Viens no kritiskākajiem aspektiem, kas jāņem vērā, projektējot iekštelpu kaņepju audzēšanas telpu, ir pareiza gaismas ķermeņu izvietošana, lai nodrošinātu vislabāko iespējamo apgaismojuma pārklājumu. Nepareizi darīts, gaisma var būt nekonsekventa intensitāte visā audzēšanas apgabalā vai pat nevajadzīgi izšķērdēta. Par laimi, ir programmatūras, kas var modelēt gaismas intensitāti visā telpā, lai ģenerētu virtuālu gaismas intensitātes karti. Lielākā daļa šo programmu tika rakstītas izmantošanai arhitektūras projektēšanā cilvēka apgaismojuma vajadzībām un ir pārpirktas augšanas gaismas modelēšanai, bieži vien bez izmaiņām, lai ņemtu vērā atšķirīgo paredzēto lietojumu.
Lai gan arhitektūras gaismas kartēšanas programmatūra var sniegt aptuvenu priekšstatu par gaismas intensitātes variācijām telpā, ir daži būtiski ierobežojumi. Cilvēka acis patiesībā ir diezgan sliktas, atklājot nelielas gaismas intensitātes atšķirības; mūsu varavīksnene automātiski slēdz līgumus, kad tā tiek pakļauta spilgtākam gaismas līmenim, ļaujot mazāk gaismas un mainot mūsu priekšstatu par to, cik intensīva patiesībā ir gaisma. Tāpēc arhitektūras gaismas kartēšanas programmatūra var atļauties būt diezgan "apliets" veidā, kā tā aprēķina faktisko gaismas intensitāti, jo mūsu acis nevarēs noteikt atšķirību. Arhitektūras apgaismojuma programmatūra izmanto vairākus īsceļus, lai samazinātu laiku, kas nepieciešams gaismas kartes ģenerēšanai. Bet kāpēc ir nepieciešami īsceļi? Atbilde slēpjas veidā, kādā programmatūras faktori dažādās vērtībās nonāk pie gaismas intensitātes.
Kā gaisma tiek kartēta
Tas palīdz pamatziemaukt par to, kā programmatūra faktiski darbojas. Lai aprēķinātu gaismas intensitāti vienai vietai telpā, jums vienkārši jāzina, cik daudz gaismas šī vieta "redz" no katras gaismas armatūras telpā. Tas ir vienkāršs aprēķins, kurā ņemts vērā attālums no gaismas avota, kā arī leņķis no gaismas līdz vietai, kas tiek aprēķināta. Gaisma izplatās vai samazinās intensitātē, jo tālāk jūs nokļūstat prom no gaismas avota, kas ir proporcionāls attāluma kvadrātam. Leņķis ir svarīgs, jo gaismas ķermeņi parasti mēģina virzīt gaismu tur, kur tas ir nepieciešams, un tādējādi pat tādā pašā attālumā no gaismas ķermeņa var būt krasi atšķirīga gaismas intensitāte. Zinot gaismas ķermeņa absolūto intensitāti (kopējo plūsmu), relatīvo intensitāti noteiktā leņķī no konkrētās gaismas ķermeņa un attālumu no gaismas ķermeņa, ir iespējams viegli aprēķināt gaismas intensitāti jebkurā vietā, kas nāk tieši no armatūras.
Tomēr tas neatspoguļo gaismu, kas ir daudz lielāka gaismas intensitātes sastāvdaļa, nekā lielākā daļa cilvēku saprot. Lai ņemtu vērā atstaroto gaismu četru sienu telpā, gaismas kartēšanas programmatūrai ir jāaprēķina, cik daudz gaismas tiks atstarots no katras no četrām sienām uz konkrēto vietu, kurai tā aprēķina intensitāti. Tas tiek darīts, aprēķinot, cik daudz gaismas atduras pret katru sienu no gaismas ķermeņa, un pēc tam, cik daudz no šīs gaismas tiks atstarots vietā, kuru tā cenšas modelēt. Tikai pievienojot simulācijai četras sienas, viens vienkāršs aprēķins ir pārvērties deviņās daļās — viena gaismai, kas skar modelētajā vietā tieši no armatūras, pa vienai gaismai, kas atsitas pret četrām sienām attiecīgajā vietā, lai to pagrieztu, lai atstarotu gaismu modelētajā vietā, un pēc tam pa vienai šīm četrām sienām uz modelētu vietu.
Zīm. 2. Parādīti divi gaismas kartēšanas programmatūras izvades faili, kas var parādīt dažādās vajadzības, plānojot kaņepju audzēšanas telpu, kas ir optimizēta ziedēšanai (augšā), salīdzinot ar iekštelpu dārzeņu audzēšanas operāciju (apakšā). Programmatūras aprēķini var palīdzēt noteikt atstarpes un ķermeņu skaitu, kā arī nepieciešamo ķermeņu plūsmas blīvumu, kā arī aplēšot enerģijas patēriņu un potenciālo ražu.
Tātad "vienkāršai" četru sienu telpai ar vienu gaismas armatūru ir nepieciešami deviņi aprēķini, lai noteiktu gaismas intensitāti noteiktā vietā. Ja modelim pievienojat otru gaismas armatūru, tas aizņem 18 aprēķinus par katru vietu; 10 gaismas ķermeņi veic 90 aprēķinus uz vienu vietu. Ja telpā pievienojat objektus, kas atstaro vai absorbē gaismu, katram objektam pievienojat vēl divus aprēķinus. Šī algoritmiskā procedūra ir pazīstama kā staru izsekošana, jo jūs būtībā izseko katru gaismas staru no tā avota uz modelētu vietu.
