Un des aspects les plus critiques à considérer lors de la conception d’une salle de culture de cannabis à l’intérieur est le placement correct des luminaires pour assurer la meilleure couverture d’éclairage possible. Si elle est mal faite, la lumière peut être incohérente dans l’intensité à travers la zone de croissance ou même inutilement gaspillé. Heureusement, il existe des logiciels qui peuvent modéliser l’intensité lumineuse dans une pièce pour générer une carte virtuelle de l’intensité lumineuse. La plupart de ces programmes ont été écrits pour une utilisation dans la conception architecturale pour les besoins d’éclairage humain et ont été réutilisés pour la modélisation de la lumière de croissance, souvent sans modifications pour tenir compte de l’utilisation différente prévue.
Bien que le logiciel architectural de cartographie de la lumière puisse donner une idée approximative des variations de l’intensité lumineuse dans une pièce, il existe des limites importantes. Les yeux humains sont en fait assez pauvres pour détecter de légères différences dans l’intensité lumineuse; notre iris se contracte automatiquement lorsqu’il est exposé à des niveaux de lumière plus lumineux, laissant moins de lumière et modifiant notre perception de l’intensité de la lumière est vraiment. Le logiciel architectural de cartographie de la lumière peut donc se permettre d’être assez « bâclé » dans la façon dont il calcule l’intensité lumineuse réelle que nos yeux ne seront pas en mesure de faire la différence. Plusieurs raccourcis sont utilisés par un logiciel d’éclairage architectural pour réduire le temps qu’il faut pour générer une carte de lumière. Mais pourquoi y a-t-il un besoin de raccourcis? La réponse réside dans la façon dont les facteurs logiciels dans diverses valeurs pour arriver à l’intensité lumineuse.
Comment la lumière est cartographiée
Il est utile d’avoir une compréhension de base de la façon dont le logiciel fonctionne réellement. Pour calculer l’intensité lumineuse d’un seul endroit dans une pièce, vous avez juste besoin de savoir combien de lumière cet endroit « voit » de chaque luminaire dans une pièce. Il s’agit d’un calcul simple qui tient compte de la distance entre la source lumineuse et l’angle entre la lumière et l’endroit en cours de calcul. La lumière s’étend ou diminue en intensité plus vous vous éloignez d’une source lumineuse, proportionnelle au carré de la distance. L’angle est important parce que les luminaires essaient habituellement de diriger la lumière où elle est voulue, et donc même à la même distance d’un luminaire il peut y avoir des intensités lumineuses radicalement différentes. En connaissant l’intensité absolue (flux total) d’un luminaire, l’intensité relative d’un angle particulier du luminaire particulier, et la distance du luminaire, il est possible de calculer facilement l’intensité de la lumière à un endroit donné qui vient directement de l’appareil.
Cependant, cela ne tient pas compte de la lumière réfléchie, qui est une composante beaucoup plus grande de l’intensité lumineuse que la plupart des gens réalisent. Pour tenir compte de la lumière réfléchie dans une pièce à quatre murs, le logiciel de cartographie de la lumière doit calculer la quantité de lumière qui sera réfléchie hors de chacun des quatre murs à l’endroit particulier pour lequel il calcule l’intensité. Ceci est fait en calculant combien de lumière frappe chaque mur de l’appareil d’éclairage, et puis combien de cette lumière sera reflétée à l’endroit où elle essaie de modéliser. Il suffit d’ajouter quatre murs à la simulation a transformé un calcul simple en neuf - un pour la lumière frappant l’endroit modélisé directement à partir de l’appareil, un chacun pour la lumière frappant les quatre murs à l’endroit approprié pour être incliné pour refléter la lumière à l’endroit modélisé, puis un chacun pour ces quatre murs à l’endroit modélisé.
FIG. 2. Il est indiqué deux fichiers de sortie logicielle de cartographie de la lumière qui peuvent démontrer les différents besoins dans la planification d’une salle de culture de cannabis qui est optimisé pour la floraison (en haut) par rapport à une exploitation de culture de légumes à l’intérieur (en bas). Les calculs logiciels peuvent aider à déterminer l’espacement et le nombre d’appareils, ainsi que la densité de flux des appareils requis, ainsi qu’à estimer la consommation d’énergie et les rendements potentiels des cultures.
Donc, pour une pièce « simple » à quatre murs avec un luminaire, il faut neuf calculs pour déterminer l’intensité lumineuse à un endroit donné. Si vous ajoutez un deuxième luminaire au modèle, il faut 18 calculs par point; 10 luminaires prend 90 calculs par place. Si vous ajoutez des objets dans la pièce qui réfléchissent ou absorbent la lumière, vous ajoutez deux autres calculs par luminaire pour chaque objet. Cette procédure algorithmique est connue sous le nom de traçage des rayons, puisque vous êtes essentiellement tracer chaque rayon de lumière de sa source à un endroit modélisé.
Incidemment, c’est ainsi que l’imagerie générée par ordinateur de la plus haute qualité est faite — le traçage des rayons de toutes les sources de lumière à travers tous les objets modélisés dans une scène peut donner des images remarquablement détaillées et comme la vie. Toutefois, le nombre de calculs requis augmente considérablement avec chaque source de lumière et chaque objet de la scène modélisé, au point où il peut prendre des heures ou des jours aux ordinateurs pour rendre une seule image.
