Tout d’abord pour la plupart d’entre vous le sujet n’intéresse pas, vous êtes déjà des cultivateurs chevronnés, ne cherchez pas les emmerdes, quand il n’y avait pas d’ordinateur Microsoft n’existait pas. Ce tuto s’adresse à vos enfants et à vos petits-enfants, il n’y a pas d’âge limite, si on peut faire boire du coca à de très jeunes enfants on peut très bien les initier aux pétards, mais là je m’adresse aux Américains.
Il s’agit de ma version française du tuto de Knna ce maître incontesté de l’opto-cannabiculture en Espagne et en Amérique.
Avantages
Simplicité, pas d’extraction de chaleur, pas de dangers électrique, électrocution, incendie, explosion de lampes, économie, discrétion, points d’émission multiples, angle d’émission étroit, flexibilité de spectre, etc.
Désavantages
Production, difficulté de trouver les composantes (l’achat de groupe s’impose)
Matériel :
Des leds, des diffuseurs de chaleur (heatsink, préférablement des rebus d’aluminium), ventilos (au besoin), du Kapton tape, du ruban de cuivre encollé sur une et deux faces, de la soudure, un fer à souder, des alimentations (driver), quelques bouts de fil.
Les Leds :
Une led (light emitted diode) cela signifie en français que c’est un semi-conducteur qui émet de la lumière quand on fait passer un courant électrique. Le courant ne passant qu’à moitié, la moitié qui ne passe pas émet des photons et l’énergie requise dégage un peu de chaleur. Le matériel semi-conducteur en gros se classe en 2 catégories, la gamme de couleurs chaudes (jaune, rouge...) et les froides (bleu, blanc, vert…). Elles seront parfois alimentées différemment en courant pour une meilleure performance.
Tout de suite il faut éliminer les petites leds sur 2 pattes, les leds qu’il faut utiliser sont des leds de haute puissance. Mais pas de trop haute puissance car de façon paradoxale plus les leds sont puissantes moins elles sont efficaces pour notre application.
Nous ne parlerons jamais d’éclairage mais d’émission de photons, les plantes ne voit pas la lumière mais elles absorbent des photons et selon le cycle, la quantité et la fréquence de cette absorption des bio mécanismes en résultent (production de chlorophylle A et B, floraison, etc. ) C’est la longueur d’onde émise qui porte la fréquence et la qualité de photons, plus la longueur est élevé moins d'énergie est véhiculé par le photon, cela explique probablement la qualité inactinique de la lumière rouge. Cette tergiversation à pour but de vous faire comprendre qu’avec des leds on n’éclaire pas les plantes.
Comment déterminer la qualité des leds en matière d’émission de photon, ça c’est extrêmement compliqué, l’auteur de ce tuto à publié une grille de calcul sur chiffrier qui permet de la mesurer mais je n’y comprends rien, supposons que ça s’adresse aux opto-électroniciens. Heureusement le génie qui l’a conçu a indiqué les meilleures leds accessibles sur le marché en terme de rapport qualité/prix. Il faut dire que le type de leds qui nous intéressent sont fabriqués en atomisant des métaux à l’état gazeux sur un substrat, alors il y a une variation dans la production. Chaque lot de production (bin code) d’un fabriquant n’a pas les mêmes qualités et la différence est importante pour le même prix, aussi les fabriquants réservent les meilleurs lots à leur meilleurs clients. Ce qui signifie qu’il faille se trouver un bon dealer de led et ne pas acheter au hasard chez des distributeurs d’électronique commun, il faut acheter des rouleaux complets (500) avec requête de bin code.
Les leds retenues pour leur rapport qualité/prix et facilité de montage sont des ‘Osram Golden Dragon Plus’ :
Rouge - 638-642nm peak, bin JX (45-52#400mA, 1.13W) - 1.5€ (2.41).
