Данный пост появился в результате большого количества натурных замеров освещённости в аквариумах под светильниками BEAMS. Надеюсь, что в результате у нас получится выработать более точную математическую модель, показывающую освещённость в аквариуме под светильниками BEAMS, в том числе на разных глубинах, прямо в интерфейсе контроллера. Пока там показывается цифра только для расстояния 25 см от светильника. Сейчас идёт работа над тем, чтобы показывать ещё и на расстояниях 35 см и 45 см. То есть практически на всех глубинах типичного домашнего аквариума. Это то, о чём много раз нас просили. Пока до завершения этой работы ещё далеко, но уже сегодня я хочу поделиться некоторыми её результатами, которые будут полезны как при определении потребного количества светильников, так и для понимания как именно свет распределяется в аквариуме.
Кому лень читать, дам сразу выводы.
1. Светильники BEAMS обеспечивают принципиально лучшую равномерность освещённости, чем любые иные, в том числе светильники на Т5 трубках, которые долгое время были идеалом равномерности освещённости. Технология, позволяющая добиться высокой равномерности освещённости, в числе прочих, патентована нами в нескольких странах. Это крайне важно не только для кораллов, которым желательна одинаковая освещённость всей колонии, так и аквариумисту, который не должен переживать о том, куда именно ему надо помещать тот или иной коралл, если освещённость, как у обычных светильников, резко изменяется даже на небольшом расстоянии.
2. Чем глубже свет проникает в аквариум, тем более равномерную освещённость мы получаем. При этом свет, попавший внутрь аквариума, покидает его в очень малой части.
3. Информация об оптимальной ширине аквариума в расчёте на один светильник, дана в нашем буклете с большой перестраховкой, в дальнейшем эта цифра будет уточнена. На всякий случай ещё раз даю файл с буклетом. Буклет BEAMS 2_compressed.pdf1,38МБ56 скачиваний
4. Добавление светильника по ширине аквариума не очень значительно увеличивает максимальную освещённость, но крайне сильно увеличивает равномерность освещённости, не только на плоскости, но и по глубине, что совсем неочевидно.
5. Замеры, которые сделаны нами, были выполнены с большой точностью, которая трудно достижима в домашних условиях. Возможна ошибка в замерах некоторых точек, но статистически значимые ошибки отсутствуют.
А теперь, кому интересно - подробности.
Для начала базовая информация.
Скрытый текст
Освещённость под любыми источниками света, отличными от светильников BEAMS, весьма неравномерна.
Посмотрите на скриншот этого исследования BRS, где рассматриваются два светильника, которые BRS полагает великолепными по равномерности распределения освещённости.
Здесь даны замеры освещённости на глубине 15 см, для двух светильников на аквариуме кубической формы с размерами сторон 75 см. Как показано на скриншоте, светильник на трубках Т5 имеет длину 2 фута, то есть 61 см при ширине 20 дюймов, то есть 51 см. Светодиодный светильник Philips Coral Care имеет размеры в плане 41х46 см.
Для дальнейших рассуждений нам важно, что светильник на трубках короче аквариума на 14 см, а светодиодный на 34 см.
Как нетрудно увидеть, несмотря на то, что длина Т5 трубок мало отличается от длины аквариума, освещённость, если смотреть только поле, равное размеру светильника, варьируется от примерно 170 до 576 PPFD, то есть разбег более чем в 3 раза.
Для светодиодного светильника этот разбег составляет от примерно от 190 до 470 PPFD, то есть около 2.5 раз.
Эти цифры отлично согласуются с давно известной информацией, что если идентичные источники света равномерно распределены на светильнике, то под его геометрическим центром освещённость будет в 2.5-3 раза выше, чем по краям.
Все нижепоказанные замеры производились на пустых аквариумах с чистыми стенками. Светильники были установлены на ножки. Таким образом, расстояние от нижней поверхности светильника до поверхности воды было 10 см. Разумеется, если аквариум будет не пустой, и/или у него будут не чистые стенки, результаты замеров будут отличаться. Все замеры делались на плоскости, которая параллельна плоскости поверхности воды в аквариуме.
Замеры светильника BEAMS 2 PRO R-8 на аквариуме с размерами 105х40х40 см. Потребление электричества этим светильником от розетки в этих и дальнейших замерах - 177 Вт.
Всем, кому интересна методика анализа, советую посмотреть эти замеры, потому что здесь я поясняю критерии, далее повторения этой информации нет.
Скрытый текст
В качестве критерия идеальной равномерности освещённости было выбрано значение +/- 20 % от определённой освещённости. Она здесь и далее названа как "средняя максимальная освещённость". Значение +20% от этого назовём "предельная освещённость", значение -20% от этого назовём "порог идеальной равномерности освещённости". Зону с освещённостью, между этими двумя значениями, будем выделять зелёным цветом.
Сравните этот критерий с тем фактом, что непосредственно под светильником с "традиционно равномерной" освещённостью она может изменяться в 2,5-3 раза, как показано выше. Поэтому данный критерий я полагаю достаточно жёстким. Практически это означает то, что не существует коралла, который в пределах этой зоны показал бы заметное изменение как окраски, так и скорости роста. Напомню, что оба этих показателя в значительной степени зависят от множества других факторов, где уровень освещённости отнюдь не на первом месте.
Порогом приемлемой равномерности освещённости будем считать половину от средней максимальной освещённости. Эта цифра так и будет называться "порог приемлемой равномерности освещённости".
