Yksi kriittisimmistä näkökohdista, jotka on otettava huomioon kannabiksen sisätilojen sisätilojen suunnittelussa, on valaisimien oikea sijoittelu parhaan mahdollisen valaistuksen kattavuuden varmistamiseksi. Jos tehdään väärin, valo voi olla voimakkuudeltaan epäjohdonmukaista koko kasvualueella tai jopa tuhlata tarpeettomasti. Onneksi on olemassa ohjelmistoja, jotka voivat mallintaa valon voimakkuutta koko huoneessa virtuaalisen valovoimakartan luomiseksi. Suurin osa näistä ohjelmista on kirjoitettu käytettäväksi arkkitehtisuunnittelussa ihmisten valaistustarpeisiin, ja ne on suunniteltu uudelleen kasvavan valomallinnuksen tekemiseen, usein ilman muutoksia muuhun käyttötarkoitukseen.
Vaikka arkkitehtoninen valokartoitusohjelmisto voi antaa karkean kuvan huoneen valon voimakkuuden vaihteluista, on joitain merkittäviä rajoituksia. Ihmissilmät ovat todella melko heikkoja havaitsemaan pieniä eroja valon voimakkuudessa; iirisemme supistuu automaattisesti, kun se altistuu kirkkaammalle valotasolle, päästää vähemmän valoa sisään ja muuttaa käsitystämme siitä, kuinka voimakas valo todella on. Arkkitehtoninen valokartoitusohjelmisto voi siis olla varsin varovainen "huolimaton" siinä, miten se laskee todellisen valovoiman, koska silmämme eivät pysty erottamaan toisistaan. Arkkitehtoninen valaistusohjelmisto käyttää useita pikakuvakkeita lyhentääkseen valokartan luomiseen kuluvaa aikaa. Mutta miksi tarvitaan pikavalintoja? Vastaus on siinä, miten ohjelmistotekijät eri arvoina saavuttavat valon voimakkuuden.
Kuinka valo kartoitetaan
Se auttaa saamaan perustiedot ohjelmiston todellisesta toiminnasta. Jos haluat laskea yhden paikan valon voimakkuuden huoneessa, sinun on vain tiedettävä, kuinka paljon valoa tämä kohta “näkee” jokaisesta huoneen valaisimesta. Tämä on yksinkertainen laskelma, jossa otetaan huomioon etäisyys valonlähteestä sekä kulma valosta pisteeseen, jota lasketaan. Valo leviää tai vähenee voimakkuudella, mitä kauempana pääset valonlähteestä, suhteessa etäisyyden neliöön. Kulma on tärkeä, koska valaisimet yleensä yrittävät ohjata valoa sinne, missä sitä halutaan, ja siten jopa samalla etäisyydellä valaisimesta voi olla dramaattisesti erilainen valovoima. Tietämällä valaisimen absoluuttinen intensiteetti (kokonaisvirta), tietyn kulman suhteellinen intensiteetti tiettyyn valaisimeen ja etäisyys valaisimesta, on helppo laskea valon voimakkuus missä tahansa paikassa, joka on tulevat suoraan kiinnittimestä.
Tämä ei kuitenkaan ota huomioon heijastunutta valoa, joka on paljon suurempi osa valon voimakkuutta kuin useimmat ihmiset ymmärtävät. Heijastuneen valon huomioon ottamiseksi neliseinäisessä huoneessa valonmittausohjelmiston on laskettava, kuinka suuri osa valosta heijastuu jokaisesta neljästä seinästä tiettyyn kohtaan, jolle se laskee voimakkuutta. Tämä tehdään laskemalla, kuinka paljon valoa osuu jokaiseen seinään valaisimesta, ja sitten kuinka suuri osa valosta heijastuu kohtaan, jota se yrittää mallintaa. Pelkästään neljän seinän lisääminen simulaatioon on muuttanut yhden yksinkertaisen laskennan yhdeksäksi - yksi valolle, joka osuu mallinnettuun pisteeseen suoraan valaisimesta, yksi kukin valoa osuvaan neljään seinään sopivassa paikassa, jotta se heijastaa valoa mallinnettuun ja sitten kukin näistä neljästä seinästä mallinnettuun kohtaan.