à 600mA-2.34V (1.4W): 22.4% 1,63µE (1,16 µE/W)
à 700mA-2.44V(1.708W): 19.1% 1,69µE (0,99µE/W)
Coolwhite - Tone 6Q (6200-6400K), bin KZ (97-112lm#350mA) - 2.65€ ($4.26).
à 700mA-3.46V-(2.422W) 2.05µE - 0.85µE/W
Bleu royal - Bin 1U (450-500mW#350mA) - 3.5€ ($5.62).
à 700mA-3.42V - (2.395W)- 2.6µE -1.09 µE/W
µE = micromole de photons
L'unité de mesure utilisée en botanique est µE/m2. La quantité mesurée est souvent appelé PPFD pour Photosynthetic Photon Flux Density (densité de flux photosynthétique).
La puissance en µE est appelée PPF. Toute étude botanique utilise essentiellement ces deux quantités, et souvent, vous verrez ces abréviations et unités.
Cependant l’unité de mesure la plus adéquate est la courbe d’Inada qui couvre des longueurs d’onde plus larges que le PAR et qui présente d’autres avantages qui échappe à ma compréhension actuelle, mais pour le prof Knna ça semble très évident.
Les rouges seront alimentés à 550 et 570mA pour ~1,4Watt, les bleus et les blanches à 550 et 700mA pour 2,4Watt.
Les proportions sont les suivantes :
Un jeu pour la croissance : 3 rouge 1 cool white 1 royal bleu (9Watts)
Un jeu pour la floraison : 9 rouge 2 cool white 1 royal bleu (34,2Watts)
Reste à déterminer combien de jeux requis pour vos espaces. Par exemple pour mon espace croissance (0.2301m3 ou 8.1255 pieds cube) j’utilise 3 jeux (~27Watts) et pour mon espace floraison (0.3448m3 ou 12.1882 pieds cube) j’utilise ~5,5 jeux (~190Watts)
Ce qu’il y a de merveilleux avec les leds c’est que l’on pourrait très discrètement cultiver à l’intérieur de tours d’ordinateur et là je pense aux japonais qui vivent dans une société très épiée et qui sont en même temps férus de bonsai. ;-)
Les diffuseurs de chaleur (rebus de portes et fenêtres en aluminium ou heatsink)
Il est important d’extraire la chaleur produite par les leds sinon il y aura une incidence à la baisse sur l’émission de photons et la durée de vie de la led.
La formule pour calculer la dissipation de chaleur est assez ésotérique, en français ça se traduit comme suit :
Si on utilise une surface d’aluminium (anodisé* de préférence) il faut 150cm carré (27 pouces carré) de surface pour chaque Watt. Surface signifie recto/verso de la base et des lames (si c’est le cas). Ça parait beaucoup à première vue, mais c'est tout à fait possible de trouver un diffuseur approprié. Si on utilise un ventilo pour forcer la dissipation on peut diviser cette valeur par 3. Il vaut mieux utiliser une diffusion passive car si votre ventilo tombe en panne vous risquez de brûler vos leds surtout qu’un ventilo ne survivra pas à 10 ans, les plus performant font 7 ans tandis que les leds commencent à décliner au bout de 10 ans.
