Einer der wichtigsten Aspekte, die bei der Gestaltung eines Indoor-Cannabis-Anbauraums zu berücksichtigen sind, ist die richtige Platzierung von Leuchten, um die bestmögliche Lichtabdeckung zu gewährleisten. Wenn es falsch gemacht wird, kann Licht in konsistenter Intensität im gesamten Anbaugebiet sein oder sogar unnötig verschwendet werden. Glücklicherweise gibt es Softwareprogramme, die die Lichtintensität in einem Raum modellieren können, um eine virtuelle Karte der Lichtintensität zu generieren. Die meisten dieser Programme wurden für den Einsatz in der Architektur für menschliche Beleuchtungsbedürfnisse geschrieben und wurden für die Wachstumslichtmodellierung umfunktioniert, oft ohne Änderungen, um den unterschiedlichen Verwendungszweck zu berücksichtigen.
Während architektonische Licht-Mapping-Software eine grobe Vorstellung von Lichtintensitätsschwankungen in einem Raum geben kann, gibt es einige signifikante Einschränkungen. Menschliche Augen sind eigentlich ziemlich schlecht bei der Erkennung von leichten Unterschieden in der Lichtintensität; Unsere Iris zieht sich automatisch zusammen, wenn sie helleren Lichtniveaus ausgesetzt ist, lässt weniger Licht herein und verändert unsere Wahrnehmung, wie intensiv das Licht wirklich ist. Architektonische Licht-Mapping-Software kann es sich daher leisten, ziemlich "schlampig" zu sein, wie es die tatsächliche Lichtintensität berechnet, da unsere Augen nicht in der Lage sein werden, den Unterschied zu erkennen. Mehrere Verknüpfungen werden von architekturier Beleuchtungssoftware verwendet, um die Zeit zu reduzieren, die zum Generieren einer Lichtkarte benötigt wird. Aber warum sind Abkürzungen notwendig? Die Antwort liegt in der Art und Weise, wie Software faktoren in verschiedenen Werten zu Lichtintensität zu erreichen.
Wie Licht abgebildet wird
Es hilft, ein grundlegendes Verständnis davon zu haben, wie die Software tatsächlich funktioniert. Um die Lichtintensität für einen einzelnen Punkt in einem Raum zu berechnen, müssen Sie nur wissen, wie viel Licht dieser Spot von jeder Leuchte in einem Raum "sieht". Dies ist eine einfache Berechnung, die den Abstand von der Lichtquelle sowie den Winkel vom Licht zum zu berechnenden Punkt berücksichtigt. Licht breitet sich aus oder verringert sich in der Intensität, je weiter man von einer Lichtquelle wegkommt, proportional zum Quadrat der Entfernung. Der Winkel ist wichtig, da Leuchten in der Regel versuchen, das Licht dorthin zu lenken, wo es gewünscht wird, und somit auch in der gleichen Entfernung von einer Leuchte kann es dramatisch unterschiedliche Lichtintensitäten geben. Durch Das Wissen um die absolute Intensität (Gesamtfluss) einer Leuchte, die relative Intensität eines bestimmten Winkels von der jeweiligen Leuchte und den Abstand zur Leuchte ist es möglich, die Lichtintensität an einem bestimmten Punkt, der direkt von der Leuchte kommt, einfach zu berechnen.
Dies berücksichtigt jedoch nicht das reflektierte Licht, das eine viel größere Komponente der Lichtintensität ist, als die meisten Menschen erkennen. Um das reflektierte Licht in einem vierwandigen Raum zu berücksichtigen, muss die Licht-Mapping-Software berechnen, wie viel des Lichts von jeder der vier Wände an den bestimmten Ort reflektiert wird, für den es die Intensität berechnet. Dies geschieht, indem berechnet wird, wie viel Licht jede Wand von der Leuchte trifft, und dann, wie viel von diesem Licht an die Stelle reflektiert wird, die es zu modellieren versucht. Das Hinzufügen von vier Wänden zur Simulation hat eine einfache Berechnung in neun verwandelt – eine für das Licht, das direkt von der Leuchte aus auf den modellierten Punkt trifft, eine für das Licht, das die vier Wände an der entsprechenden Stelle trifft, um das Licht zum modellierten Punkt zu reflektieren, und dann eine für diese vier Wände zum modellierten Punkt.