KUVA. 2. Esillä on kaksi valokartoitusohjelmistojen ulostulotiedostoa, jotka voivat osoittaa erilaiset tarpeet kannabiksen kasvatushuoneen suunnittelussa, joka on optimoitu kukinnalle (ylhäältä) verrattuna sisätiloissa toimivaan vihannesten viljelyoperaatioon (alaosa). Ohjelmistolaskelmat voivat auttaa määrittämään tarvikkeiden välien ja lukumäärän ja tarvittavien valaisimien vuon tiheyden sekä arvioimaan energiankäytön ja potentiaaliset sadot.
Joten "yksinkertaiselle" neliseinäiselle huoneelle, jossa on yksi valaisin, valon voimakkuuden määrittäminen tietyssä paikassa kestää yhdeksän laskutoimitusta. Jos lisäät malliin toisen valaisimen, se vie 18 laskentaa pistettä kohden; 10 valaisinta vie 90 laskentaa per pistemäärä. Jos lisäät huoneeseen esineitä, jotka heijastavat tai absorboivat valoa, lisäät vielä kaksi laskutoimitusta kutakin valaisinta kohti. Tätä algoritmista menettelyä kutsutaan säteen jäljittämiseksi, koska seuraat olennaisesti jokaisen valonsäteen lähteestä mallinnettuun pisteeseen.
Muuten näin tehdään korkealaatuisimmat tietokoneella luodut kuvat - kaikkien valonlähteiden jäljittäminen säteellä näkymän kaikkien mallinnettujen kohteiden välillä voi tuottaa huomattavan yksityiskohtaisia ja todenmukaisia kuvia. Vaadittujen laskelmien määrä kasvaa kuitenkin dramaattisesti jokaisen mallinnettavan valonlähteen ja kohteen kanssa mallinnettuna siihen pisteeseen, että tietokoneiden voi viedä tunteja tai päiviä yhden kuvan renderoimiseksi.
Arkkitehtoninen valokartoitusohjelmisto voi hyödyntää monia yksinkertaistavia oletuksia tuottaakseen valovoimakartan paljon nopeammin. Sen sijaan, että mallinnettaisiin huoneen jokainen neliötuuma, useimmat vain mallintavat näytepisteitä muutaman jalan välein ja tekevät sitten oletuksia välissä olevista pisteistä väliarvoina - yksi keskiarvolaskenta satojen tai tuhansien laskelmien sijaan jokaiselle paikalle. Koska ihmissilmät eivät ole lainkaan kovin tarkkoja todellisen valovoiman määrittämisessä, nämä yksinkertaistukset ovat riittävän hyviä arkkitehtonisen valokartan luomiseksi. Tämä voi vähentää valokartan luomiseen kuluvaa aikaa tunneista muutamaan sekuntiin näytteenottotaajuudesta riippuen.
