Светотехнический расчет освещения в гроубоксе

Всё, что я хотел бы рассказать, потребует очень много текста, и это читать никто не будет, благо есть видосики, и поэтому буквами я напишу лишь суть, остальное проще посмотреть, если вдруг стало интересно.

Сразу хочу сказать, что я не знаю, какой спектр самый лучший, какой источник света необходимо использовать, какое количество света необходимо обеспечить в гроубоксе.

Я подразумеваю, что ты уже сам определился со светом и его количеством, теперь тебе просто надо понять, сколько ламп необходимо использовать в твоем гроубоксе, чтобы растишка получала, к примеру, 800 микромолей.

В этой теме я просто собрал разрозненную информацию в единый ряд.

Общие понятия для новичков

Начнем с того, что про свет сейчас принято говорить в контексте ФАР (фотосинтетически активная радиация). Т.е. ФАР — это участок света в диапазоне длин волн 400–700 нм, которое растение использует для фотосинтеза. ФАР измеряется в мкмоль фотонов м⁻² с⁻¹. 

Еще раз для понимания: есть свет в диапазоне 400–700 нм (это ФАР), для его оценки мы просто измеряем количество фотонов, которое прилетает на квадратный метр в одну секунду. Эта величина обозначается как PPFD. 

Откуда слово «мкмоль»?

Понятно, что количество фотонов — это большое число. Чтобы не работать с огромными степенями ввели понятие «мкмоль» (для простоты я буду писать «микромоли»).

Так вот, 1 мкмоль = 6⋅10¹⁷ фотонов.

Т.е. надпись 200 микромолей значит, что у нас 200×6⋅10¹⁷= 1,2⋅10²​¹ фотонов падает на квадратный метр в одну секунду (в некой точке замера).

Считается, что для роста необходимо минимум PPFD = 300 микромолей.

Как измерить количество микромолей?

Количество фотонов можно измерить с помощью специального прибора — спектрофотометра. К сожалению, эти приборы стоят хороших денег, хотя есть и дешевые приборы, правда, они не показывают спектр.

Читай: Обзор PAR-спектрометра UPRTEK PG200N

Тратить такие деньги не каждому хочется, поэтому в качестве альтернативы можно использовать люксметр, который стоит значительно дешевле спектрофотометров.

Люксметр предназначен для замеров освещенности относительно человеческого глаза, но с помощью математики его показания, разумеется с определенной погрешностью, можно перевести в микромоли.

Переводим люксы в микромоли 

Легкий путь перевода люкс в микромоли — это онлайн-калькуляторы. Ты измерил с помощью люксметра количество люксов, переходишь на сайт с калькулятором, выбираешь свой тип лампы, вводишь количество люксов и получаешь соответствующее им количество микромолей.

Например для светодиодной лампы с температурой 3500K десять тысяч люксов — это 160,37 микромолей (снизу фото калькулятора по ссылке).

Для точного расчета в пределах ~±15% такого калькулятора более чем хватает, но вдруг ты хочешь точнее или спектр твоей лампы отсутствует в этом калькуляторе.

Примечание: для перевода люксов в микромоли необходимо знать спектр излучения светильника. Без этого, к сожалению, никак!

Для более точного расчета я предлагаю использовать специальный файл Exel, который необходимо переименовать из bmp в xlsx.

💾 Перевод люксы в микромоли.bmp (документ загружен на сервер Dzagi, поэтому юзай VPN, чтобы загрузить файл)

Откроете файл, увидите следующую картину:

Основная трудность использования этого файла заключается в том, что в него необходимо загрузить спектр вашего светильника.

Далее всё рассчитывается на автомате по формулам.

К примеру, у тебя по замерам люксметром получилось 15 000 люксов. Теперь ты меняешь коэффициент 1 таким образом (просто вводишь цифру), чтобы в ячейке 2 получилось 15 тысяч люксов. Как только ты это сделаешь, то в ячейке 5 увидишь соответствующее количество микромолей, в ячейке 7 увидишь расчетную цветовую температуру светильника, а в ячейке 6 можно увидеть значение YPFD (количество микромолей с учетом кривой McCree)

Объяснять можно долго, на эту тему есть видео где всё подробно рассказано.

