Расчет света для аквариума (немного математики)

[Jean]

Допис від oltrew

Тем, кто уже забыл теорему Пифагора (как я).

Простите, и какая же практическая ценность этих высокомудрых размышлизмов?

Автор ветки вместо критиканства попросил привести более совершенную или хотя бы как то обоснованную методику расчёта света - и где она? А веточке то через 2 недели уж 3(три) года стукнет! Но ничего нет и в помине.

Вывод: "Учение (Маркса) извините, Сергея всесильно, потому что оно верно"! Тем более, что всё равно расчёты надо будет поверять практикой.

Ну, а любителям "чистой" науки можно порекомендовать вспомнить, что:
- поверхность люминесцентной лампы ну аж никак ни разу не точечный источник света.
- расстояние от поверхности лампы до отражателя есть величина вполне сопоставимая с диметром лампы (вот те, бабушка, и "точечный" свет...).
- Вода в банке аж никак не неподвижная среда - фильтр её гоняет-колыхает и дай то Бог (для теоретика) что бы без волнения на поверхности воды. А вот в природе рябь да волны на поверхности имеет место быть практически всегда. И кто возьмётся посчитать световой поток каждой фазы Caustics и расскажет нам о том, как рассчитать коэффициент светопотерь в динамической среде?

Единственное (да и то скорее терминологическая придирка) - это расчёт освещённости поверхности воды: когда умножаем свет на площадь поверхности банки.

Если мне не изменяет память, то вода просто отражает свет, если его угол падения более 53градусов. Ну, а поелику люминесцентки всегда почти висят над поверхностью, то мне кажется целесообразно в формуле делить не 120/360, а (53*2)/360 и вместо 0,33 подставить в формулу 0,29.

Впрочем и здесь могут возникнуть вопросы: как подсчитать свет, который отражается от 2-х боковых поверхностей стёкол банки в месте контакта с водой и воздухом? Пренебрегаем???

Так что любители находить площадь Ленина беря определённый интеграл по его поверхности - давайте, заясняйте, как там "каЦмичиские корабли фотонного мотору бороздятЪ просторы Большого... аквариума".

И ещё малость про Пифагора: светом по фэйсу это конечно грубо. Ну а как приложить теорему, когда глаз лежащего на диване обозревателя находится много ниже поверхности воды и не столько лампа, сколь блеск водной поверхности под лампами режет глаза?

Короче - автору ветки большое спасибо. Он нам дал точку опоры и отсчёта, а опыт и практика у каждого свои. Ищем и обрящем.

[Starcomputer]

Кому интересно, теория расчетов обрела жизнь уже не в коэффициентах, а в более удобной форме

[пень]

2Jean,
Я бы привёл ещо 50 причин/примеров, почему ни каких формул для "расчёта" света (тем более ЦВета) нету и быть не может, но сам ты уже в полне достаточно и правильно вcё выложил

[Starcomputer]

Допис від пень

ни каких формул для "расчёта" света (тем более ЦВета) нету и быть не может

Ну вообще-то есть целые профессиональные программы для расчета освещения. Правда не аквариумов, а помещений. Да и в современной кинематографии при создании компьютерных спецэффектов все это неплохо просчитывается, иначе было бы ну очень неестественно, как 10-20 лет назад

[пень]

Допис від Starcomputer

Ну вообще-то есть целые профессиональные программы для расчета освещения. Правда не аквариумов, а помещений. Да и в современной кинематографии при создании компьютерных спецэффектов все это неплохо просчитывается, иначе было бы ну очень неестественно, как 10-20 лет назад

Да, я понимаю прекрастно.
Но посмотрите со стороны, пусть и очень прихотливого и заядлого аквариумиста.
Расчитывая освещённость (буду брать ВСЕГО один вид растения) нужно будет учесть такие факторы, как МЕНЯЮЩАЯСЯ светопропускаемость воды. А как учесть ЦВЕТ света, если 99% кламп подделки?
Или брак или написали "на глаз".
Сам я фотограф и очень придирчивый к себе, т.к. не профи (а это выше ПРО). Мерил дорогим спектрографом...
Лучше промолчу, остальным жить будет легче.
Ещо один фактор, с которым, скорее всего столкнёться большинство, сила света на дне аквариума. Уж поверте, не так то просто это померить.
Следующая "зацепка" на нет измерениям, это то, что растение, то, оно не плоское, а растёт по высоте, где меняеться освещение, сила света, а водоросль, она микроскопичесская...
Намёк поняли.