Toinen arkkitehtonisen valokartoitusohjelmiston epätarkkuus tulee ohjelmiston tiedoista valon suhteellisesta voimakkuudesta valaisimen eri kulmissa. Illuminating Engineering Society (IES) keksi standardin tiedostomuodon tietojen tallentamiseksi valaisinten voimakkuudesta ja suhteellisesta intensiteetistä eri kulmissa; nämä IES-tiedostot syötetään arkkitehtoniseen valokartoitusohjelmaan eri valaisimien mallintamiseksi. IES-tiedostot luodaan testauslaitoksilla, jotka asettavat valaisimen laitteistolle, joka pyörii (tai pyörii itse valaisimen ympäri) ja mittaa valon voimakkuutta eri kulmissa. Pienillä testattavilla laitteilla (DUT), kuten yksi LED, nämä testilaitteet pystyvät helposti mittaamaan voimakkuuden nopeasti useilla eri kulmilla. Suuremmille kalusteille, kuten useimmille LED-kasvuvaloille, testauslaite tulee erittäin kalliiksi, koska sen on oltava melko suuri. Valon voimakkuuden mittaamisen sijasta jokaisessa pyörimisasteessa on huomattavasti halvempaa mitata vain muutamassa kulmassa. Mitä suurempi valaisin, sitä tarkempi testi ja tuloksena oleva IES-tiedosto on, sitä kalliimmaksi se tulee. Suurin osa LED-valaisimista on suhteellisen suuria ja siksi kalliita mallintaa tarkasti tällä menetelmällä.
Jos IES-tiedostossa on mittauksia vain muutamasta kulmasta, arkkitehtonisen valokartoitusohjelmiston on tehtävä enemmän oletuksia siitä, mikä todellinen suhteellinen valovoima on kulmissa, joita ei sisälly IES-tiedostoon, yleensä yksinkertaisesti ottamalla painotettu keskiarvo lähimmät kaksi kulmaa, jotka sisältyvät IES-tiedostoon.
Kasvien ongelmien ratkaiseminen
Harvakulmaisen näytteenoton yhdistäminen IES-tiedostoihin ja harva tilanäytteenotto itse mallilla voi johtaa merkittäviin poikkeamiin mallin ja todellisuuden välillä. Jälleen kerran ihmissilmille, jotka eivät ehkä edes pysty erottamaan 10%: n eroa valon voimakkuudessa, tämä ei ole ongelma - mutta kasvihuoneessa olevilla kasveilla nämä poikkeamat voivat vaikuttaa merkittävästi. Kasvihuoneen kuumat kohdat voivat stressiä kasveille ja vähentää satoa, kun taas alueet, joilla on haluttua alhaisempi valotaso, voivat myös vähentää satoa.
Kannabiskasveilla on erilaiset vähimmäisvalovaatimukset eri kasvuvaiheissa, ja valon enimmäistasot vaihtelevat kannan mukaan. Valokartoitusmallien käyttäminen valaisimien tyypin, lukumäärän, tarkan sijoittelun ja korkeuden tarkkaan määrittämiseen optimaalisen valotason varmistamiseksi koko katoksessa voi varmistaa, että kaikki kasvit saavat ihanteellisen valaistuksen. Tarkka valomallinnus voi myös auttaa kasvattamaan huoneen asettelua optimoimaan valon käytön, minimoimalla hukkaan menevän tilan ja maksimoimalla käytettävissä olevan katoksen alueen.
Black Dog LED on kehittänyt oman kasvuhuoneen valokartoitusohjelmiston näiden ongelmien poistamiseksi. Sen sijaan, että käytettäisiin harvaan näytteistettyjä kulmatestitietoja, ohjelmisto ottaa kulmien voimakkuustestaustiedot jokaiselle kalustossamme käytetylle LEDille mallinnamaan tarkasti kulman voimakkuutta joka asteella. Ohjelmisto mallintaa myös jokaisen pisteen - jokaiseen neliötuumaan asti - sen sijaan, että käytettäisi harva-alueista näytteenottoa ja keskiarvoisi lukemien välillä. Tämän avulla voimme mallintaa kasvatushuoneen valaistuksen paljon tarkemmin tunnistamalla potentiaaliset kuumat ja tummat paikat, joita ei ehkä koskaan näy arkkitehtonisen valaistusohjelmiston luomalla valokartalla.
Kasveilla on erilaiset spektri- ja valovoimatarpeet kuin ihmisen silmillä; miksi käyttää ihmissilmille tarkoitettuja ohjelmistoja kasvien kasvuhuoneen mallintamiseen?