От себя хочу добавить вот что:

• Спектрофотометры работают не в диапазоне ФАР (400–700 нм), а в более широком, ну, например, 380–800 нм. Поэтому они и дальний красный видят, и захватывают кусок ультрафиолета. Датчик люксметра шире 400–700 нм не видит, поэтому в файле происходит расчет только в ФАР диапазоне.
• Я добавил в этот файл расчет цветовой температуры (стрелка 7). Цветовая температура определяется по диапазону 380–780 нм. Надо понимать, что если в файл будет загружен спектр в диапазоне 400–700 нм, то температура будет рассчитана с погрешностью.
• В файл я задал возможность загружать спектр в диапазоне 400–780 нм. В расчете ФАР будет участвовать интервал 400–700, а в расчете цветовой температуры — диапазон 400–780 нм.

Для примера я возьму реальный протокол замеров, который бы сделан с помощью спектрофотометра OHSP-350P.

Мы видим, что на каком-то расстоянии от источника прибор измерил 5087 люксов, 139,11 микромолей, цветовая температура 1875K и YPFD=128.42 

Я оцифровал спектр и запихнул его в файл. Подбираем коэффициент так, чтобы в ячейке «люксы» тоже получилось 5087 люксов.

Получили: 128 микромолей, 1848K и YPFD=118.

Для примера еще один замер:

И рассчитанные по спектру данные:

По-моему, очень неплохо сходится. И это всё без использования дорогого прибора.

Подытожим: взяли люксметр, измерили количество люксов, попросили у производителя спектр лампы и перевели люксы в микромоли.

Расчет освещения в Dialux

А если готового гроубокса еще нет, как понять, сколько в него необходимо поместить ламп?

Вот тут уже на помощь приходит программа для расчета освещения Dialux. 

На форуме я создавал тему, в которой объяснял, как создать модель гроубокса и сделать расчет освещения. Также есть соответствующее видео.

Основная проблема заключается в том, что для расчета освещения необходим так называемый IES-файл. Проще говоря, IES-файл — это компьютерная модель светильника, которая загружается в программу. Обычно IES-файл можно скачать на сайте крупных изготовителей. Мелкие фирмы, а тем более Китай, этим не занимаются. 

IES-файл можно сделать своими руками, используя всё тот же люксметр.

В интернете есть соответствующая статья под названием «IES-файл своими руками». В первой части этого видео автор тоже рассказывает, как он создал IES-файл для китайской бездрайверной матрицы.

Видео по работе в Dialux на примере лампы ДНаТ:

Итого смысл такой: если всё только на стадии проекта, запускаете программу Dialux, создаете в ней свой гроубокс, берете IES-файл своего светильника (на худой конец создаете сами) и делаете расчет освещения. Полученные люксы переводите в микромоли.

Итог

Используя люксметр, спектр светильника и мозги, можно довольно точно рассчитать количество света в любом гроубоксе.

Если ты прочел и понял, что я написал, а может, ты всё это и так знал, то ты не мог не обратить внимание на то, как много дает IES-файл для расчета освещения в гроубоксе. Однако очень редкий производитель предоставляет его для скачивания. 

Я прошу, если ты являешься подписчиком Горшкова, Минифермера или Кобкитса, напиши им в комментариях к очередному обзору новой светодиодной лампы что-то типа «Где IES-файл для скачивания?» Пусть они наконец до них додумаются.

Еще почитать:

• Как правильно выбрать размер и мощность лампы в гроубокс?
• Про компьютерные вентиляторы в угольных фильтрах
• Бюджетный стелс-гроубокс на балкон

Автор: Doomnik

🤙 Тоже есть, что показать сообществу? Участвуй в гроверском конкурсе статей «Автор, Жги!», где участники делятся знаниями и опытом и получают за это призы! Успевай зажечь до 31 июля, чтобы претендовать на призы от Doctor's Choice и E-MODE. Все подробности тут