Как с помощью люксметра измерить облучённость растения в ваттах/м и микромолях/м2*с

@Pracktik, я уточню. В этой теме я не делал выводов об эффективности того или иного светильника. Единственное, что написано выше - какие типы источников света более похожи на спектр солнечного света. Это ещё не означает, что поэтому нужно использовать именно их. Так что я не стал бы называть это "отправной точкой". Отправная точка в этой теме - формулы, демонстрирующие возможность конвертации единиц измерения при знании спектра.

Секрета-то в этом нет. Вот спектры солнечного и пасмурного дня

В солнечную погоду меньше синего, больше красного. В пасмурную - наоборот. На подоконнике у Вас практически всё то же самое

 

Аргумент, конечно... Это же физические соотношения. А если бы я сослался на формулу E=mc2, открытую Эйнштейном в начале 20 века, Вы бы тоже в качестве аргумента сказали, "автор ссылается на забугорное научное исследование прошлого века"?)

Моё право включить в свою работу всё, что мне захочется, не так ли? Особенно, если это имеет смысл. А смысл это имеет, так как у них спектр незначительно, но отличается. И по результатам моих математических расчётов хорошо видно, например, что ближе всего к спектру солнца 5730 и 3528.
Ваше право, при этом, не смотреть на строчки таблиц, где, как Вам кажется, содержится избыточная информация.

 

Начал читать и споткнулся.

Трудно абстрагировать такую фразу. Понятно только так:
Излучение (поток света, мощностью 1ВТ) падает на площадь 1м2. Излучение охватывает широкий спектр волн 400-700 нм.

Значит мы только с помощью интеграла (сначала поделили - потом помножили и сложили) можем вспомнить, что в первоначальном условии указана суммарная мощность облучения -1Вт.

Про такие тексты в Одессе говорят: "чешет правое ухо через левую ногу"
Есть известная формула расчета энергии фотона. Q=h ∙ c / ☼
☼-это вместо лямбда -длина волны
Обратная величина -1/Q и есть число фотонов

 

По сути показан алгоритм работы спектрометра, только вот измерительный инструмент вызывает сомнения. Чувствительность на крайних частотах стремится к 0. Как Вы там уловили 0,04,хрен его знает. Когда я говорил от отправной точке я имел в ввиду совершенно другое. Способность растениями усваивать фотоны на определённой волне и фактическая усвояемость при разной освещённости это разные вещи. Если есть достаточно мощный источник на какой то волне, как поведёт себя растение кто нибудь об этом знает? Многие выращивают освещая исключительно монохромами синий-красный практически без солнечного света и получают не плохие результаты. Каждый вид растений по своему реагирует на освещённость и спектр и это надо иметь в ввиду.

 

Действительно плюс минус мкмолей разве важно если мы подсчитываем с большой погрешностью Нужно ориентироватся на доступный параметр. типа мощность светодиода (монохромного). Мощность потребляемая - ее точно знаем. И отсюда танцуем: 50% потери, далее особенности эпергетики цвета. Соотношение сини-красный дает нам возможность управлять досветкой. Все соотношения и спектры проверены. при замене на белые просто прибавить мощности еще раза в два - и будет ОК.
Зачем эти интегралы в таком будничном деле счет ради счета?

 

@Лифтанутый, я ведь предполагал, что Вы будете докапываться до всего, в том числе и до того, как "собака чешет ухо". Хотя тема вроде про люксметр.

Специально для Вас выложил пример файла с расчётом, в котором можно все этапы расчёта посмотреть и формулы, которые там применяются. И если бы Вы посмотрели этот файл, то:
1. Увидели, что применяются именно те формулы, что Вы написали. Сначала считается суммарная энергия всех фотонов на выбранной длине волны. Потом количество фотонов.
Поэтому смысл Вашего поста мне непонятен. Разве что попытаться ещё раз унизить всё и всех, кто произносит вслух "люксметр".

2. Увидели бы, что в этом же файле лежит скриншот с сайта минифермер, на котором видны измерения спектрофотометром. И сравнив мои расчёты и скриншот увидели бы, что расчёты практически совпадают с фактическими данными (погрешность из-за оцифровки менее 6%). А потому смысла критиковать ни формулы, ни их практическое применение как бы нет.

 

Всё довольно просто. Взял из паспорта люксметра картинку чувствительности

Поскольку у всех люксметры разные, взял кривую чувствительности глаза. В графической программе сделал её контрастной

Ширина - 301 пиксель (количество длин волны от 400 до 700).
Высота - 100 пикселей (от 0,01 до 1,00) - чувствительность.

Написал программку, которая выполняет следующие действия:
1. Загружает в себя этот специальным образом подготовленный файл
2. Разбивает рисунок на 301 столбец
3. Потом работает с каждым столбцом по очереди. Берёт каждый пиксель сверху вниз и проверяет, какова его яркость. Из всех 100 пикселей в столбце находит самый яркий пиксель (т.е. максимально белый). И выдаёт значение по оси Y этого пикселя - это и есть чувствительность на данной длине волны.

Так и получается, что на длинах волн 443-447 чувствительность равна 0,04.