ABB. 2. Gezeigt werden zwei Licht-Mapping-Software-Ausgabedateien, die die unterschiedlichen Bedürfnisse bei der Planung eines Cannabis-Anbauraums demonstrieren können, der für die Blüte (oben) im Vergleich zu einem Indoor-Gemüseanbau (unten) optimiert ist. Die Softwareberechnungen können bei der Bestimmung des Abstands und der Anzahl der Vorrichtungen sowie der Flussdichte der erforderlichen Vorrichtungen sowie bei der Schätzung des Energieverbrauchs und der potenziellen Ernteerträge helfen.
Für einen "einfachen" vierwandigen Raum mit einer Leuchte braucht es also neun Berechnungen, um die Lichtintensität an einer bestimmten Stelle zu bestimmen. Wenn Sie dem Modell eine zweite Leuchte hinzufügen, dauert es 18 Berechnungen pro Punkt. 10 Leuchten benötigt 90 Berechnungen pro Spot. Wenn Sie Objekte im Raum hinzufügen, die Licht reflektieren oder absorbieren, fügen Sie für jedes Objekt zwei weitere Berechnungen pro Leuchte hinzu. Diese algorithmische Prozedur wird als Raytracing bezeichnet, da Sie im Wesentlichen jeden Lichtstrahl von der Quelle bis zu einem modellierten Punkt verfolgen.
Auf diese Weise werden übrigens computergenerierte Bilder höchster Qualität erstellt – die Raytisierung aller Lichtquellen über alle modellierten Objekte in einer Szene kann bemerkenswert detaillierte und lebensechte Bilder ergeben. Die Anzahl der erforderlichen Berechnungen nimmt jedoch mit jeder Lichtquelle und jedem Objekt in der zu modellierenden Szene dramatisch zu, so dass es Stunden oder Tage dauern kann, bis Computer ein einzelnes Bild rendern.
Architektur-Licht-Mapping-Software kann viele vereinfachende Annahmen nutzen, um eine Lichtintensitätskarte viel schneller zu generieren. Anstatt jeden Quadratzoll eines Raumes zu modellieren, modellieren die meisten nur alle paar Meter Stichprobenflecken und machen dann Annahmen über die Dazwischen-Punkte als Zwischenwerte – eine einzelne Mittelungsberechnung anstelle von Hunderten oder Tausenden von Berechnungen für jeden Punkt. Da menschliche Augen bei der Bestimmung der tatsächlichen Lichtintensität überhaupt nicht sehr präzise sind, sind diese Vereinfachungen gut genug, um eine architektonische Lichtkarte zu erzeugen. Dies kann die Zeit, die zum Generieren einer Lichtkarte für die Erzeugung einer Lichtkarte von Stunden auf wenige Sekunden entsteht, abhängig von der Abtastrate reduzieren.