(*-Anodisé : Se dit d’une pièce en aluminium qui a reçu un traitement de surface appelé anodisation. Il s’agit d’un procédé électrochimique qui consiste à déposer à la surface de l’aluminium une couche d’oxyde protectrice, l’alumine. Cette couche peut être colorée et d’une épaisseur variant entre 5 à 25 mm selon le degré de protection recherchée. La pièce ainsi traitée devient inaltérable et inoxydable)
Il faut couvrir votre surface le plus possible. Vous pouvez trouvez des rebus d’aluminium à bas prix chez un fabriquant de portes et fenêtres. Sinon une solution plus couteuse c'est d’acheter des ‘heatsinks’ sur mesure chez le seul fabriquant connu ‘Heatsink USA, llc’. Vous y trouverez des heatsinks allant de (La. 5,375" x Lo. 1" x Ha. 1,375") pour 2.07u$ jusqu'à (La. 10,08" x Lo. 48" x Ha. 3") pour 180u$. (c’est trop cher)
Aussi il faut bien répartir ses leds sur cette surface, non seulement pour la chaleur mais également pour l'émission de photons. Il est faux de croire que les leds offrent une moins grande pénétration, dans la lumière tous les photons sont égaux. Il n'y a pas de source d'émission qui propulse les photons avec plus de vigueurs que d'autre. Il y a des sources qui en émettent en plus grande quantité. La distance est un facteur de risque pour qu'une quantité de photons soient absorbée par des capteurs parasites. Les sources d'émissions autres que les leds émettent les photons sur 360° et les réflecteurs absorbent une certaine quantité de photons. Les leds émettent à partir de plusieurs sources allant dans la même direction. Dans ce tutoriel on va en placer 70 sur 46cm carré. Les plantes absorbent l’énergie des photons comme une éponge, il peut y avoir saturation d’énergie pour certaines plantes mais le niveau de saturation du cannabis est très élevé, alors on peut y aller, on peut couvrir tout son espace de leds, mais il est plus judicieux d’y aller de la façon la plus économique.
Après cette petite propagande en faveur des leds, revenons au sujet. ;-)
Il faudra fixer la led sur son diffuseur en lui plaçant une petite semelle de cuivre en guise de contact thermique.
Les points de soudure marquent l'espace qui sera réservé par notre circuit électrique lors du montage.
L'alimentation :
L'alimentation des leds en électricité est assez simple. Les leds doivent être alimentés par un courant régulés, c'est-à-dire que l'ampérage doit être fixe et le voltage pourra varier. Pour ce faire nous devons brancher les leds en série, ainsi pour chaque led ajoutée sur la ligne nous additionnerons le voltage.
Pour un ampérage donné la led aura une demande en voltage différent, les leds que l'on qualifie de "3 watts" ont un ampérage de 350mA (millième d'ampère) et peuvent tolérer jusqu'à 1 ampère. En principe plus le courant est élevé plus l'émission devrait être élevée mais la température étant également élevée la performance décroit du même coup. Alors il faut trouver le bon équilibre pour tirer le meilleur parti des leds. Si on utilise des ‘ Osram Golden Dragon Plus’, l'ampérage idéal pour les rouges est de 570mA, pour les bleus et blanches, de 700mA.
Pour le montage du panneau de croissance nous devrons équilibrer les leds à 550mA sinon ça nous prendra 2 alimentations, mais pour un montage plus grand nous serions mieux de séparer les alimentations. Ce sera le cas pour les panneaux de floraison. Il ne faudra surtout pas utiliser de résistances car il y aura perte de performance.
Pour mieux comprendre l'électricité faisons l'analogie avec l'eau, imaginons que nous devons fabriquer une fontaine. Pour ce faire on doit avoir un boyau avec une certaine pression pour produire des jets d'eau qui jailliront tous à la même hauteur. Le calibre (son diamètre) du boyau c'est l'ampérage, la pression c'est le voltage. Chaque led que nous placerons sur notre ligne correspond à un trou dans notre boyau et sa demande en voltage correspond au diamètre du trou. C'est la led avec l'ampérage choisi qui demande le voltage (la pression). Et pour le wattage c'est tout simplement le débit d'eau que ça prendra. Nous pouvons dépasser le voltage requis mais il ne faut pas en manquer.
Finalement, pour calculer la puissance 'Watt' requise par l'alimentation, il faut simplement multiplier l'ampérage par le total du voltage des leds sur notre ligne.
Il y a 2 types d'alimentation pour les leds, les drivers DC (courant direct) qui doivent être alimenté par le courant alternatif et les plus performants ceux qui transforment directement le courant alternatif.