Существуют сотни объяснений, почему ни где в аквариумистике не может быть единого рецепта ни к чему.
У меня на шкафу неиспользуемых, валяеться около 36 ватных Т8 ламп с полтора сотни. Вот вам и рецепт.
Для себя я нашёл максимальный свет, и цвет тем саим, но ни для одного другого аквариумиста я бы непосоветовал ни чего, т.к. всего лишь освещение комнаты может снести всё на нет. Или прозрачность воды, частота ее подмены, виды растений.
Hету рецепта и быть неможет ни в чём в аквариумистике.
Везде лишь отдалённые от реалии общие правила и интуиция, если хотите.

[Starcomputer]

Точного конечно нет, слишком много факторов, причем МЕНЯЮЩИХСЯ во времени факторов. Но общий расчет сделать можно, хотя бы освещенность на поверхности с точностью до 10% (подделки ламп не учитываются )

[Jean]

Допис від пень

Да, я понимаю прекрастно.
Но посмотрите со стороны, пусть и очень прихотливого и заядлого аквариумиста.
Расчитывая освещённость (буду брать ВСЕГО один вид растения) нужно будет учесть такие факторы, как МЕНЯЮЩАЯСЯ светопропускаемость воды. А как учесть ЦВЕТ света, если 99% кламп подделки?

Hету рецепта и быть неможет ни в чём в аквариумистике.
Везде лишь отдалённые от реалии общие правила и интуиция, если хотите.

А и не надо пытаться объять необъятное! В природе свет - он тоже не постоянен. А ценность статьи в том, что она даёт отправную точку для последующих размышлений и экспериментов.

Меняется прозрачность воды - ставим свет в 1,5 раза больше расчётного максимума и регулируем диммером, меняем либо убираем отражатели и т.д. (о цене решения скромненько так умолчим). Но оно то есть!

И правильно пишут умные люди: когда света достаточно, то растениям во многом пофиг и спектр (в разумных ясен пень пределах) - только бы он был более-менее полноценен, и фитолампы , "достоинства" которых так любят обсасывать с умным видом псевдознатоки души травы. Гонка за PAR-лампами, это от нищенства, когда вместо полноценного спектра достаточного света, растение облучают какой то частью кастрированного спектра, заясняя нам, что "красный лучше поглощается хлорофиллом и потому растения растут лучше" и т.д.

Уже установлено, что спектр поглощения листом (не отдельным зерном хлорофилла) света и квантовый выход почти равномерен во всей видимой части спектра. Да и какой смысл покупать фитолампу, если она вместо фосфорной триады отдаёт только один - максимум два пика на некой длине волны с силой слабее ламп полного спектра?

"Более эффективное использование красной части" - вполне себе компенсируется его бОльшим затуханием с ростом глубины.

И давайте не забывать главного: растение не младенец, и вполне может само приспособиться жить в банке. Но для этого лучше иметь избыток (в разумных пределах) того, что им надо.
ИМХО, конечно.

[пень]

Допис від Jean

В природе свет - он тоже не постоянен.

Да, но в природе во первых полный спектр да и остальные условия для роста такие, что нам их ни когда несоздать!
Условия вообще.

[Jean]

Ну, при наличии избытка денежных средств и "любви к искусству" – не факт.

Полный спектр… Прикупите себе эталонные, используемые для цветокалибровки D65 (6500К) и вот оно - счастье! Да опять заковыка – в природе Солнце в зените стоит не весь световой день, а значит и спектр и сила света постоянно меняется.

Впрочем, и здесь «усердие всё превозмогает – если карман позволяет»…

ИМХО конечно, (а ради любви к искусству чего не сделаешь , но Технически - в том числе и доступными любителю инструментами создание гипертрофированно-натурального аквариума - вполне решаемая задача.

Помимо флуоресцентных ламп, которые ещё долгое время будут основным источником света, динамически влиять на силу света, его цветовую температуру и имитацию бегающих пятен тени можно используя LCD-ленту, в которой светодиод каждого цвета подключены через отдельный диммер. Получаем возможность «регулировать всё»! Заковыка только, где взять и кто напишет программу управления диммерами и остальной техникой в банке.

