------------
Salzige Grüße
Achim

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Donnerstag, 20. März 2014, 14:13

Hallo Skaari,

kannst du auch mal ein Bild vom Becken mit diesem Licht einstellen?

VG Jürgen

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Donnerstag, 20. März 2014, 14:36

Evtl vorher nachher?

Interessant ist es allemal....
Bin derweil auch noch nicht so richtig zufrieden...

Werde ein paar weiße rausnehmen....
Die laufen eh bei 30-40%...
Dafür noch 2 rote und 4 430nm

Skaarj

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Montag, 24. März 2014, 10:30

Hallo zusammen,

hier noch zwei Bilder vom Licht der Lampe (ist halt nicht einfach, den Unterschied von LED-Licht per Foto zu dokumentieren).
Das 'alte' Bild ist nicht ganz bei Voll-Licht gewesen, zeigt aber schon den Unterschied zu jetzt. :)
Sorry für die Qualität der Bilder, waren nur 'Schnellschüsse' ....

bisheriges Licht:


neues Licht:


Die aktuelle Bestückung ist nun wie folgt (je 3W-Versionen):
42x white 20-30.000K
35x violett 420nm
28x royal blue 480nm
14x blue 450nm
14x cyan 505nm
10x deep red 670nm
7x UV 395nm

Beleuchtete Fläche ist ca. 150 cm x 75 cm

Die Lampe läuft im Moment mit ca. 30-50%. Die Korallen (vor allem die Weichen) zeigen ein sehr gutes Polypenbild und
sind auch irgendwie mehr aufgepumpt und schauen vitaler aus.

Grüße
Skaarj
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Montag, 24. März 2014, 10:54

hi
ich hab ja jetzt auch umgebaut:

6x XTE coolwhite
4x XTE warmwhite
10x XTE royal blue
10x XPE blue M3
8x exotic 430nm
4x exotic 495nm
4x exotic 660nm

seit ich die exotic drin hab bekommt meine lobophyllia wieder grün/orange töne
die waren mit blau/weiß immerweniger geworden


das ganze läuft nur auf ~60%
früh ca 30min sonnenaufgang ... abends geht nur weiß etwas zurück auf 20%
danach dann 30min bis licht aus
wenn ich mehr als 60% draufgebe ziehen sich einige tiere schon ab nachmittag wieder zusammen
werde das die nächsten tage/wochen mal langsam anheben ...

SPS stehen ca 10-15cm unter der lampe
die sollten eigentlich auch genug abbekommen


auch habe ich verschiedene Farben direkt kombiniert ^^
es lies sich so einfacher verkabeln ...

so sind zB die exotic 495nm mit den XPE blue M3 in 2x 7 LEDs verschaltet
ebenso die 8 exotic mit den XTE royal blue

Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von »saddevil« (24. März 2014, 12:01)


Harald

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Montag, 24. März 2014, 11:32

Hallo André

Der Unterschied ist schon mehr wie deutlich zu erkennen. Mir gefällt es gut. :thumbup:
Beste Grüße
Harald

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Montag, 24. März 2014, 18:38

(ist halt nicht einfach, den Unterschied von LED-Licht per Foto zu dokumentieren).


Hallo André
Das LED im Bild festzuhalten ist, ist leider wirklich ein schwieriges unterfangen.

Werde ein paar weiße rausnehmen....
Die laufen eh bei 30-40%...
Dafür noch 2 rote und 4 430nm


Mir erscheint das Zweite Bild nicht mehr so Blaulastig obwohl du da noch mehr von diesem Bereich dazu gemacht hast. :huh:
Signatur von »Henning« ><((((º> <º)))) ><

Salzige Grüsse
Henning


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Montag, 24. März 2014, 19:20

Zitat von »saddevil«
Werde ein paar weiße rausnehmen....
Die laufen eh bei 30-40%...
Dafür noch 2 rote und 4 430nm



Mir erscheint das Zweite Bild nicht mehr so Blaulastig obwohl du da noch mehr von diesem Bereich dazu gemacht hast. :huh:


???
in dem thread is doch ken bild von mir ^^

Henning

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Montag, 24. März 2014, 19:51

???
in dem thread is doch ken bild von mir

Ups
Konnte ich mir auch nicht erklären :search:
Signatur von »Henning« ><((((º> <º)))) ><

Salzige Grüsse
Henning


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Sonntag, 30. März 2014, 09:33

Um das aktuell zu halten...

Ich hab mir auch mal die lani funzeln angeschaut...
Lani One:
32x CREE XT-E, Weiß
32x CREE XP-E, Blau
16x Violett


Lani Pro:
32x CREE XT-E, Weiß
32x CREE XP-E, Blau
16x Violett
8x Rot
8x Tiefrot
8x Royalblau

Xte R5 coolwhite und xpe m3 blau sollen verbaut sein.
Die violetten sind nicht näher benannt

Wenn es danach geht ist bei uns zu wenig blau und zu viel Royal blau
Oder dort so wenig... Wie man es dreht ^^


Das schaut vom Spektrum her schon anders aus...
Was ist ddavon denn zu halten?

Triton hin oder her...
Es scheint ja auch zu funktionieren.... Irgendwie

AlexU

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Donnerstag, 24. Juli 2014, 16:56

Hallo Skaarj,

ich bin leider erst jetzt über den beitrag gestolpert. ist immer sehr nützlich, was du schreibst und wozu du zum denken anregst.

konntest du im langzeittest (ist ja nun ne weile her) eine veränderung beobachten besonders bei den farben?

zu der photoinhibition wollte ich fragen, ob man die nicht eigentlich provozieren sollte, damit die korallen erst ihre bunten/fluoreszierenden schutzmoleküle bilden?


Grüße
Signatur von »AlexU« Liebe Grüße und immer stabile Wasserwerte :Ich bin so fröhlich:

Alex

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