Ripple är huvudparametern för ljus som påverkar hälsan, men tyvärr finns det inga tillgängliga enheter för att mäta rippelkoefficienten till salu. Jag bestämde mig för att rätta till denna situation och utveckla en billig enhet.
Teori
Pulseringen av ljus är visuellt obehaglig, ögonen blir trötta av det, det kan orsaka huvudvärk och förvärring av nervsjukdomar. Man tror att rippel upp till 5% är helt ofarligt. Ripple upp till 30% är nästan omärklig och har troligen inte en negativ effekt på en person.
Många använder smartphonekameran för att bestämma krusningen (om det finns en krusning visas ränder på skärmen), men den här metoden tillåter inte utvärdera nivån av pulsering och ofta bestämmer folk, när de ser ränderna, att en sådan ljuskälla är farlig, men i själva verket kan den ha en pulsering mindre än 5 %.
Lite bättre blyertstest (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) - det låter dig fixa endast den synliga krusningen.
I ett nötskal, vad är pulsering i allmänhet. Pulsering är en frekvent förändring av ljusstyrkan i ljuset, i värsta fall kan ljuset slockna helt och lysa 100 gånger per sekund. Rippling kan orsakas av en förenklad nätdriven LED-krets eller genom att använda pulsbreddsmodulering (PWM) för att justera ljusstyrkan på ljuset.
Existerar två formler beräkning av pulsationskoefficienten. Den första formeln kallas ofta den förenklade.
Rippelfaktorn som beräknas med denna formel kan ta värden från 0 till 100%. 0 - ingen rippel, 100% - ljuset slocknar helt och tänds.
Den andra formeln kallas ofta GOST, eftersom den ges i GOST R 54945-2012.
Formeln ser skrämmande ut, men i själva verket är allt enklare:
Krusningsfaktorn som beräknas med denna formel kan ta värden högre än 100%. Detta händer när ljuset inte bara är helt släckt, utan mörkrets tid är längre än ljusets tid.
Olika instrument som mäter rippelkoefficienten beräknar den med olika formler. Luxmeter-pulsmätare-ljusstyrka "Lupin" (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) använder GOST-formeln, UPRtek MK350D spektrometer (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) använder en förenklad formel. I Lamptest-projektet mäter jag rippel med en UPRtek MK350D, så lamp rippelvärden överstiger inte 100%. Jag bytte till en förenklad formel av två anledningar: många människor blev överraskade av en krusning större än 100 % och de trodde att något är fel med måtten, dessutom spelar det i stort sett ingen roll om krusningen är 90, 100 eller 146%. I alla dessa fall är ljuset dåligt och bör inte användas.
Man tror att en krusning med en frekvens på mer än 300 Hz inte påverkar en person på något sätt, och i många enheter finns det en filtrering som utesluter fixeringen av en pulsering med en högre frekvens.
Möjligheter
En populär rippelmätare visar två rippelkoefficienter på skärmen samtidigt: Kp1 - GOST-formel, Kp2 - en förenklad formel.
I den nedre delen av skärmen visas ljusstyrkans vågform i hela området, i den övre delen - en förstorad vågform av endast rippeln själv (om någon). Ljusstyrkans lägsta värde för den översta vågformen visas under den till höger.
En färgad stapel visas under den översta vågformen. När det är grönt är krusningarna låga och ljuset är säkert, gult indikerar en liten krusning som inte märks visuellt. Orange färg - krusning, märkbar visuellt. Röd färg - stark synlig krusning.
Dessutom visas tre alternativ:
Emax - nuvarande maximal ljusstyrka i konventionella enheter;
Emin - aktuell lägsta ljusstyrka;
Eenv - ADC bakgrundsljus och brusnivå.
Den nedre vågformen har en blå horisontell linje som motsvarar Eenv. De röda prickarna visar konturen av oscillogrammet med utjämning (mjukvarufiltrering).