Starp citu, šādi tiek veidoti augstākās kvalitātes datorģenerēti attēli — visu gaismas avotu izsekošana visos modelētajos objektos ainā var dot ļoti detalizētus un dzīvībai līdzīgus attēlus. Tomēr nepieciešamo aprēķinu skaits krasi palielinās, kad katrs gaismas avots un katrs ainas objekts tiek modelēts, līdz brīdim, kad datoram var būt nepieciešamas stundas vai dienas, lai atveidotu vienu attēlu.
Arhitektūras gaismas kartēšanas programmatūra var izmantot daudzus vienkāršotus pieņēmumus, lai daudz ātrāk ģenerētu gaismas intensitātes karti. Tā vietā, lai modelētu katru telpas kvadrāt collu, lielākā daļa tikai modelēs paraugu plankumus ik pēc dažām pēdām un pēc tam veiks pieņēmumus par plankumiem starp starpposma vērtībām - viens vidējais aprēķins, nevis simtiem vai tūkstošiem aprēķinu katrai vietai. Tā kā cilvēka acis vispār nav ļoti precīzas, nosakot faktisko gaismas intensitāti, šie vienkāršojumi ir pietiekami labi, lai radītu arhitektūras gaismas karti. Tas var samazināt laiku, kas nepieciešams, lai ģenerētu gaismas karti no stundām līdz dažām sekundēm atkarībā no paraugu ņemšanas ātruma.
Vēl viena neprecizitāte arhitektūras gaismas kartēšanas programmatūrā nāk no programmatūras informācijas par gaismas relatīvo intensitāti dažādos leņķos no armatūras. Izgaismojošā inženieru biedrība (IES) nāca klajā ar standarta faila formātu informācijas glabāšanai par gaismas ķermeņa intensitāti un relatīvo intensitāti dažādos leņķos; šie IES faili tiek ievadīti arhitektūras gaismas kartēšanas programmatūrā, lai varētu modelēt dažādus gaismas ķermeņus. IES failus ģenerē testēšanas iekārtas, kas uz stenda uzliek gaismas armatūru, kas griežas (vai griežas ap pašu armatūru) un mēra gaismas intensitāti dažādos leņķos. Mazām testējamām ierīcēm (DUT), piemēram, vienai gaismas diodei, šīs testa ierīces var viegli ātri izmērīt intensitāti lielā skaitā dažādu leņķu. Lielākiem ķermeņiem, piemēram, lielākajai daļai LED augošo gaismu, testēšanas platforma kļūst ļoti dārga, jo tai jābūt diezgan lielai. Tā vietā, lai izmērītu gaismas intensitāti katrā rotācijas pakāpē, ir ievērojami lētāk izmērīt tikai dažus leņķus. Jo lielāks ir gaismas armatūra, jo precīzāks tests un iegūtais IES fails, jo dārgāks tas kļūst. Lielākā daļa LED augšanas gaismas ķermeņu ir salīdzinoši lieli un tāpēc dārgi modelē precīzi, izmantojot šo metodi.
Ja IES datnē ir tikai mērījumi no dažiem leņķiem, arhitektūras gaismas kartēšanas programmatūrai ir jāizdara vairāk pieņēmumu par to, kāda būs faktiskā relatīvā gaismas intensitāte leņķos, kas nav iekļauti IES datnē, parasti vienkārši ņemot vidējo svērto starp tuvākajiem diviem leņķiem, kas iekļauti IES datnē.
Augu problēmu risināšana
Maza leņķa paraugu ņemšana IES datnes un maza telpiskā paraugu ņemšana, ko veic pats modelis, var radīt ievērojamas novirzes starp modeli un realitāti. Arī šoreiz cilvēka acīm, kas varbūt pat nespēj atšķirt 10% gaismas intensitātes atšķirību, tas nav jautājums- bet augiem audzēšanas telpā šīs novirzes var būtiski ietekmēt. Karstie punkti audzēšanas telpā var saspringt augus un samazināt ražu, savukārt teritorijas ar zemāku gaismas līmeni, nekā vēlams, var arī samazināt ražu.
Kaņepju augiem ir atšķirīgas minimālās gaismas prasības dažādos augšanas posmos, un maksimālais gaismas līmenis atšķiras atkarībā no celma. Izmantojot gaismas kartēšanas modeļus, lai precīzi noteiktu gaismas ķermeņu veidu, skaitu un precīzu izvietojumu un augstumu, lai nodrošinātu optimālu gaismas līmeni visā nojumē, var nodrošināt, ka visi augi saņem ideālu apgaismojumu. Precīza gaismas modelēšana var arī palīdzēt palielināt telpas izkārtojumu, lai optimizētu gaismas izmantošanu, samazinot izniekoto vietu un maksimāli palielinot pieejamo nojumes zonu.
Black Dog LED ir izstrādājis savu augšanas telpas gaismas kartēšanas programmatūru, lai novērstu šīs problēmas. Tā vietā, lai izmantotu reti ņemtu leņķisko testa informāciju, programmatūra ņem leņķiskās intensitātes testa informāciju par katru LED, ko izmanto mūsu ķermeņos, lai precīzi modelētu leņķisko intensitāti katrā pakāpē. Programmatūra arī modelē katru vietu — līdz pat katrai kvadrātkilometram —, nevis izmanto retu telpisko paraugu ņemšanu un vidējo nolasījumus pa vidu. Tas ļauj mums daudz precīzāk modelēt augšanas telpas apgaismojumu, identificējot potenciālos karstos punktus un tumšos plankumus, kas nekad nevar parādīties gaismas kartē, ko ģenerē arhitektūras apgaismojuma programmatūra.
Augiem ir atšķirīgas spektrālās un gaismas intensitātes vajadzības nekā cilvēka acīm; kāpēc izmantot programmatūru, kas paredzēta cilvēka acu vajadzībām, lai modelētu savu augu audzēšanas telpu?