Dans ce tutoriel c'est ce type d'alimentation que nous utiliserons :
3 drivers universels (90-264VAC, 50-60Hz) avec potentiomètre permettant d'ajuster le courant entre 100-700mA et produisant un voltage allant de 24 à 48v avec assez de puissance pour alimenter jusqu'à 250 volts. Pour 15 euros avec boitier ou 13 euros sans, made in Taiwan en quantité de 200.
Montage : la soudure
La partie la plus chiante du montage électronique, la soudure. La plupart des gens, moi le premier, sont rébarbatifs au fait de devoir souder des pièces électroniques. La fumée produite, contrairement à celle du cannabis, est très toxique, de plus c'est la peur de cramer des pièces qui coutent assez cher.
Les leds que nous allons employer sont de design assez simple alors nous n'aurons pas de difficulté à les souder. La raison principale de devoir souder c'est que ça aide à la dispersion de chaleur.
Pour ce faire nous aurons besoins d'un fer à souder, une panne fine, des éponges pour nettoyer la panne.
La panne :
Les pattes des leds étant déjà étamées, l'assemblage se fera aisément en appliquant le fer sur le ruban de cuivre à la frontière de la patte de la led. Mais ça on le verra dans le dernier chapitre. "Le montage en vrai"
Et comme le dise les soudeurs 'Soudeur la semaine, saoul dure la fin de semaine". ;-)
Aussi nous allons passer directement au montage des circuits.
Le montage des circuits encollés
Tout d'abord un plan des espaces de croissance et de floraison. La disposition des leds sur des heatsinks de 43cm par 18,5cm ça coute à peu près 40$ chacun (trop cher). Les ventilos sont facultatifs les heatsinks suffisent à disperser la chaleur donc en cas de panne de ventilos pas de danger pour les leds.
Les dispositions des leds ne posent pas de problème du côté croissance, elles seront toutes alimentées à 550mA le courant optimal pour les bleus et les blanches, les rouges émettent moins mais le nombre compense et cette formule démontre le meilleur rendement après quelques centaines d'expériences.
Du côté floraison nous devront utiliser 2 circuits pour tirer le maximum de performance pour les bleus, blanches et rouges, je suis François le Français …
Avant de tracer les circuits sur les heatsinks d'aluminium nous devons placer une couche d'isolant électrique, le Kapton tape* ça ne coute pas très cher, on peut en acheter en groupe car on peut faire beaucoup de montages avec un rouleau. Dans le premier circuit à gauche il n'y a qu'une couche puisqu'on alimente avec du 550mA uniquement.
(* Le Kapton est un film de polyimide (polymère à base d'imide) développé par DuPont qui peut rester stable dans une plage étendue de température, de -269 °C à 400 °C. Il est utilisé, entre autres, dans le processus de fabrication des circuits imprimés souples.)
Tout d'abord nous avons à couvrir la région sur laquelle vous effectuerez le montage avec le Kapton tape et par dessus nous allons tracer un circuit avec ruban de cuivre conducteur encollé sur une face, c'est là-dessus que nous allons souder les pattes de nos leds, sous la led nous devons placer une semelle de ruban de cuivre de 2,5 cm encollé sur 2 faces afin de faire la jonction thermique avec le 'heatsink'.
Nous devons brancher toutes nos leds en série, le plus simple c'est de tracer la ligne de jonction thermique au centre et d'alterner les leds positif négatif afin de pouvoir les connecter avec un ruban de cuivre à gauche et à droite, ainsi de suite. Pour une connection simple en croissance ça ira mais pour la floraison il faut tirer le max de ses leds alors il faut brancher les rouges à 700mA et les bleues et blanche à 570mA pour ce faire il faut créer un montage sur 2 couches, voir le schéma.
Alors, si on monte toutes ses leds sur une seule couche avec un seul type d'alimentation. (c'est le premier schéma).
Les 2 schémas suivants sont une représentation du montage sur 2 couches, on utilise une alimentation à 570mA et une autre à 700mA. La première couche, pour les leds blanches et bleues à 700mA.
