Um dos aspectos mais críticos a se considerar ao projetar uma sala de cultivo de cannabis interna é o posicionamento correto das luminárias para garantir a melhor cobertura de iluminação possível. Se feito incorretamente, a luz pode ser inconsistente em intensidade em toda a área de cultivo ou até mesmo desperdiçada desnecessariamente. Felizmente, existem programas de software que podem modelar a intensidade da luz em uma sala para gerar um mapa virtual da intensidade da luz. A maioria desses programas foi escrita para uso em projeto arquitetônico para necessidades de iluminação humana e foi reaproveitada para modelagem de luz crescente, muitas vezes sem modificações para levar em conta os diferentes usos pretendidos.
Embora o software de mapeamento de luz arquitetônica possa dar uma ideia aproximada das variações da intensidade da luz em uma sala, existem algumas limitações significativas. Os olhos humanos são realmente muito pobres em detectar pequenas diferenças na intensidade da luz; nossa íris se contrai automaticamente quando exposta a níveis de luz mais brilhantes, deixando menos luz entrar e alterando nossa percepção de quão intensa a luz realmente é. O software de mapeamento de luz arquitetônico pode, portanto, ser bastante “desleixado” na maneira como calcula a intensidade real da luz, pois nossos olhos não serão capazes de perceber a diferença. Vários atalhos são empregados pelo software de iluminação arquitetônica para reduzir o tempo que leva para gerar um mapa de luz. Mas por que há necessidade de atalhos? A resposta está na forma como o software considera vários valores para chegar à intensidade da luz.
Como a luz é mapeada
Ajuda ter uma compreensão básica de como o software realmente funciona. Para calcular a intensidade da luz para um único ponto em uma sala, você só precisa saber quanta luz esse ponto “vê” de cada luminária em uma sala. Este é um cálculo simples que leva em consideração a distância da fonte de luz, bem como o ângulo da luz ao ponto que está sendo calculado. A luz se espalha ou diminui em intensidade quanto mais você se afasta de uma fonte de luz, proporcional ao quadrado da distância. O ângulo é importante porque as luminárias geralmente tentam direcionar a luz para onde ela é desejada e, portanto, mesmo à mesma distância de uma luminária, pode haver intensidades de luz dramaticamente diferentes. Ao conhecer a intensidade absoluta (fluxo total) de uma luminária, a intensidade relativa de um determinado ângulo da luminária particular e a distância da luminária, é possível calcular facilmente a intensidade da luz em qualquer ponto que é vindo diretamente do dispositivo elétrico.
No entanto, isso não leva em conta a luz refletida, que é um componente muito maior da intensidade da luz do que a maioria das pessoas imagina. Para contabilizar a luz refletida em uma sala de quatro paredes, o software de mapeamento de luz deve calcular quanto da luz será refletida de cada uma das quatro paredes para o ponto específico para o qual está calculando a intensidade. Isso é feito calculando quanta luz está atingindo cada parede da luminária e, em seguida, quanta luz será refletida no ponto que está tentando modelar. Apenas adicionar quatro paredes à simulação transformou um cálculo simples em nove - um para a luz que atinge o ponto modelado diretamente da luminária, um para cada luz que atinge as quatro paredes no ponto apropriado a ser inclinado para refletir a luz para o modelado ponto e, em seguida, um para cada uma das quatro paredes do ponto modelado.
FIGO. 2. São mostrados dois arquivos de saída de software de mapeamento de luz que podem demonstrar as diferentes necessidades no planejamento de uma sala de cultivo de cannabis que é otimizada para floração (topo) em comparação com uma operação de cultivo de vegetais em ambientes fechados (embaixo). Os cálculos do software podem ajudar a determinar o espaçamento e o número de acessórios e a densidade de fluxo dos acessórios necessários, bem como estimar o uso de energia e os rendimentos potenciais da colheita.
Portanto, para uma sala “simples” de quatro paredes com uma luminária, são necessários nove cálculos para determinar a intensidade da luz em um determinado ponto. Se você adicionar uma segunda luminária ao modelo, serão necessários 18 cálculos por ponto; 10 luminárias exigem 90 cálculos por ponto. Se você adicionar objetos na sala que refletem ou absorvem luz, você está adicionando outros dois cálculos por luminária para cada objeto. Este procedimento algorítmico é conhecido como rastreamento de raio, uma vez que você está essencialmente rastreando cada raio de luz de sua fonte até um ponto modelado.
A propósito, é assim que as imagens geradas por computador de mais alta qualidade são feitas - o rastreamento de raios de todas as fontes de luz em todos os objetos modelados em uma cena pode produzir imagens incrivelmente detalhadas e realistas. No entanto, o número de cálculos necessários aumenta drasticamente com cada fonte de luz e cada objeto na cena que está sendo modelado, a ponto de o computador levar horas ou dias para renderizar uma única imagem.