Конечно, я сознаю, что у оцифровки обязательно будет погрешность. Посмотрите мой пост выше, я там написал, что при оцифровке спектров возникает погрешность менее 6% при сравнении с реальными данными. 6% - это совсем не много. Если нас интересует, насколько может измениться значение 0,04, то это будет интервал от 0,0376 до 0,0424. По сути - то же самое.

 

Повторяю в третий раз, мы подсчитываем с малой погрешностью. До 6%.

Совершенно несогласен. Откуда я знаю, на какой высоте Вы подвесили свои светодиоды, когда делитесь практическим опытом с другими? Каким образом мне перевести мощность Ваших светодиодов в мощность, к примеру, люминисцентной лампы. Тут придётся учитывать множество параметров - не только мощность, но и угол излучения, удалённость, паразитную засветку, отражение от стен гроубокса и прочих предметов. Математически все эти взаимосвязи определить затруднительно - только на практике.

Я же предлагаю инструмент сравнения математически точный, который не зависит ни от мощности, ни от удалённости, ни от засветки, ни от отражений. И явно у него погрешность гораздо меньше, чем у подхода

.

Просто подставили люксметр под одну лампу (или попросили у кого-то на форуме под свои лампы подставить, у кого рассада хорошо растёт), пересчитали с помощью коэффициентов, сколько нужно люкс, чтобы показала Ваша лампа - и всё. Покупаете такую лампу и подвешиваете так, чтобы люксметр показал нужное число люксов.

 

Я как раз человек добрый, никого не обижаю, но когда вижу "...чешут ухо" люблю поправлять.
Погрешность Ваших расчетов априори не может быть маленькой. Это все равно что по фотографии определить высоту горы на заднем плане за деревом. Лучше направить интеллект в более полезное русло.
Результатом Вашей научной работы должна быть програмка, в которой человек вводит количество светодиодов своего светильника или лампы, указывает их длину волны и потребляемую электрическую мощность и в результате получает количество фотонов. Это был бы полезный продукт. Вас даже на премию можно номинировать.
Высота подвеса -вторична, она не сильно влияет на количество фотонов

 

Чтобы не говорили, но инструмент безусловно хороший. В отличии от видео фитолаба, можно посмотреть сколько конкретно на определённой волне, а не только 3 зонам, что в принципе мало что даёт.Я придерживаюсь той точки зрения, если наглядно, приведу пример-Если перед собакой положить кусок мяса и яблоко то что она выберет?,точно так и с растениями. Есть приоритетные длины волн, если энергии маловато сойдут и другие, на без рыбье и рак рыба. Основа синий и красный диапазон. Все остальные как дополнение к ним.

 

Как раз в этом варианте погрешность является низкой, так как все просчитано математически...Ваш вариант оценки эффективности типа "растет - не растет" является каким то анахронизмом...И вообще -"наука начинается там, где начинают измерять"

 

Сейчас уже отходят от модели - " Основа синий и красный
диапазон. Все остальные как дополнение к ним". Оказалось, что важны все части спектра...Поэтому светодиодные светильники 6го поколения являтся полноспектральными...

 

Что означает полноспектральными? Повторение солнечного спектра? В какую погоду? Утро, вечер, день? Юг,север?Весна ,лето?В зелёной части спектра минимум поглощения. Светильник с высоким содержанием зелёного не целесообразно.

 

@Pracktik, я приводил выше спектр полноспектрального светильника. У него пики на 440 и 660 нм, плюс ещё добавлено немного зелёного:


Напоминает синий с красным в соотношении 2:1

Только красного больше на разных длинах волн

У полноспектрального светодиода среднее отклонение от солнечного спектра 0,37 микромолей на каждой длине волны, а у сине/красного - 0,49 (при условии, что всего усваивается 100 микромолей)

 

Задавшись подобным вопросом, провёл измерения. Правда, не спектра, а освещённости.

Итак, 1 марта, весь день было ясно. Южное окно, солнце светит в окно с самого утра и до 14.15

Синяя кривая - если люксметр прижать к стеклу и расположить горизонтально
Оранжевая кривая - если сделать угол наклона около 20 градусов, чтобы больше света на растения падало. Я так некоторую рассаду выставляю:


Как видно из наблюдений:
1. Максимум в самом начале весны в солнечный день - это около 28000 люкс горизонтально и 46000 под углом.
2. Довольно много времени проходит, пока солнце выйдет на максимум - около четырёх часов.
3. Под углом устанавливать рассаду на 85% эффективнее - такой бесплатный прирост никакими лампами не сделать (забегая вперёд скажу, что в пасмурный день угол наклона роли не играет).

В это же время на балконе (т.е. на открытом воздухе без стекла в виде преграды):

По оси Х - удаление от края балкона в сторону квартиры.
Синяя кривая - показания при горизонтальном положении приёмника
Оранжевая кривая - если приёмником поискать максимум освещённости на заданном удалении

Как видно, разница примерно 2 раза. Но что важнее - освещённость по всему балкону примерно одинаковая. То есть отражение от стен и затемнённая часть со стороны квартиры в ясный день значения не имеют.

И да, стекло "съедает" 1/3 света. До стекла было 38000 люкс, а после него - 28000 люкс