Eine weitere Ungenauigkeit in der architektonischen Licht-Mapping-Software kommt von den Informationen, die die Software über die relative Intensität des Lichts in verschiedenen Winkeln von der Leuchte hat. Die Illuminating Engineering Society (IES) hat ein Standard-Dateiformat für die Speicherung von Informationen über die Intensität der Leuchten und die relative Intensität in verschiedenen Winkeln erstellt; Diese IES-Dateien werden in architektonische Licht-Mapping-Software eingespeist, um verschiedene Leuchten modellieren zu können. IES-Dateien werden von Testeinrichtungen generiert, die eine Leuchte auf einem Rig setzen, das sich dreht (oder sich um die Vorrichtung selbst dreht) und die Lichtintensität in verschiedenen Winkeln misst. Bei kleinen Prüfgeräten (DUTs), wie z.B. einer einzigen LED, sind diese Prüfstände leicht in der Lage, die Intensität in vielen verschiedenen Winkeln schnell zu messen. Für größere Leuchten, wie die meisten LED-Anbauleuchten, wird das Prüfgerät sehr teuer, da er ziemlich groß sein muss. Anstatt die Lichtintensität bei jedem Rotationsgrad zu messen, ist es wesentlich billiger, nur in wenigen Winkeln zu messen. Je größer die Leuchte, desto genauer der Test und die daraus resultierende IES-Datei, desto teurer wird sie. Die meisten LED-Anbauleuchten sind relativ groß und daher teuer, um genau mit dieser Methode zu modellieren.
Wenn eine IES-Datei nur Messungen aus wenigen Winkeln enthält, muss die Architektur-Licht-Mapping-Software mehr Annahmen darüber treffen, wie die tatsächliche relative Lichtintensität in Winkeln sein wird, die nicht in der IES-Datei enthalten sind, in der Regel durch einfache Aufnahme eines gewichteten Durchschnitts zwischen den nächsten zwei Winkeln, die in der IES-Datei enthalten sind.
Lösung von Pflanzenproblemen
Die Kombination der spärlichen Winkelstichprobe in IES-Dateien und der spärlichen räumlichen Stichprobenabtastung durch das Modell selbst kann zu erheblichen Abweichungen zwischen dem Modell und der Realität führen. Auch für menschliche Augen, die vielleicht nicht einmal in der Lage sind, einen Unterschied von 10 % in der Lichtintensität zu unterscheiden, ist dies kein Problem - aber für Pflanzen in einem Wachstumsraum können diese Abweichungen einen signifikanten Einfluss haben. Hot Spots in einem Anbauraum können Pflanzen belasten und den Ertrag verringern, während Bereiche mit niedrigeren als den gewünschten Lichtwerten auch den Ertrag reduzieren können.
Cannabispflanzen haben unterschiedliche Mindestlichtanforderungen in verschiedenen Wachstumsstadien, und die maximalen Lichtwerte variieren je nach Sorte. Durch die Verwendung von Licht-Mapping-Modellen, um die Art, Anzahl und genaue Platzierung und Höhe von Leuchten genau zu bestimmen, um optimale Lichtstärken im gesamten Vordach zu gewährleisten, können alle Pflanzen eine ideale Ausleuchtung erhalten. Präzise Lichtmodellierung kann auch dazu beitragen, das Raumlayout zu erweitern, um die Lichtnutzung zu optimieren, den verschwendeten Platz zu minimieren und die verfügbare Vordachfläche zu maximieren.
Black Dog LED hat eine eigene Grow Room Light-Mapping-Software entwickelt, um diese Probleme zu beseitigen. Anstatt spärlich abgetastete Winkeltestinformationen zu verwenden, nimmt die Software die Angularintensitätstestinformationen für jede IN unseren Leuchten verwendete LED, um die Winkelintensität bei jedem Grad genau zu modellieren. Die Software modelliert auch jeden Punkt – bis auf jeden einzelnen Quadratzoll – anstatt spärliche räumliche Stichproben zu verwenden und die Messwerte dazwischen zu durchschnittlichen. Dies ermöglicht es uns, die Beleuchtung eines Wachstumsraums viel genauer zu modellieren und potenzielle Hotspots und dunkle Flecken zu identifizieren, die möglicherweise nie auf einer Lichtkarte erscheinen, die von einer Architekturbeleuchtungssoftware erzeugt wird.
Pflanzen haben andere Spektral- und Lichtintensitätsbedürfnisse als menschliche Augen; Warum software für die Bedürfnisse der menschlichen Augen entwickelt, um Ihre Pflanze wachsen Raum zu modellieren?