Bakgrundsbelysningsnivån mäts när enheten slås på, när meddelandet "Auto calibration" visas på skärmen. För att kalibrera om, stäng bara av och sätt på instrumentet. De mest exakta mätningarna erhålls vid mätning i totalt mörker, men resultaten är ganska exakta under normal belysning.
Enheten fungerar i belysningsområdet ~100-2000 lx. Om det inte finns tillräckligt med ljus för en exakt mätning visas "Low Light", om ljuset är för starkt visas "Over Light".
När du mäter, placera enheten på ett sådant avstånd från ljuskällan att inget av dessa meddelanden visas på skärmen. Det är bättre att värdet på Emax är större än 500.
Skärmen visar oscillogram i 40 ms. För de flesta lampor har pulseringen en frekvens på 100 Hz, medan fyra vågor syns på skärmen. Om pulsen har en högre frekvens blir antalet vågor på skärmen större. Den maximala frekvensen som enheten "ser" är ~ 800 Hz. Det finns ingen filtrering efter pulseringsfrekvens i enheten.
Tillbehör
Alla huvudkomponenter kan köpas på Aliexpress från en pålitlig säljare. Vi kommer att behöva:
1. Ljussensor TEMT6000.
2. mikrokontroller NodeMCU (vi väljer det andra alternativet Nodemcu-CH340).
3. Skärm TFT 1,77". Kan tas TFT 1,8" (skärmen i sig är exakt likadan där, inklusive storleken, skillnaden är i SD-kortplatsen på baksidan och att 1.8 har stift under skärmen, och 1.77 har stift ovanför skärmen). 1,77" är bättre eftersom modulen är tunnare på grund av bristen på en SD-plats.
4. ledningar med Dupont-kontakter (välj det första alternativet 10C Female TO Female). Naturligtvis kan du inte använda ledningar med kontakter, utan helt enkelt löda allt med vanliga ledningar. I alla fall måste du löda - ljussensorn kommer med en olödd kontakt, som ligger separat i en påse).
I sista steget innan betalning ändrar du fraktmetoden för alla varor till "Aliexpress Saver Shipping", då minskar den totala fraktkostnaden.
Kvar finns en strömbrytare, ett fodral, en Krona batterikontakt och själva batteriet.
Du kan använda vilken omkopplare som helst, som på bilden, I beställd här.
Krona batterikontakten är riven ur ett gammalt batteri av denna typ. Batteriet kan användas både alkaliskt (alkaliskt) och saltlösning (det räcker i två timmars kontinuerlig drift). Förresten, om det inte finns tillräckligt med utrymme i fodralet alls, kan du ta isär det alkaliska Kron-batteriet, ta bort sex AAAA-batterier anslutna i serie från det och placera dem i fodralet som det är bekvämt.
För att inte skära ut ett fönster för skärmen är det bättre att använda ett fodral av genomskinlig plast. Jag använde som skrov"organisatör för småsaker "Varje dag" 125x75x30 mm", köpt i Auchan för 30 rubel. Lådor från barns öronpinnar, från tandpetare-fästen är också lämpliga. Du kan också använda skosvampar med en genomskinlig halva, men de har en väldigt tunn plast som lätt spricker.
Firmware
Den fasta programvaran för enheten skapades helt ointresserat av Stanislav Gritsinov, för vilket stort tack till honom!
Ladda ner arkiv https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar och extrahera den till valfri mapp. Det finns två filer i arkivet - firmware och ESP8266Flasher-programmet.
Anslut NodeMCU-kortet till datorn (det är inte nödvändigt att ansluta sensorn och skärmen till kortet). Om det behövs, installera CH340-drivrutinen. En ny COM-port bör visas på datorn.
Starta ESP8266Flasher, välj COM-porten som visas, klicka på Config, klicka på den översta växeln, välj firmware-fil (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), klicka på Operation, klicka på blixt. Den fasta programvaran börjar, vilket tar cirka 30 sekunder. När en grön bock visas nedan kan tavlan stängas av.
