Tout ce que vous devez savoir sur les diodes LED et comment les comparer

Dans le monde de la culture du cannabis en intérieur, le bon choix d’éclairage peut faire la différence entre un rendement médiocre et une récolte de champion. Les LED sont devenues un choix populaire grâce à leur efficacité énergétique, leur longue durée de vie et leur capacité à offrir un spectre lumineux réglable. Dans cet article, nous allons explorer tout ce que vous devez savoir sur les LED, depuis leur fonctionnement et les différents types disponibles, jusqu’à leur comparaison en termes d’efficacité, de spectre lumineux et de coûts d’exploitation.

Une diode LED, qui signifie diode électroluminescente, est un dispositif semi-conducteur qui convertit l’énergie électrique en lumière lorsque l’électricité circule dans une direction spécifique, de l’anode (côté positif) vers la cathode (côté négatif). En fait, les DEL sont comme de petites ampoules électriques, sauf qu’elles sont capables de produire une grande quantité de lumière tout en consommant beaucoup moins d’énergie, ce qui leur permet d’avoir une durée de vie beaucoup plus longue. En outre, comme elles n’ont pas de filaments susceptibles de brûler, elles sont plus résistantes aux chocs et aux vibrations, ce qui accroît encore leur durabilité.

Comment une LED émet-elle de la lumière ?

Les diodes électroluminescentes fonctionnent grâce aux propriétés d’électroluminescence des matériaux semi-conducteurs, phénomène par lequel un matériau émet de la lumière en réponse à un courant électrique. Les matériaux semi-conducteurs utilisés dans les diodes électroluminescentes peuvent être « dopés », c’est-à-dire qu’on ajoute de petites quantités d’impuretés à un matériau semi-conducteur pur afin de modifier ses propriétés électriques, telles que sa conductivité.

Une diode LED est donc constituée d’une très fine couche de matériau semi-conducteur dopé. Selon le type de matériau semi-conducteur utilisé et le degré de dopage, lorsque la diode est directement polarisée (c’est-à-dire lorsqu’un courant électrique est appliqué dans la bonne direction), les électrons et les trous du semi-conducteur se recombinent. Cette recombinaison libère de l’énergie sous forme de photons, qui sont les particules élémentaires de la lumière. La longueur d’onde de la lumière émise, et donc sa couleur, dépend du matériau semi-conducteur spécifique et du niveau de dopage.

Par exemple, des matériaux tels que le nitrure de gallium (GaN) émettent une lumière bleue, tandis que le phosphure de gallium (GaP) peut émettre une lumière verte ou rouge, en fonction de son dopage. La possibilité d’ajuster la couleur de la lumière en sélectionnant différents matériaux et niveaux de dopage rend les LED extrêmement polyvalentes et utiles dans un large éventail d’applications, de l’éclairage général à la culture de plantes telles que le cannabis.

Composants de base des diodes LED

Une diode LED est composée de plusieurs éléments assemblés pour assurer un fonctionnement efficace et durable. Le cœur de la LED est la puce semi-conductrice, généralement composée de matériaux tels que l’arséniure de gallium (GaAs), le phosphure d’indium (InP) ou le carbure de silicium (SiC). C’est sur cette puce que la lumière est émise lorsqu’un courant électrique est appliqué.

Le boîtier est la structure extérieure qui protège la puce semi-conductrice. Il peut être en plastique ou en métal et fournit un support mécanique et une protection contre les dommages physiques et environnementaux, tout en aidant à la dissipation de la chaleur générée par la DEL.

Un dôme ou une lentille transparente ou translucide, en plastique (époxy) ou en silicium, est placé sur la puce semi-conductrice. Ce dôme ne protège pas seulement la puce, mais peut également focaliser et diriger la lumière émise dans une direction spécifique. Autour de la puce semi-conductrice se trouve le réflecteur, un composant qui aide également à diriger et à focaliser la lumière émise par la puce, augmentant ainsi l’efficacité lumineuse de la LED.

La puce semi-conductrice est montée sur un substrat, qui peut être en céramique, en métal ou en plastique. Ce substrat fournit un support structurel et facilite la dissipation de la chaleur générée par la puce. Enfin, de minces fils métalliques, appelés fils de liaison, relient la puce semi-conductrice aux bornes externes (anode et cathode), permettant ainsi la conduction électrique entre les bornes et la puce.