On trace d'abord la couche où il y a moins de leds, car on aura à recouvrir une patte par du Kapton tape afin d'y faire passer le ruban de cuivre pour la seconde couche.
Il faut voir le dernier schéma comme étant la superposition de la 1ère et la 2ème couche. Les bandes de Kapton tape qui sont écrite en diagonale représente l'isolation électrique entre la 1ère et la 2ième couche.
Vue de face :
Il y aura peu d'entraves mais il faudra quand même être prudent pour ne pas rompre le ruban de cuivre.
Voilà c'est tout simple, ça demande un peu de doigter, surtout pour la soudure, il faudra prendre son temps en se disant que c'est bon pour au moins 10 ans.
Montage en vrai
Tout commence avec un diffuseur de chaleur (heatsink) c'est assez dispendieux, une cinquantaine de dollar, livraison incluse. On ne peut que s'en procurer chez "Heatsink USA, IIc". Pour mon espace j'en ai pris 3 de 43 par 18,5 cm de large. La largeur maximum fabriquée par Heatsink USA est de 25,5 cm. Mais il vaut mieux travailler avec des barres que l’on pourra placer autant à la verticale qu’à l’horizontale et ainsi couvrir son espace au mieux.
On le tourne sur le ventre pour lui fixer les leds sur le dos. Bien sûr avant j'y ai percés de trous pour les suspendre et pour y placer des ventilos, pas pour refroidir d'avantage mais pour déplacer cette infime chaleur vers les plantes.
Si possible, il vaut mieux se faire un plan à l'aide d'un logiciel, ici CorelDraw, la fonction de distribution des éléments de dessin par espacement permet de figurer la meilleure répartition des leds selon la couleur.
On colle le "Kapton Tape" (l’isolant électrique) en évitant les bulles d'air, afin de ne pas avoir de problème de contact des leds avec le diffuseur de chaleur.
On place des ponts pour les connexions de chaque ligne.
On coupe les pièces de cuivres double face, pour les lignes de connexions vaut mieux utiliser du ruban de cuivre sur une face. Je n'en ai pas trouvé, alors j'ai dû poinçonner les points de connexions au niveau des pattes des leds pour que le point de contact de diffusion de chaleur soit bien fixé. J'ai aussi dû bruler la colle avec le fer avant de souder. Bref à éviter, si possible.
J'ai coupé les semelles de contact de 0,6 cm dans le ruban de cuivre de 2,5 cm de large. J'ai tracé une ligne de guide à l'horizontale et à la verticale.
Le point de jonction thermique au dos de la led, quand on la fixe sur la semelle de contact, on appuie fortement avec les ongles des pouces en faisant attention de ne pas toucher la lentille, on appuie à l'horizontale et à la verticale. Pour ma part j'ai appuyé 2 fois plutôt qu'une.
L'espacement des lignes de cuivre de 0,3cm est assez facile à placer sur le "Kapton tape" de 16mm, il y a suffisamment d'espace. Bien sûr on se trace des lignes guides.
Voilà comment ça se présente avant soudure, on voit les calles faites pour les pattes, aussi les pôles sont indiqués.
On teste les lignes avec un multimètre, on place le multimètre à la position "Tests de semiconducteur discret : diodes, transistors" et en plaçant les pointeurs sur la ligne, si les pôles sont correctement respectés, la led devrait allumer.
On peut aussi tester la led pour en connaître les pôles, Une fois identifié on devrait facilement l'orienter, on voit une partie de la patte négative dans la lentille, si on a de bons yeux, sinon on y va avec des lunettes 3,25x de chez "Tati". Il y a un petit problème avec le type de Multimètre bas de gamme utilisé dans l'exemple. Certaines leds bleus et blanches n'allument pas lors du test, mais si on les branche bien ça ne pose aucun problème. La probabilité qu'une led soit défectueuse à sa sortie de l'emballage est presque nulle.
