2008年10月1日 星期三

在冰箱裡面架設燈光



之前,我將冰箱的溫度控制改裝之後,由於急著要把一些長不好的食蟲植物放進去,所以就拿省電燈泡應急一下,當作臨時的光源。然後,為了解決光源的問題,便馬上著手進行燈具的評估作業,沒想到這就成為了漫長的尋燈之旅。

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在兩個多月之前,我買了人生第一個目的不是要用來保存食物的小型玻璃門冰箱,將它改裝成可以栽培食蟲植物的植物生長箱。說是植物生長箱,其實和我原先的目標還有一段差距,我原本打算要做出具有日夜溫差控制的冰箱,不過因為急著要用,所以先拿手邊已經有的溫度控制器,先做到恆溫控制就好,畢竟那些怕熱的食蟲植物只要環境溫度比室溫稍微低一點,就可以撐過夏天了,日夜溫差並不是當務之急。而由於要在冰箱裡面架設燈具也得花一點時間,為了能早點使用,所以先用小瓦數的省電燈泡當作光源,用來照射幾盆急需要低溫的食蟲植物。當時栽培起來的效果就不錯了,可以參考這一篇文章「改裝冰箱成為植物生長箱」。

由於使用小瓦數省電燈泡只是應急一下,還是要架設真正適合的燈具,於是我就開始調查一些資料,想要找出最適合放在冰箱裡面的光源。想不到,評估最適合的光源竟然花掉這麼長的時間,我比較了市面上各種的光源,除了上網查資料之外,還跑了幾趟特力屋和電料行。最後,才決定以PL燈作為這個冰箱裡面所用的光源。接下來就來看看我的尋燈之旅吧!

LED—體積雖小但不合經濟效益

一開始,我打算要使用LED當作光源,因為看中它的體積很小,可以做成超薄的燈具放入我的冰箱裡面,這樣我就能給冰箱多隔幾層,種更多的食蟲植物。而且,LED還有另一個很大的好處是安全性很高,因為它通常使用12伏這樣低的電壓,所以即使放在潮溼的冰箱裡面,漏電了也不會傷到人。

本來已經看好要買某個廠牌的LED來DIY,不過後來計算一下,每一層要用的LED數量至少要100個,做起來非常麻煩。折衷的做法是買市售現成的LED光條,但是後來深入研究之後,發現使用LED成本太高,一層就要花到1000元以上,而且回歸到原本的問題:LED的效率還是不夠高。市售LED標榜節能省電,其實都只是廣告詞而已。LED燈具多半瓦數很小,由此來看的確耗電量很小,但問題是光線也不夠亮。假如要達到足夠的亮度而增加LED燈具,最後的總瓦數還是會超過同樣亮度的日光燈或省電燈泡。於是,LED燈就被我除名了。

原本我想要購買的LED是一種叫作「食人魚」的LED,這是台灣的LED廠「億光電子」的產品。它的特點是發光效率算是比較好的,規格也多。市面上有許多LED燈具或LED模組都是採用這家工廠所生產的LED。

T5燈—太長無法放入冰箱

T5燈是目前最省電的家用燈具,我也不是沒想過要把T5燈放進冰箱,而是因為我買的冰箱比較小,我之前常用的14瓦T5燈無法放入冰箱裡面。其實市面上有更小的T5燈,有一種規格為8瓦,通常用作為層板燈,它夠短而能放入我的冰箱裡。原本我在新竹的特力屋有看到,但偏偏等到我想買的時候就下架了,沒得買。後來我有注意,在商場的展示架中常可見到一種很短的T5燈,在網路上也買得到。可是仔細研究一下,這種短的T5燈的安定器都是做在燈具上,如果要讓冰箱省電一點,那就必須要把安定器拆下來,拉到冰箱之外,而且麻煩的是每一支燈管都需要接4條電線,如果要安裝多一點燈管,那就要好多的電線,好多的電線要拉出冰箱之外就會有技術問題了,因為我都是讓電線從冰箱的門縫拉出來,如果電線太多,就會導致冰箱的門無法關緊。另外,短的燈管其發光效率通常會比較差,而且那種短的燈管不易買到。所以,發現種種的缺點,只好放棄T5燈了。

