Een van de meest kritische aspecten waarmee je rekening moet houden bij het ontwerpen van een binnenkweekruimte voor cannabis, is de juiste plaatsing van verlichtingsarmaturen om de best mogelijke lichtdekking te garanderen. Als het verkeerd wordt gedaan, kan het licht in het hele kweekgebied inconsistent zijn in intensiteit of zelfs onnodig worden verspild. Gelukkig zijn er softwareprogramma's die de lichtintensiteit in een kamer kunnen modelleren om een virtuele kaart van de lichtintensiteit te genereren. De meeste van deze programma's zijn geschreven voor gebruik in architectonisch ontwerp voor menselijke verlichtingsbehoeften en zijn opnieuw gebruikt voor het modelleren van groeilicht, vaak zonder aanpassingen om rekening te houden met het verschillende beoogde gebruik.
Hoewel software voor het in kaart brengen van architectuur een globaal beeld kan geven van de variaties in de lichtintensiteit in een kamer, zijn er enkele belangrijke beperkingen. Menselijke ogen zijn eigenlijk vrij slecht in het detecteren van kleine verschillen in lichtintensiteit; onze iris trekt automatisch samen bij blootstelling aan helderder licht, waardoor er minder licht binnenkomt en onze perceptie van hoe intens het licht werkelijk is, verandert. Architecturale software voor het in kaart brengen van licht kan het zich daarom veroorloven om nogal "slordig" te zijn in de manier waarop het de werkelijke lichtintensiteit berekent, aangezien onze ogen het verschil niet kunnen zien. Architectuurverlichtingssoftware gebruikt meerdere snelkoppelingen om de tijd die nodig is om een lichtkaart te genereren, te verkorten. Maar waarom zijn er snelkoppelingen nodig? Het antwoord ligt in de manier waarop software verschillende waarden in rekening brengt om tot lichtintensiteit te komen.
Hoe licht in kaart wordt gebracht
Het helpt om een basiskennis te hebben van hoe de software werkelijk werkt. Om de lichtintensiteit voor een enkele spot in een kamer te berekenen, hoef je alleen maar te weten hoeveel licht die spot "ziet" van elke armatuur in een kamer. Dit is een eenvoudige berekening die rekening houdt met zowel de afstand tot de lichtbron als de hoek van het licht tot de te berekenen spot. Licht verspreidt zich of neemt in intensiteit af naarmate u verder weg bent van een lichtbron, in verhouding tot het kwadraat van de afstand. De hoek is belangrijk omdat verlichtingsarmaturen meestal proberen het licht te richten waar het gewenst is, en dus kunnen er zelfs op dezelfde afstand van een armatuur dramatisch verschillende lichtintensiteiten zijn. Door de absolute intensiteit (totale flux) van een armatuur te kennen, de relatieve intensiteit een bepaalde hoek ten opzichte van de specifieke armatuur en de afstand tot de armatuur, is het mogelijk om eenvoudig de intensiteit van het licht op een bepaalde plek te berekenen. rechtstreeks uit de armatuur komen.
Dit houdt echter geen rekening met gereflecteerd licht, dat een veel grotere component van de lichtintensiteit is dan de meeste mensen beseffen. Om rekening te houden met het gereflecteerde licht in een kamer met vier muren, moet software voor het in kaart brengen van licht berekenen hoeveel van het licht van elk van de vier muren wordt gereflecteerd naar de specifieke plek waarvoor het de intensiteit berekent. Dit wordt gedaan door te berekenen hoeveel licht elke muur van de armatuur raakt, en hoeveel van dat licht vervolgens wordt gereflecteerd naar de plek die het probeert te modelleren. Door gewoon vier muren aan de simulatie toe te voegen, is één simpele berekening in negen veranderd - één voor het licht dat de gemodelleerde spot rechtstreeks vanuit de armatuur raakt, één voor het licht dat de vier muren raakt op de juiste plek om in een hoek te worden geplaatst om licht naar het gemodelleerde te reflecteren. plek, en dan één voor die vier muren naar de gemodelleerde plek.
FIG. 2. Getoond worden twee outputbestanden van light mapping software die de verschillende behoeften kunnen aantonen bij het plannen van een cannabiskweekruimte die geoptimaliseerd is voor bloei (boven) in vergelijking met een groenteteelt binnenshuis (onder). De softwareberekeningen kunnen helpen bij het bepalen van de afstand en het aantal armaturen en de fluxdichtheid van de vereiste armaturen, evenals het schatten van het energieverbruik en de potentiële gewasopbrengsten.
Dus voor een “simpele” vierwandige kamer met één armatuur zijn negen berekeningen nodig om de lichtintensiteit op een bepaalde plek te bepalen. Als je een tweede armatuur aan het model toevoegt, zijn er 18 berekeningen per spot nodig; 10 verlichtingsarmaturen kost 90 berekeningen per spot. Als je objecten in de kamer toevoegt die licht reflecteren of absorberen, tel je voor elk object nog eens twee berekeningen per armatuur op. Deze algoritmische procedure staat bekend als ray tracing, omdat je in wezen elke lichtstraal van de bron naar een gemodelleerde plek traceert.
Dit is overigens hoe computergegenereerde beelden van de hoogste kwaliteit worden gemaakt - door alle lichtbronnen met stralen over alle gemodelleerde objecten in een scène te traceren, kan dit opmerkelijk gedetailleerde en levensechte beelden opleveren. Het aantal benodigde berekeningen neemt echter dramatisch toe met elke lichtbron en elk object in de scène dat wordt gemodelleerd, tot het punt waarop het computers uren of dagen kan kosten om een enkel beeld weer te geven.