Le fer à souder, ici c'est un 200PHG de 40watt, la soudure "Soudure de cuivre argentifère à âme de résine pour composante de pointe" 0,6mm. On humidifie l'éponge et on y nettoie la pointe après une dizaine de soudures. On soude les leds en alternance les pattes de gauches et les pattes de droite, on laisse le temps de refroidir la led avant d'y faire une seconde soudure ou en refaire une que l'on trouve douteuse.
On soude les joints de lignes, ici seulement la moitié est faite, l'autre joint sera aussi soudé, sinon on peut merder à chercher le mauvais contact, vaut mieux que ça s'allume du premier coup.
Voilà ce que ça donne, c'est une blanche, je la reconnais parce que c'est écris, mais les blanches et les bleus ont un petit globe en guise de lentille. Un vrai commentaire de diaporama. ;-)
Toute la famille de croissance réunie, je recouvre les lignes avec du "Kapton Tape". Mon prof fait de même, ça parait plus sécuritaire.
L'alimentation, nous utilisons ce type d'alimentation made in Taiwan à courant variable, c'est difficile à trouver car ça ne se vend que par 200 unités minimum. Il faut se regrouper pour les acheter, mais l'initiateur des cette coopérative d'achat subit des pressions pour être concessionnaire des composantes nécessaires à ce montage, alors il est fort probable que ce soit plus facile à obtenir fin 2010. (voir photo 4)
Devant, c'est ce petit synthonisateur que permet de faire varier le courant entre 100 et 700mA.
C'est à l'aide du multimètre que l'on règle le courant à la valeur désiré. On place le multimètre sur 10A et on branche le pointeur positif (rouge) dans la prise 10A.
Pour se faire on doit introduire le mulitimètre dans le branchement série comme si c'était une led additionnelle. On branche le courant et on tourne synthonisateur jusqu'a ce qu'on atteigne 55, ce qui signifie 550mA, le courant prévu pour toutes les leds en espace de croissance.
Voilà ça s'allume, 3 blanches, 3 bleus et 9 rouges, paré pour la croissance. La nouvelle façon écolo de célébrer Noël. On fait pousser son arbre avec les lumières. ;-)
Et on remet ça pour la floraison, Kapton Tape et plein de petits rubans de cuivre.
Ça rappelle "Les belles sœurs" de Michel Tremblay qui collaient des timbres "Gold Star". ;-)
Ici c'est plus complexe, il y a 2 tracés car les leds rouges seront alimentées d'une valeur de courant différente des autres (570mA). Le premier tracé, pour les leds bleus et blanches (700mA), moins nombreuses afin d'éviter de devoir faire trop de ponts, j'ai décalé les lignes de 1,25 cm et j'ai placé du "Kapton tape" en conséquence.
Le deuxième tracé est similaire à celui de la croissance avec la différence des ponts par-dessus certaines lignes et points de soudure. Le fait de placer les leds à l'horizontale ont permis de limiter ces ponts en partant les lignes de part et d'autre.
Une vue aérienne du produit final permet de voir les masques de "kapton tape".
Les 6 bleus et 11 blanches à 700mA, attention les yeux c'est plus éblouissant qu'il n'en paraît. Il faut éviter de regarder une led directement surtout les bleus, aussi les bleus et blanches perturbent la production de mélatonine.
53 Rouges à 570 mA, beaucoup plus rouges car moins énergétique. C'est quand même hallucinant. ;-)
Et le bouquet final, je ne fixe pas trop car je vois des phosphènes.
Voilà c’est assez simple à fabriquer même Céline pourrait le faire, moi-même, j’ai honte de l’avouer, mais je suis un peu québécois. ;-)
je ferais lire ça à mes gosses que je n'ai pas encore, promis 
:respect: 
C'est vrai qu'il faut savoir bricoler 
Allez montre nous ton placo ozric 
ou C alors ! et bien non D allé E et puis F
).