省電燈泡—需要改造而且又占空間

一開始我用省電燈泡應急一下來栽培食蟲植物,效果還不差,而且安裝上非常簡單,所以我有一度考慮就乾脆使用省電燈泡好了。不過當我再仔細想想省電燈泡的問題,就讓我放棄它了。省電燈泡的燈管是捲成一團,再加上它的底座,所以總長度很長,即使橫著安裝也很占空間。如果要把省電燈泡用在我的冰箱裡面,那我最多只能把冰箱分隔兩層而已,這就會讓我無法栽培更多食蟲植物。另一方面,省電燈泡的發光效率並不是非常好,而且省電燈泡為了降低生產成本,所以它的安定器所採用的材料並不會很好,於是它整體的效率就不高。還有,由於省電燈泡的安定器和燈管是相連的,所以勢必整個省電燈泡就要放到冰箱裡,然而安定器本身會發熱,這樣就會使冰箱的耗電量增加。我原本有想過要把省電燈泡的燈管拆下來,然後用電線將燈管和安定器連接,這樣安定器就可以拉到冰箱外面,不過後來覺得太過麻煩而作罷。

環形燈管—無法找到最適合的燈管

在尋找燈具的過程中,我也有考慮過要怎麼讓光線平均分散在冰箱的空間裡。如果用T5燈這種直管的燈具,那就必須要在每一層層架上裝設兩三支燈管,光線才會平勻,然而架設多支燈管的問題就是會導致線路複雜。有一天我突然想到,何不用環形燈管?

在很久以前,我就看到特力屋有販賣Philips推出的「圓滿燈」,這是一種很像省電燈泡的燈具,安定器和燈管是結合在一起的,只要裝在一般燈泡的燈座上就可以使用,只不過它的燈管是環狀,燈管粗細和T5燈差不多。不過如果要用圓滿燈,就有拆安定器的麻煩,所以就不用了。

在尋找燈具的過程,也有發現其他特殊的環形燈管,像是「日立子母環形燈管」,也有看到真正的環形T5燈管,只可惜前者瓦數太高,後者太過少見,而且價錢很貴。後來有考慮過傳統的30瓦環形日光燈管,正好特力屋有賣適用那種燈管的電子安定器。我真的一度要用環形日光燈管,可是最後還是放棄,因為那種燈管好粗,太占用空間。

PL燈—當前最適合的燈管

後來,我選擇使用PL燈管,這是發光效率介於T5燈管和省電燈泡之間的一種日光燈管,每一瓦約可產生60到70流明的光線。它最大的好處就是它的體積夠小,而且燈管與安定器是分離的,所以我可以把安定器拉到冰箱之外,而且也買得到電子安定器,會比較省電。選定PL燈之後,還有一個重要考慮的因素是該買多大的瓦數。我認為在我所買的冰箱中,使用13瓦的PL燈會比較適合,因為考慮到如果需要讓光線均勻分散時,一層安裝兩支13瓦PL燈管會比起只用一支27瓦要來得好,因為後者的光線會太過集中。

這種Philips的13瓦PL燈可發出900流明的光,也就是一瓦的電可產生約70流明的光線,是我認為最適合作為我的冰箱所用的光源。

自己做PL燈的燈具

決定使用PL燈管作為冰箱裡面的光源之後,接下來就要買材料。PL燈的電子安定器其實並不好找得到,我在網路上只找到一家有在販售。好不容易買到13瓦規格的電子安定器之後,也買到燈管和電線等零件,接下來就要自己做一個燈具來安裝燈管。燈具的主要結構就是燈罩,有一天我突發奇想,發現塑膠製的淺盤正好可以用來當作燈罩。在此之前,我有看到一些食品用的抛棄式鋁盤也很不錯,大小適當,不過考慮到燈罩必須採用不導電的材料,以免漏電時觸電,所以只決定使用塑膠製的淺盤。