Architecturale lichtmapping-software kan profiteren van veel vereenvoudigde aannames om veel sneller een lichtintensiteitskaart te genereren. In plaats van elke vierkante centimeter van een kamer te modelleren, modelleren de meesten gewoon om de paar voet voorbeeldspots en doen ze aannames over de tussenliggende punten als tussenliggende waarden - een enkele gemiddelde berekening in plaats van honderden of duizenden berekeningen voor elke spot. Omdat menselijke ogen helemaal niet erg nauwkeurig zijn bij het bepalen van de werkelijke lichtintensiteit, zijn deze vereenvoudigingen goed genoeg om een architecturale lichtkaart te genereren. Dit kan de tijd die nodig is om een lichtkaart te genereren, verminderen van uren tot enkele seconden, afhankelijk van de bemonsteringssnelheid.
Een andere onnauwkeurigheid in software voor het in kaart brengen van architecturaal licht komt van de informatie die de software heeft over de relatieve intensiteit van licht onder verschillende hoeken van de armatuur. De Illuminating Engineering Society (IES) bedacht een standaard bestandsformaat voor het opslaan van informatie over de intensiteit van het armatuur en de relatieve intensiteit onder verschillende hoeken; deze IES-bestanden worden ingevoerd in software voor het in kaart brengen van architecturaal licht om verschillende verlichtingsarmaturen te kunnen modelleren. IES-bestanden worden gegenereerd door testfaciliteiten die een armatuur op een rig plaatsen die roteert (of roteert rond de armatuur zelf) en de lichtintensiteit onder verschillende hoeken meet. Voor kleine apparaten die worden getest (DUT's), zoals een enkele LED, zijn deze testopstellingen gemakkelijk in staat om snel de intensiteit te meten onder een groot aantal verschillende hoeken. Voor grotere armaturen, zoals de meeste LED-groeilampen, wordt de testopstelling erg duur omdat deze behoorlijk groot moet zijn. In plaats van de lichtintensiteit bij elke rotatiegraad te meten, is het veel goedkoper om in slechts enkele hoeken te meten. Hoe groter de armatuur, hoe nauwkeuriger de test en het resulterende IES-bestand, hoe duurder het wordt. De meeste LED-groeilichtarmaturen zijn relatief groot en daarom duur om met deze methode nauwkeurig te modelleren.
Als een IES-bestand slechts metingen heeft vanuit een paar hoeken, moet software voor het in kaart brengen van architectuurlicht meer aannames doen over wat de werkelijke relatieve lichtintensiteit zal zijn bij hoeken die niet zijn opgenomen in het IES-bestand, meestal door simpelweg een gewogen gemiddelde te nemen tussen de twee dichtstbijzijnde hoeken die in het IES-bestand zijn opgenomen.
Plantproblemen oplossen
Het combineren van de spaarzame hoekbemonstering in IES-bestanden en de spaarzame ruimtelijke bemonstering door het model zelf kan leiden tot aanzienlijke afwijkingen tussen het model en de werkelijkheid. Nogmaals, voor menselijke ogen die misschien niet eens een verschil van 10% in lichtintensiteit kunnen onderscheiden, is dit geen probleem, maar voor planten in een kweekruimte kunnen deze afwijkingen een aanzienlijke impact hebben. Hotspots in een kweekruimte kunnen de planten belasten en de opbrengst verminderen, terwijl gebieden met een lager dan gewenst lichtniveau ook de opbrengst kunnen verminderen.
Cannabisplanten hebben verschillende minimale lichtvereisten in verschillende groeistadia, en maximale lichtniveaus variëren afhankelijk van de soort. Door gebruik te maken van light-mapping-modellen om het type, het aantal en de exacte plaatsing en hoogte van verlichtingsarmaturen nauwkeurig te bepalen om te zorgen voor optimale lichtniveaus in het bladerdak, kan ervoor worden gezorgd dat alle planten een ideale verlichting krijgen. Nauwkeurige lichtmodellering kan ook helpen de indeling van de kweekruimte te stimuleren om het lichtgebruik te optimaliseren, verspilde ruimte te minimaliseren en het beschikbare luifeloppervlak te maximaliseren.
Black Dog LED heeft zijn eigen software voor het in kaart brengen van licht in de kweekruimte ontwikkeld om deze problemen te elimineren. In plaats van spaarzaam bemonsterde hoektestinformatie te gebruiken, neemt de software de hoekintensiteitstestinformatie voor elke LED die in onze armaturen wordt gebruikt om nauwkeurig de hoekintensiteit op elke graad te modelleren. De software modelleert ook elke plek - tot op elke vierkante inch - in plaats van spaarzame ruimtelijke steekproeven te gebruiken en de tussenliggende metingen te middelen. Dit stelt ons in staat om de verlichting van een kweekruimte veel nauwkeuriger te modelleren en potentiële hotspots en donkere plekken te identificeren die misschien nooit verschijnen op een lichtkaart die wordt gegenereerd door architecturale verlichtingssoftware.
Planten hebben andere spectrale en lichtintensiteitsbehoeften dan menselijke ogen; waarom software gebruiken die is ontworpen voor de behoeften van mensen om de kweekruimte van uw plant te modelleren?