Зону с приемлемой равномерностью освещённости будем выделять жёлтым цветом.
Прошу иметь в виду, что визуально освещённость в любой точке зелёной зоны не отличается от освещённости в любой точке жёлтой зоны.
Зону, где освещённость меньше порога приемлемой равномерности освещённости, будем выделять красным цветом.
Вот так выглядят результаты замеров на расстоянии 25 см от светильника, то есть 15 см под поверхностью воды:
Посмотрите на цифры, выделенные жирным шрифтом - это суммы всех PPFD по столбцам, а крайняя правая цифра - сумма всех замеров. Она нам пригодится далее.
Вот замеры на расстоянии 35 см от светильника, то есть 25 см под поверхностью воды:
Обратите внимание на самую правую цифру - это процентное соотношение суммы всех PPFD этого замера к замерам на глубине 15 см. То есть при прохождении света от глубины 15 до глубины 25 см наружу выходит всего около 3 % света! Аквариум работает как световод! Когда свет в него попал, наружу он выходит уже минимально. Именно это является причиной того, что аквариум при виде сверху кажется значительно ярче, чем если смотреть через его стекло.
Вывод - равномерность освещённости в аквариуме шириной 40 см, в случае одного светильника, уже на глубине 25 см близка к идеальной. Также отметим, что светильник длиной 74 см на аквариуме длиной 105 см даёт прекрасную равномерность освещённости по всей длине аквариума.
Замеры светильников BEAMS 2 PRO R-8 на аквариуме с размерами 98х60х40 см.
Скрытый текст
Вот результаты для расстояния 25 см от светильника:
Для 35 см от светильника:
Для 45 см от светильника:
Как видите, красная зона полностью исчезла только для расстояния 45 см от светильника. Обратите внимание на цифру 53% на последнем скриншоте - это соотношение средней максимальной освещённости на расстоянии 45 см к такой же, на расстоянии 25см. Это нам пригодится далее.
Посмотрим теперь, как изменится картинка распределения освещённости при добавлении ещё одного такого же светильника. Расположим светильники таким образом - поделим аквариум по ширине на две равные части. У каждой из них найдём середину - это и будут оси светильников.
Результаты для расстояния 25 см от светильников:
Для 35 см от светильников:
Как видите, красные зоны ушли уже на этом расстоянии! Но - продолжим замеры далее.
Для 45 см от светильников:
Посмотрите - соотношение средней максимальной освещённости на расстоянии 45 см к такой же, на расстоянии 25см составляет уже 79%!
Вывод - равномерность освещённости, близкая к идеальной, для одного светильника достигается на глубине 35 см, для двух светильников - на глубине 25 см. При этом освещённость под двумя светильниками в среднем больше в два раза, что очевидно, но падение освещённости с ростом глубины медленнее до почти полутора раз, что вполне контринтуитивно!
До сих пор мы рассматривали результаты замеров светильника, длина которого значительно менее длины тестового аквариума. Давайте посмотрим, что будет, если светильник будет иметь длину 94 см.
Итак, замеры двух светильников BEAMS 2 PRO R-10 на аквариуме с размерами 98х60х40 см.
Скрытый текст
Результаты для расстояния 25 см от светильников:
Как видите, здесь уже практически все замеры - зелёные. Но примечательно, что около торцовых стёкол мы наблюдаем заметный рост освещённости! Этот феномен присущ только светильникам BEAMS.
Также примечательна сумма всех замеров - она на 24% больше, чем сумма замеров на двух светильниках с 8 светодиодными сборками. Как нетрудно догадаться, в идеале разница должна была бы быть ((2*10)-(2* )/16*100=25%, то есть наши замеры весьма точные!
Вывод - светильники с длиной почти равной длине аквариума дают близкую к идеальной равномерность освещённости уже на малом расстоянии от светильников. С другой стороны в этом случае по торцам аквариума получается зона с несколько большей освещённостью, впрочем её яркость не превышает таковую посередине аквариума. Также мы могли убедиться, что использованные в этом отчёте замеры сделаны с довольно высокой точностью.
Пытливые аквариумисты могут найти в показанных данных ещё много чего интересного. Например, что освещённость зон, которые относительно слабо освещены, с увеличением глубины РАСТЁТ! Оставляю удовольствие найти вам ещё кое-что интересное самостоятельно - вот файл с этими данными. Результаты для форума.xlsx17,81К20 скачиваний
С удовольствием отвечу на ваши вопросы, касающиеся этого исследования.
Друзья, если кто-то потратит немного времени, то на основании этих замеров сможет убедиться, что эффективность нашего светильника, примерно на 40% выше, чем светильника Coral Care. То есть при потреблении одного и того же количества электроэнергии наш светильник создаст освещённость примерно на 40% больше.
Кстати, если использовать большее количество светильников, чем необходимо для получения даже самой высокой освещённости, можно получить и вовсе интересные эффекты. Перечислю только два из них.
1. Освещённость в труднодоступных для света местах до 2,5 раз больше, чем у светильника на Т5 лампах, с размерами, практически равными размеру освещаемого аквариума.
2. Потребление электричества до 2 раз меньше, чем у Coral Care.
Это уже проистекает не из данных замеров, а из замеров, сделанных совершенно независимым от нас экспертом. Это был уже настолько давно, что не грех и напомнить
Буклет BEAMS 2_compressed.pdf 1,38МБ
56 скачиваний
)/16*100=25%, то есть наши замеры весьма точные!
Результаты для форума.xlsx 17,81К
20 скачиваний