國產的PL燈電子安定器,接線很容易,右邊那兩條藍色和棕色的線是接家用電,左邊那兩條白線是接到PL燈。

用來做燈罩的藍色塑膠淺盤,在10元商店就可以買得到;鋁箔紙是用來做反射面,讓燈罩具有反光的能力,可以讓亮度提高;PL燈專用的燈座則可在特力屋買到。

第一步的工作是把電線銲接到燈座背後的金屬接點上。由於電子安定器原有的電線不夠長,所以就自己買電線,剪下適當的長度,用來連接燈座和電子安定器。接下來就是銲接的工作,在之前早就耳聞現在的電子產業已經導入無鉛製程,後來向同事詢問之後,才知道無鉛製程是指使用不含鉛的銲錫。由於在銲接過程中,銲錫會產生帶有鉛的煙霧,於是有毒的鉛就很容易吸入體內。於是,為了健康著想,我就去買了無鉛銲錫。除了銲接稍微困難之外,並沒有其他使用上的問題。

銲接完成之後,接著要來解決金屬接點外露的問題,因為可能會在整理植物時誤觸而觸電。要將金屬接點做絕緣的一個很好的材料就是環氧樹脂,它常用在電子零件的封裝及絕緣上。乍看之下,環氧樹脂是一個很專業的材料,其實說穿了就是AB膠。市面上有一種膠分為A和B兩劑,俗稱AB膠,其中一劑為環氧樹脂,另一劑為硬化劑,必須兩劑以等比例混合之後,才會硬化而黏住物體。環氧樹脂依硬化時間的不同可分為兩類,有一類需要幾十分鐘才會硬化,另一類只需要幾分鐘就可以硬化。我買的是後者,只需要4分鐘就可以硬化。由於硬化的時間很短,所以只能花10到15秒的時間將AB兩劑混合,然後就塗到金屬接點上。由於環氧樹脂有流動性,所以塗好之後,先將燈座拿在手上不時轉動角度,以免環氧樹脂流下來。很快的,環氧樹脂開始硬化之後,就不會流下來了,這樣就可以去混合另一份新的環氧樹脂,再做另一邊金屬接點的絕緣工作。

將電線用銲錫銲在燈座背後的金屬端點上。

市面上可以買得到的無鉛銲錫,由於銀含量高,所以缺點就是價錢比較貴,而且它的融點較高,操作上會比含鉛銲錫較為困難。不過,無鉛銲錫還是會產生煙霧,使用時必須要在通風的環境之下。

用環氧樹脂包覆外露的金屬部份以作為絕緣,避免人體誤觸而觸電。

環氧樹脂很適合黏金屬,不過它並不是什麼東西都黏得住,我就發現環氧樹脂無法黏住電線。我擔心溼氣會滲入而導致漏電,所以試著用矽膠披覆在環氧樹脂及電線的表面。不過後來我認為溼氣的影響應該不會太大,因為只要電燈啟動之後,電燈發熱就會讓水份散發掉,再加上那些黏不住的部位在平時並不會一直外露,所以水氣並不會那麼容易滲入。不過無論如何,為了保險起見,我還是做最後一道保護措施,就是在電源上加裝「漏電保護插座」,詳細情形可參考「使用漏電保護插座以避免漏電的危害」。

接下來的工作就是要把PL燈燈座固定在塑膠淺盤上。原本以為用環氧樹脂就可以黏得住,沒想到在我黏好之後,等到隔天來測試黏牢的程度,我稍為用力一扳,PL燈燈座就和塑膠淺盤分家了,完全黏不住。後來,使用3M專門用來黏塑膠的膠,就可以黏得非常牢。不過那種膠的硬化速度很慢,必須用重物壓著兩個物件,要花一天的時間才會黏好。