O software de mapeamento de luz arquitetônica pode tirar proveito de muitas suposições simplificadas para gerar um mapa de intensidade de luz muito mais rápido. Em vez de modelar cada centímetro quadrado de uma sala, a maioria irá apenas modelar pontos de amostra a cada poucos metros e então fazer suposições sobre os pontos intermediários como sendo valores intermediários - um único cálculo de média em vez de centenas ou milhares de cálculos para cada ponto. Como os olhos humanos não são muito precisos para determinar a intensidade real da luz, essas simplificações são boas o suficiente para gerar um mapa de luz arquitetônico. Isso pode reduzir o tempo necessário para gerar um mapa de luz de horas para alguns segundos, dependendo da taxa de amostragem.
Outra imprecisão no software de mapeamento de luz arquitetônica vem das informações que o software tem sobre a intensidade relativa da luz em diferentes ângulos do aparelho. A Illuminating Engineering Society (IES) criou um formato de arquivo padrão para armazenar informações sobre a intensidade do dispositivo de iluminação e a intensidade relativa em diferentes ângulos; esses arquivos IES são alimentados em software de mapeamento de luz arquitetônica para ser capaz de modelar diferentes luminárias. Os arquivos IES são gerados por instalações de teste que colocam uma luminária em uma plataforma que gira (ou gira em torno da própria luminária) e mede a intensidade da luz em vários ângulos. Para pequenos dispositivos em teste (DUTs), como um único LED, essas plataformas de teste são facilmente capazes de medir rapidamente a intensidade em um grande número de ângulos diferentes. Para luminárias maiores, como a maioria das luzes LED de crescimento, o equipamento de teste fica muito caro, pois tem que ser muito grande. Em vez de medir a intensidade da luz em cada grau de rotação, é muito mais barato medir apenas em alguns ângulos. Quanto maior a luminária, mais preciso o teste e o arquivo IES resultante, mais caro ele se torna. A maioria dos aparelhos de iluminação LED são relativamente grandes e, portanto, caros para modelar com precisão usando este método.
Se um arquivo IES tem medições apenas de alguns ângulos, o software de mapeamento de luz arquitetônica tem que fazer mais suposições sobre qual será a intensidade da luz relativa real em ângulos que não estão incluídos no arquivo IES, geralmente simplesmente tomando uma média ponderada entre os dois ângulos mais próximos incluídos no arquivo IES.
Resolvendo problemas da planta
Combinar a amostragem de ângulo esparso em arquivos IES e a amostragem espacial esparsa pelo próprio modelo pode levar a desvios significativos entre o modelo e a realidade. Novamente, para olhos humanos que podem nem mesmo ser capazes de distinguir uma diferença de 10% na intensidade da luz, isso não é um problema - mas para plantas em uma sala de cultivo, esses desvios podem ter um impacto significativo. Os pontos quentes em uma sala de cultivo podem causar estresse nas plantas e reduzir a produção, enquanto áreas com níveis de luz abaixo do desejado também podem reduzir a produção.
As plantas de cannabis têm diferentes requisitos mínimos de luz em diferentes estágios de crescimento e os níveis máximos de luz variam dependendo da cepa. A utilização de modelos de mapeamento de luz para determinar com precisão o tipo, número e localização e altura exatas das luminárias para garantir níveis de luz ideais em todo o dossel pode garantir que todas as plantas recebam a iluminação ideal. A modelagem de luz precisa também pode ajudar a direcionar o layout da sala de cultivo para otimizar a utilização da luz, minimizando o espaço desperdiçado e maximizando a área disponível do dossel.
A Black Dog LED desenvolveu seu próprio software de mapeamento de luz para salas de cultivo para eliminar esses problemas. Em vez de utilizar informações de teste angular de amostragem esparsa, o software obtém as informações de teste de intensidade angular para cada LED empregado em nossos aparelhos para modelar com precisão a intensidade angular em cada grau. O software também modela cada ponto - até cada polegada quadrada - em vez de usar amostragem espacial esparsa e calcular a média das leituras intermediárias. Isso nos permite modelar com muito mais precisão a iluminação de uma sala de cultivo, identificando potenciais pontos quentes e pontos escuros que podem nunca aparecer em um mapa de luz gerado por software de iluminação arquitetônica.
As plantas têm necessidades espectrais e de intensidade de luz diferentes dos olhos humanos; por que usar um software projetado para as necessidades dos olhos humanos para modelar a sala de cultivo de sua planta?