För de som är mer bekväma med att flasha enheten genom Arduino IDE och de som vill studera hur programmet fungerar och eventuellt förbättra det, publicerar jag skissen: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
hopsättning
Sensoranslutning:
UT(S)-A0
VCC (V) - 3V (någon av de tre stiften)
GND (G) - G (helst den bredvid A0)
Batterianslutning:
+ - VIN (via switch)
- - G (helst den bredvid VIN)
Skärmanslutning:
Skärm 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (kan anslutas till D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 LEDA - 3V
Skärm 1,8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (kan anslutas till D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Skärmen limmas från insidan till det genomskinliga höljet med varmt lim. Det är viktigt att inte blanda ihop topp och botten (1,77" kontakter på toppen, 1,8" på botten). Sensorn limmas med samma heta lim till änden av huset.
Det är bättre att montera och köra allt först, och därför redan placera det i fodralet.
Näring
Det enklaste alternativet är batteridriven "Krona". Du kan i allmänhet klara dig utan inbyggd ström och ansluta enheten via MicroUSB-kontakten till valfri strömkälla med USB-utgång eller powerbank. Du kan använda ett eller två AA/AA-batterier och en boost-omvandlare. Det är ingen mening att göra batteriström, eftersom enheten sannolikt inte kommer att användas mycket ofta.
Sensor
Det är inte nödvändigt att använda TEMT6000. Det finns OPT101-sensorer till försäljning, för vilka du kan ändra känsligheten genom att ändra värdet på shuntmotståndet. Du kan till och med använda små solpaneler från leksaker som sensor (mätnoggrannheten blir lägre, men frånvaron av pulsering och pulsering under 100 % kommer att vara perfekt synlig).
Problem
TEMT6000-sensorns respons är inte helt linjär. Jag tänkte till och med göra en tabell över omvandlingsfaktorer, men det visade sig att avläsningarna av enheten redan är ganska exakta. (I stort sett är krusningen på 30% eller 35% inte särskilt viktig, huvudsaken är att du kan se när krusningen är mindre än 1% eller mer 90%).
Jag planerade att göra ett vackert gränssnitt med ett stort antal krusningsvärden. Detta är layouten som ritades.
Tyvärr, på grund av aktuella händelser, hamnade Stanislav i ett annat land och det är inte känt när han kommer att kunna och om han kommer att kunna återgå till utvecklingen. Om någon av er åtar sig att slutföra gränssnittet blir det väldigt coolt. Jag kanske gör det själv när jag gör om alla ackumulerade ärenden.
Är det möjligt att köpa en färdig enhet
Jag har inget mål att tjäna pengar på enheten. Jag kom på det här projektet för allmännyttan. Nu finns enheten i två exemplar (en i fodralet, den andra bara i form av en breadboard-enhet). Det finns en person som är redo att hämta dem. Vilket pris är du villig att betala för en enhet i samma fodral som på titelbilden?
Om det finns personer eller företag som vill släppa enheten så är jag inte emot det. Om de anser det nödvändigt att dra av en procentsats för utvecklingen av Lamptest går det bra, men jag kräver ingenting.
Jag vet att många har köpt delar, kommer att montera och köra enheten i helgen. Jag ber dig att ta en bild på dina enheter och lägga upp ett foto här i kommentarerna eller i Telegram @ammochat. Jag kommer att vara mycket nöjd och jag kommer att veta att allt detta inte är förgäves.
Fred för alla!
© 2022, Alexey Nadezhin
I tolv år har jag skrivit om teknik, rabatter, intressanta platser och evenemang. Läs min bloggsida ammo1.ru, i Lära sig, Zen, Mirtesen, Telegram.
Mina projekt:
lamptest.ru. Jag testar LED-lampor och hjälper dig att lista ut vilka som är bra och vilka som inte är så bra.
Elerus.ru. Jag samlar in information om hemelektronik för personligt bruk och delar den.
#gör det själv#DIY#krusning#enhet#krusningsmätare#pulsmätare#arduino