Цифровой люксметр (измеритель освещённости) своими руками

Содержание

Цифровой люксметр (измеритель освещённости) своими руками

Во время учебного процесса потребовался нам в кабинет охраны труда прибор для измерения освещённости – люксметр. Передо мной стала задача решить проблему отсутствия такого прибора в кратчайшие сроки наиболее эффективным методом. Исходя из этого, пришлось разрабатывать и собирать люксметр из того, что было.

Общие сведения.
Сердцем люксметра является микроконтроллер Atmega8. В качестве датчика освещённости применен фоторезистор. Поскольку модель этого фоторезистора неизвестна, а соответственно, неизвестны и его параметры, то в схеме предусмотрена возможность калибровки.

Также, важной особенностью является то, что фоторезистор – нелинейный элемент. То есть при изменении освещенности на одну и ту же величину, его сопротивление изменяется неодинаково. Поэтому для обработки нелинейного сигнала был применён метод, который называется “линейно-кусочная аппроксимация”. Вдаваться в подробности этого метода в рамках этой статьи нет смысла, так как это довольно обширная тема, хотя и ничего особо сложного в ней нет. Возможно, об этом методе будет написана отдельная статья.

Данная характеристика была снята при помощи программы “Люксметр” на смартфоне Android. Конечно, цифровые значения с характеристики носят характер приблизительных, однако позволяют понять принцип изменения параметров датчика. Не забываем также про возможность калибровки. Отмечу, что прибор получился довольно точный.

В качестве стабилизатора напряжение применён классический интегральный линейный стабилизатор L7805. Запитывать устройство можно как и от батарейки типа 6F22 (“Крона”), либо от любого другого источника питания напряжением 6-30 В.

Принцип работы схемы.

Сигнал с резистивного делителя LDR1-RV1, в одном плече которого установлен фоторезистор, поступает на вход ADC1 микроконтроллера. АЦП микроконтроллера производит измерение и преобразование результата. Потенциометр RV1 предназначен для калибровки прибора. Его значение не обязательно должно быть 3.3 кОм. В моём случае установлен многооборотный подстроечный резистор на 15 кОм (что было под рукой).

Вывод результатов измерений производится на двухстрочный индикатор WH1602 (на контроллере HD44780), который подключен к микроконтроллеру по 4-битной шине. Потенциометр RV2 также может иметь любой номинал. Он предназначен для регулировки контрастности дисплея. Вывод движка потенциометра подключен на вывод VEE индикатора (иногда встречается V0), а два крайних вывода к +5 В и земле соответственно. При включении устройства на дисплее может ничего не высветиться. Для устранения этого вращаем вращаем ручку подстроечного резистора RV2 и добиваемся чёткого изображения.

Если показания будут прыгать или быстро изменяться, то рекомендую запаять параллельно фоторезистору электролитический конденсатор ёмкостью около 50 мкФ (не критично). Такой эффект может возникать в результате мешающего влияния электромагнитных полей, окружающих нас. У меня изначально фоторезистор был установлен на плате и такой проблемы не было. Но когда я его сделал выносным для монтажа в корпусе, несмотря на то, что длина проводов была небольшой, появилась такая проблема. Всё решилось после установки конденсатора.

В программе производится усреднение значения по 60 замерам, что довольно неплохо.

Максимально измеряемое значение составляет около 2500 Лк. Для измерения в помещениях этого достаточно. А для измерения на улице (тем более, в солнечную погоду) требуется уже другой прибор – измеритель КЕО (коэффициента естественного освещения).

Фотографии готового устройства.
Печатная плата получилась не совсем удачной, т.к. были проблемы с принтером. Из-за этого пришлось делать широкие дорожки и размеры платы получились довольно большими (хотя для меня это не критично). Если применить SMD компоненты, то получится совсем миниатюрное устройство.

В последствии, “Крона” была заменена на 4 пальчиковых батарейки типа AA.

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Простой Люксметр: обзор и схема

Люксметр — это прибор для измерения освещенности, по своей сути он представляет собой фотоэлемент, подключенный к микроамперметру, который калиброван единицах освещенности – люксах. Один люкс равен освещённости поверхности сферы радиусом 1 м, создаваемой точечным источником света, находящимся в её центре, силой света в 1 кд [ru.wikipedia.org/wiki/Люкс]. Один люкс это довольно малая величина, на практике приходится иметь дело с освещенностями измеряемыми сотнями и тысячами люкс.

Для примера приведем таблицу типичных значений освещенности в разных условиях:

Тип помещенияОсвещенность, лк
Комнаты операторов ЭВМ400
Проектные залы, конструкторские комнаты500
Производственный цех, работы малой точности150-250
Производственный цех, работы средней точности250-350
Производственный цех, работы высокой точности400-500
Производственный цех, работы наивысшей точности1000-5000
Аудитории, учебные кабинеты (ВУЗы, техникумы)400-500
Посадочные площадки общественного транспорта10
Парковая зона2

Данный прибор размещается в кожаном кофре с ремнем для переноски.

Внутри имеется ряд отделений и креплений для всех деталей люксметра.

В большом отделении располагается непосредственно сам прибор. Корпус прибора выполнен из пластика. Габариты корпуса 210 х 125 х 75 мм.

К крышке пристегнут фотоэлемент. Диаметр фотоэлемента составляет 85 мм, провод для подключения к люксметру имеет длину 1,4 м.