Le logiciel architectural de cartographie de la lumière peut tirer parti de nombreuses hypothèses simplificifiantes pour générer une carte de l’intensité lumineuse beaucoup plus rapidement. Au lieu de modéliser chaque pouce carré d’une pièce, la plupart vont simplement modéliser des taches d’échantillon tous les quelques pieds, puis faire des hypothèses sur les taches entre les deux comme étant des valeurs intermédiaires - un calcul moyen unique au lieu de centaines ou de milliers de calculs pour chaque endroit. Puisque les yeux humains ne sont pas très précis du tout dans la détermination de l’intensité lumineuse réelle, ces simplifications sont assez bonnes pour générer une carte de lumière architecturale. Cela peut réduire le temps pris pour générer une carte lumineuse d’heures à quelques secondes, selon le taux d’échantillonnage.
Une autre inexactitude dans les logiciels architecturaux de cartographie lumineuse provient de l’information que le logiciel a sur l’intensité relative de la lumière à différents angles de l’appareil. La Illuminating Engineering Society (IES) a mis au point un format de fichier standard pour stocker des informations sur l’intensité des luminaires et l’intensité relative à différents angles; ces fichiers IES sont introduits dans un logiciel architectural de cartographie lumineuse pour être en mesure de modéliser différents luminaires. Les fichiers IES sont générés par des installations d’essai qui mettent un luminaire sur une plate-forme qui tourne (ou tourne autour de l’appareil lui-même) et mesure l’intensité lumineuse à différents angles. Pour les petits appareils à l’essai (DUT), tels qu’une seule LED, ces plates-formes d’essai sont facilement capables de mesurer rapidement l’intensité à un grand nombre d’angles différents. Pour les appareils plus grands, tels que la plupart des lumières de croissance de LED, la plate-forme d’essai devient très chère car elle doit être tout à fait grande. Au lieu de mesurer l’intensité lumineuse à chaque degré de rotation, il est beaucoup moins coûteux de mesurer à seulement quelques angles. Plus le luminaire est grand, plus le test est précis et le fichier IES qui en résulte, plus il devient coûteux. La plupart des luminaires de croissance de LED sont relativement grands et donc coûteux à modéliser avec précision utilisant cette méthode.
Si un fichier IES n’a que des mesures sous quelques angles, le logiciel architectural de cartographie de la lumière doit faire plus d’hypothèses quant à ce que sera l’intensité lumineuse relative réelle à des angles qui ne sont pas inclus dans le fichier IES, généralement en prenant simplement une moyenne pondérée entre les deux angles les plus proches inclus dans le fichier IES.
Résoudre les problèmes des plantes
La combinaison de l’échantillonnage par angle clairsemé dans les fichiers IES et de l’échantillonnage spatial épars par le modèle lui-même peut entraîner des écarts importants entre le modèle et la réalité. Encore une fois, pour les yeux humains qui peuvent même ne pas être en mesure de distinguer une différence de 10% dans l’intensité lumineuse, ce n’est pas un problème, mais pour les plantes dans une salle de culture ces déviations peuvent avoir un impact significatif. Les points chauds dans une salle de culture peuvent stresser les plantes et réduire le rendement, tandis que les zones où les niveaux de lumière sont inférieurs aux désirés peuvent également réduire le rendement.
Les plants de cannabis ont des exigences minimales de lumière différentes à différents stades de croissance, et les niveaux de lumière maximale varient selon la souche. L’utilisation de modèles de cartographie de la lumière pour déterminer avec précision le type, le nombre, le placement exact et la hauteur des luminaires afin d’assurer des niveaux de lumière optimaux dans toute la canopée peut garantir que toutes les plantes reçoivent un éclairage idéal. Une modélisation précise de la lumière peut également aider à faire croître la disposition des chambres afin d’optimiser l’utilisation de la lumière, en minimisant l’espace perdu et en maximisant la surface de canopée disponible.
Black Dog LED a développé son propre logiciel de cartographie de la lumière de la salle de culture pour éliminer ces problèmes. Au lieu d’utiliser des informations de test angulaires peu échantillonnées, le logiciel prend les informations angulaires de test d’intensité pour chaque LED employée dans nos appareils pour modéliser avec précision l’intensité angulaire à chaque degré. Le logiciel modèle également chaque endroit — jusqu’à chaque pouce carré — plutôt que d’utiliser un échantillonnage spatial clairsemé et de faire la moyenne des lectures entre les deux. Cela nous permet de modéliser beaucoup plus précisément l’éclairage d’une salle de culture, en identifiant les points chauds potentiels et les taches sombres qui peuvent ne jamais se présenter sur une carte lumineuse générée par un logiciel d’éclairage architectural.
Les plantes ont des besoins d’intensité spectrale et lumineuse différents de ceux des yeux humains; pourquoi utiliser un logiciel conçu pour les besoins des yeux humains pour modéliser votre salle de culture végétale?