А так… (и тут Остапа понесло!) синий свет типо Луны сменяет красный восход, хотя на экваторе Солнце практически выстреливает и падает. Аналогично красный закат... По времени меняем силу свечения тех или инных светодиодов, имитируя изменение спектра и силы света – в зависимости от угла солнцестояния, типо Солнце поднимается и садится, подогреваем воду и т.д.

Эдак в 14 часов 26 минут и 13 секунд свет полностью отключаем, сливаем из банки 25% воды (в другую ёмкость) и заливаем через чиллер холодненькую, дистилированную, имитируя тропический ливень… (Энтузиасты этого подхода вполне могут вспомнить «Роман о камне» и влить в банку ведро мути (типо селевый поток) и потом долго и нудно его отфильтровывать…) одновременно сливая воду из аквариума в канализацию и возвращая ранее слитую и опять вместе с включением света включаем подогрев… (типо течение реки принесло с верховьев свеженькую)…

Вот Вам и «цилком прыродньо обгрунтовування» разрыва светового дня и мотивировка рекомендации корифеев делать такую паузу не более 2-х часов.

Или – ну что б было и вовсе вкрутую – вместо светильника на ночь выстилаем крышку банки TFT мониторами – лучшая имитация не только света Луны, но и звёздного неба… не?

Другой вопрос – а оно растениям надо?? А кому то кроме них?
«Сомневаюсь я однако».

[Starcomputer]

Допис від Jean

где взять и кто напишет программу управления диммерами и остальной техникой в банке.

Ну это как раз не проблема
Кстати уже есть светодиоды с регулируемой цветовой температурой.

[Jean]

Допис від Starcomputer

Ну это как раз не проблема
Кстати уже есть светодиоды с регулируемой цветовой температурой.

Прекрасно!
в цепочке Диод-диммер-регулятор-компьютер
тёмным пятном (по крайней мере для меня) остаётся регулятор: как он будет задавать время нарастания силы тока, отдаваемой диммером и величину этого прироста?

есть какие готовые решения, или "закат Солнца вручную"?

Вроде как чудо германской мысли AquaMedic Light Computer регулирует силу ночной подсветки, согласовывая её с фазами Луны. А как там переходный канал управления?

[Jean]

"... и о диодах".

С удивлением узнал о существовании светодиодов, отдающих направленный свет с углом в 45 градусов! Так это же просто находка.

На грани банкт ставим полоску с такими диодами под углом в эти самый 45 градусов и получаем пучёк света, практически параллельный боковому стеклу банки.

Заодно можно будет и создать полянку из кубы, окружённую анубиасами нана. И каждый получит строго то, что ему надо.
лепота!

[Starcomputer]

Допис від Jean

остаётся регулятор: как он будет задавать время нарастания силы тока, отдаваемой диммером и величину этого прироста? есть какие готовые решения, или "закат Солнца вручную"?

http://www.aquaforum.ua/showthread.php?t=119984
Там два канала диммера с программируемым управлением (время включения, длительность нарастания, время выключения).

Допис від Jean

отдающих направленный свет с углом в 45 градусов

Если ставить оптику (а ее обычно ставят), то можно и меньше.

[пень]

Допис від Starcomputer

Кстати уже есть светодиоды с регулируемой цветовой температурой.

Ну и какой же убыток по деньгам и по энергии получаем?
Светодиоды самые неэкономичные по всему.
Я подсчитал, что для 100 литровой банки, стандартных размеров, если считать по количеству СВЕта, то получаем около 200 ват. А цена?
А, забегая вперёд, помним, что диод, это точка и их либо мощных надо несколько, но отодвигать, чтобы свет рассеялся, или почти друг на друге, без промежутков, но вблизи поверхности воды.

[Starcomputer]

Допис від пень

Светодиоды самые неэкономичные по всему.

Ошибаетесь. У светодиодов самая большая светоотдача, больше, чем у Т5 или МГ.
И это отнюдь не точка.

Допис від пень

Я подсчитал, что для 100 литровой банки

Вы наверно считали на обычных светодиодах - они не годятся - не для этого сделаны.
Используются сборки CREE по 3-4 3-х ватных светодиода, установленные на расстоянии 10-12 см друг от друга. При этом пятен на воде нет, даже если светильник лежит непосредственно на боковых стенках аквариума. Если поднять выше, рассеивание увеличится.