Types de diodes LED pour la culture du cannabis

Il existe plusieurs types de LED, chacun étant conçu pour des applications spécifiques et présentant des caractéristiques distinctes. Mais il est essentiel de comprendre les différentes options utilisées dans les lampes de culture de cannabis :

Les LED SMD (Surface-Mounted Device) sont l’un des choix les plus populaires en matière d’éclairage de culture. Ces diodes sont montées directement sur la surface d’un circuit imprimé. Les LED SMD existent en différentes tailles, les plus courantes étant les SMD 3528 et SMD 5050. Pour l’éclairage du cannabis, les LED SMD 2835 sont également largement utilisées. Le chiffre 2835 indique les dimensions de la LED : 2,8 mm de large et 3,5 mm de long.

Ces LED sont connues pour leur haute efficacité et leur capacité à émettre une lumière brillante dans un format compact avec une bonne gestion de la chaleur, ce qui permet une grande flexibilité dans la conception des luminaires. Si vous regardez les spécifications du produit (par exemple dans la gamme Lazerlite de The Pure Factory) et que vous voyez que le nombre de LED indiqué est…

1680 X SMD2835, 240 X SMD2835

… Cela signifie qu’il y a 1680 LED montées en surface, plus 240 supplémentaires, le tout avec des dimensions de 2,8 mm x 3,5 mm.

Les LED COB (Chip on Board) représentent une technologie avancée dans laquelle plusieurs puces LED sont montées directement sur un seul substrat. Cela permet de créer un module unique à haute intensité lumineuse. Dans la culture du cannabis, ces LED sont idéales pour les zones qui nécessitent une forte pénétration de la lumière, comme les plantes très denses. En outre, leur conception compacte facilite la gestion de la chaleur, ce qui est essentiel pour maintenir un environnement de culture optimal.

Les LED de haute puissance sont des diodes individuelles capables de supporter des courants plus élevés et donc d’émettre plus de lumière que les LED traditionnelles. Ces diodes conviennent aux applications qui nécessitent une forte intensité lumineuse dans une zone spécifique. Cependant, elles ont tendance à générer plus de chaleur, ce qui nécessite un système de dissipation efficace. Dans la culture du cannabis, elles sont utilisées pour fournir une lumière supplémentaire dans les zones de culture qui ont besoin d’un supplément de lumière intense.

Les LED multi-spectres combinent plusieurs types de diodes dans un seul luminaire afin de couvrir un large spectre de lumière. Ces LED peuvent comprendre des puces qui émettent de la lumière bleue, rouge, blanche, voire infrarouge et ultraviolette. Les LED multi-spectres permettent d’ajuster le spectre lumineux en fonction de la phase de croissance des plantes, optimisant ainsi le rendement et la qualité de la récolte.

Les LED UV et IR (ultraviolets et infrarouges) sont également utilisées dans les systèmes d’éclairage de culture pour offrir des avantages spécifiques. Les LED UV peuvent aider à induire la production de résines et d’huiles essentielles dans les plantes de cannabis, tandis que les LED IR peuvent améliorer la pénétration de la lumière et stimuler la croissance des racines et des tiges. Ces diodes sont utilisées en combinaison avec d’autres types de diodes pour fournir un spectre lumineux complet afin de maximiser le développement des plantes.

Comment comparer les différents types de LED

Lorsque vous comparez différents types de LED, il est important de prendre en compte des facteurs tels que l’efficacité lumineuse, la distribution de la lumière ou la possibilité d’ajuster le spectre. Chaque type de diode a ses avantages en fonction des besoins spécifiques de l’horticulteur.

Chez Pure Factory, lorsque nous parlons des diodes LED qui font partie d’un luminaire, comme celles de notre nouvelle gamme Fission, vous pouvez trouver des termes tels que Sanan, 3000K, 5000K, 660 nm, 395 nm… Ils font référence à différentes caractéristiques et spécifications techniques des diodes, qui affectent la manière et le type de lumière qu’elles émettent. Voici quelques-uns de ces termes :

En termes d’efficacité

Diodes Sanan – Sanan est une marque de fabricant de diodes (Sanan Optoelectronics) connue pour produire des diodes électroluminescentes (DEL) efficaces et de haute qualité. Lorsqu’il est mentionné qu’un luminaire utilise des diodes Sanan, nous indiquons l’origine et la qualité des diodes électroluminescentes. Par rapport à d’autres marques, les LED Sanan sont très compétitives en termes d’efficacité énergétique et de durabilité.