將PL燈燈座從塑膠淺盤拔下來的樣子,環氧樹脂完全沒有黏住塑膠淺盤。

這一次的工作用到三種膠,左邊為矽膠,中間是黏接塑膠專用的膠,右邊則是AB膠,每一種膠都有它的專門用途。

黏好燈座之後,就準備來黏貼鋁箔紙。鋁箔紙的黏貼很簡單,用雙面膠帶就可以了。先在淺盤的內緣貼上一圈雙面膠帶,盤面也貼上一些。然後,撕下一張鋁箔紙,先量好燈座的位置,用剪刀剪掉燈座會擋到的部位,再把剪好的鋁箔紙鋪上去。鋪好之後,掀起鋁箔紙的一角,先把盤面上一條雙面膠帶的離型紙撕下來,然後把鋁箔紙壓下去,黏住它來固定住,這樣鋁箔紙就不會移位。黏好一角之後,再黏另一邊,直到盤面上全部的雙面膠帶都黏好鋁箔紙,這樣鋁箔紙就可以平整地貼在盤面上。接著,將淺盤內緣的雙面膠帶上的離型紙撕下來,再將鋁箔紙按壓即可黏牢。最後,燈罩的周圍會有多出來的鋁箔紙,用美工刀沿著鋁箔紙底下的雙面膠帶邊緣切掉,就可以得到切口平滑的鋁箔紙反光罩了。

切口平整的反光罩。

雖然改用黏接塑膠專用的膠,就可以將燈座和塑膠淺盤黏在一起,不過為了避免脫落,再用不鏽鋼線把燈座綁在塑膠盤上。

做好之後,就可以把燈具放到冰箱裡,將燈具的電源接到定時控制器上,就可以開始使用了。雖然一層只用一支13瓦的PL燈管,或許會有光線不足的狀況,不過我認為初步先使用少一點的燈光就好,先評估燈管發熱量對冰箱耗電量的影響,如果耗電量不大,才考慮用多一點的燈管。不然,亦可依植物對光線的需求性來安排植物的位置,對光線需求高的植物,就種在燈管的下方;對光線需求較低的植物,則可放在燈管的周圍。

做好的燈具外觀,就固定在冰箱內附的網狀層板架上。

固定燈具的方法很容易,用魔帶將塑膠淺盤和層板架綁在一起就好了。

完成之後便放入冰箱裡面,取代之前的省電燈泡。

架設這個冰箱的燈具,光是在選擇要使用哪種光源就花掉很多時間。我的考量除了光源的發光效率之外,還考量到燈具的體積,因為我希望能在冰箱裡面盡可能地栽培最多食蟲植物,所以燈具越薄越好。原本我想要把冰箱隔成四層,不過後來想到,應該要留一層夠高的空間,專門用來讓毛氈苔或狸藻來開花,這樣我才有東西可拍照。於是我就取消一層,讓最下層占用1/2冰箱內部的高度,其餘兩層則各占用1/4的高度。另外,為了能夠有效利用冰箱層板架的面積,所以水盤用訂做的,否則要在市面上找到大小剛好的塑膠淺盤並不容易。而另一方面,由於冰箱內部必須維持均勻的溫度,所以水盤並不能大到完全占滿層架,而是要預留一些空間,讓每一層的空氣得以交換。而為了加強各層之間空氣的流動性,所以還需要安裝小型的電腦風扇來強制送風。

訂做的水盤,是為邊長35公分的正方形,高度是7.5公分,材料是0.5公分厚的壓克力。

這個訂做的水盤可以放入25個方型花盆,所以少裝一層,就會少種25盆食蟲植物,因此我才會堅持要盡量利用冰箱的空間。

買了這一個冰箱之後,真不免感到一則以喜,一則以悲。喜的是我終於可以開始栽培那一些需要冷涼環境的食蟲植物,像是狸藻或是捕蟲蓳,夢想中的高地種豬籠草,例如Nepenthes inermis,也可以養得起來了。不過,悲的就是可以購買的食蟲植物清單將會大為擴增,而且我相信在此之後,將會接著買了一個又一個冰箱,甚至還會買大型的多門冰箱。也就是說,我將進入另一個層次的敗家境界了。