Diodes LM281B+Pro de Samsung – Certains luminaires The Pure Factory peuvent également intégrer des diodes LMB281B+Pro de Samsung, qui sont un type spécifique de diodes LED montées en surface (SMD) fabriquées par Samsung. Ces diodes sont connues pour produire une grande quantité de lumière par watt d’énergie consommée, ce qui permet de maximiser le rendement lumineux tout en minimisant la consommation d’énergie, réduisant ainsi les coûts d’exploitation.

En fonction de la température de couleur

3000K et 5000K – Ces chiffres représentent la température de couleur des LED, qui est mesurée en Kelvin (K) et décrit la couleur de la lumière émise. Par exemple, 3000K est une lumière chaude, avec des tons jaunes et orangés, semblable à la lumière que vous obtenez au coucher du soleil. En revanche, 5000K est une lumière blanche neutre, qui ressemble à la lumière du jour en plein soleil.

Les LED 3000K sont idéales pour la phase de floraison du cannabis, car les tons chauds favorisent le développement des fleurs et des fruits. En revanche, les LED 5000K conviennent mieux à la phase végétative, car elles fournissent une lumière plus proche de la lumière du jour qui favorise la croissance générale.

Selon la longueur d’onde

660 nm – Cette valeur correspond à la longueur d’onde de la lumière rouge intense émise par la LED, mesurée en nanomètres (nm). La lumière rouge à 660 nm est cruciale pour la photosynthèse et la floraison des plantes, ce qui rend ce type de LED essentiel pendant la phase de floraison.

395 nm – Cette longueur d’onde correspond à la lumière ultraviolette (UV). Les LED qui émettent une lumière de 395 nm sont utiles pour induire la production de résines et d’huiles essentielles dans les plantes de cannabis. L’exposition à la lumière UV peut augmenter la production de trichomes, améliorant ainsi la puissance et la qualité de la récolte.

En fonction du nombre de diodes

Les spécifications fournies pour un luminaire peuvent inclure différents types de diodes électroluminescentes, mais aussi différentes quantités, qui sont spécifiées par le terme « PCS ». PCS » est l’abréviation de « pieces », qui indique le nombre de diodes montées dans le dispositif.

Ainsi, par exemple, si la source lumineuse porte…

…il indique le nombre de diodes dans les différentes températures de couleur et longueurs d’onde présentes dans le luminaire. Cette répartition des types de diodes LED et la quantité de chaque diode créent un spectre lumineux qui combine la lumière blanche, la lumière rouge et la lumière UV,

La combinaison de LED blanches et rouges produit une proportion relativement élevée de lumière bleue. Cette lumière bleue est essentielle pendant la phase végétative, car elle favorise la morphogenèse, c’est-à-dire le développement de la structure de la plante, garantissant une croissance serrée et compacte. En outre, la lumière bleue améliore l’absorption de la lumière par la plante, ce qui optimise la photosynthèse et favorise une croissance saine et vigoureuse.

Systèmes d’éclairage LED à The Pure Factory

L’industrie des LED se développant rapidement, il est essentiel de comprendre les différences entre les divers types de diodes disponibles sur le marché, afin que les cultivateurs puissent faire des choix éclairés qui profiteront à la fois à leurs plantes et à leur porte-monnaie à long terme.

Cette compréhension est particulièrement importante dans la culture du cannabis, où le choix de l’éclairage peut affecter de manière significative la qualité et la quantité de la récolte. Les prix des LED varient et, bien qu’il puisse être tentant d’opter pour des options moins chères, il est important de se rappeler que « l’on en a pour son argent ». Le rapport qualité-prix doit donc être un élément clé dans cette décision.

Dans notre catalogue de produits LED, nous vous proposons non seulement les meilleures marques de diodes et de températures de couleur, soigneusement sélectionnées pour garantir une efficacité et une durabilité maximales, mais aussi les prix les plus compétitifs du marché. Notre longue expérience nous a appris l’importance d’une fabrication de qualité et d’une bonne combinaison de LED pour répondre aux besoins spécifiques de tous les types de cultivateurs.