Следует заметить, что в кофре имеется отверстие для разъема, так что можно подключить фотоэлемент не извлекая люксметр из кофра.

Кроме этого в кофре имеется два небольших отделение для хранения ослабляющих насадок для измерения большой освещенности. В комплект входим насадки М, Р, Т дающие ослабление в 10, 100 и 1000 раз, вместе с ними обязательно надевается насадка К.

Насадка М, дающая ослабление в 10 раз

Насадка Р, дающая ослабление в 100 раз

Насадка Т, дающая ослабление в 1000 раз затерялась за давностью лет.

Использование люксметра

Для проведения измерений необходимо подключить фотоэлемент к разъему на корпусе люксметра. При этом надо соблюдать полярность, что бы стрелка прибора отклонялась в правильном направлении. Никаких ключей на разъеме нет, хотя возможно разъем данного прибора самодельный. Собственно внутреннее устройство данного люксметра весьма незамысловато. Это просто микроамперметр, к которому подключен фотоэлемент. Кроме этого на передней панели располагается две кнопки с фиксацией для переключения пределов измерения. Эти кнопки коммутируют резисторы в делителе напряжения. Открутив четыре винта на задней стенке корпуса, можно познакомиться с небогатым внутренним миром люксметра.

Читайте также:  Как рассчитать ток однофазного короткого замыкания?

Принципиальная схема люксметра

Следует заметить, что прибор не имеет источника питания.

Непосредственно, без масок прибор способен измерять низкие освещенности в 30 и 100 люкс. Под кнопками проставлены пределы измерения прибора с соответствующими насадками. Насадки М, Р, Т надеваются на фотоэлемент и фиксируются сверху насадкой К.

При не нажатых кнопках прибор отключен. При нажатой левой кнопке отсчет следует вести по шкале с 30 делениями, при нажатой правой кнопке следует использовать шкалу со 100 делениями. На фото ниже на люксметр надета насадка Р, предел измерения до 1000 Лк.

Выводы

В целом, неплохой прибор, вполне способный выполнять свои функции, хотя сейчас его удел — служить наглядным пособием. Простота прибора делает возможным его копирование даже для самых начинающих радиолюбителей. Автор обзора — Denev.

Измеритель освещённости

В фотометрии восприятие света человеческим глазом характеризуют с учётом зависимости его чувствительности от частоты (длины волны). Максимум спектральной чувствительности глаза соответствует длине волны 555 нм [1]. Источник монохроматического света с такой длиной волны мощностью 1 Вт создаёт световой поток 680 люмен (лм). На волнах другой длины он меньше. Большая часть энергии излучения ламп накаливания приходится на невидимую инфракрасную область, поэтому их светоотдача – около 10. 20 лм/Вт. У светодиодных ламп светоотдача достигает 85 лм/Вт.

Освещённость объекта измеряют в люксах (лк) и характеризуют отношением светового потока в люменах, падающего на поверхность, к площади этой поверхности в квадратных метрах. Иными словами, световой поток в 1 лм, равномерно распределённый по поверхности площадью 1 м 2 , создаёт освещённость 1 лк.

В измерителях освещённости, обычно называемых люксметрами, применяют кремниевые фотодиоды, оснащённые светофильтром, приближающим зависимость чувствительности фотодиода от длины волны излучения к этой же зависимости для глаза. Такой фотодиод BPW21R [2] и применён в предлагаемой конструкции. Это лучший светодиод для измерителя освещённости из тех, что удалось найти в продаже.

Схема прибора показана на рис. 1. Питают его от батареи GB1 напряжением 9 В (“Крона” или 6F22). Можно использовать и не менее трёх-четырёх соединённых последовательно гальванических элементов напряжением 1,5 В каждый. ОУ DA1.1 микросхемы LM358AN преобразует фототок датчика освещённости (фотодиода VD1) в пропорциональное ему напряжение. Второй ОУ микросхемы оставлен неиспользуемым.

Рис. 1. Схема измерителя освещённости

Пределы измерения 100 лк, 1000 лк и 10000 лк выбирают переключателем SA2, переключающим резисторы отрицательной обратной связи R1-R3. К выходу ОУ через добавочные резисторы (постоянный R4 и подстроечный R5) подключён микроамперметр PA1 – М2003 с пределом измерения 1000 мкА и сопротивлением рамки 296 Ом. При желании, подбирая резисторы обратной связи, можно установить другие пределы измерения освещённости или добавить их к имеющимся.

Коэффициент преобразования фототока в напряжение на выходе ОУ в рассматриваемом случае равен сопротивлению обратной связи:

Типовая чувствительность применённого фотодиода S = 9 нА/лк. Таким образом, на пределе 100 лк при указанном на схеме сопротивлении резистора R1 крутизна преобразования освещённости в выходное напряжение ОУ будет равна

S·R1=9·10 -9 ·2·10 6 = 0,018 В/лм.

Чтобы на пределах 1000 лк и 10000 лк она была соответственно в 10 и 100 раз меньше, нужно строго выдержать условие

R1 : R2 : R3 = 100 :10 :1,

при этом сопротивление того резистора, относительно которого подбирают два других, допустимо выбирать в пределах нескольких соседних номиналов ряда E24.

Выдержать с достаточной точностью нужное соотношение можно, применив прецизионные резисторы (с допуском не хуже ± 1 %) или выбрав их из обычных резисторов с помощью мультиметра, работающего в режиме омметра. Для облегчения подборки можно составлять каждый резистор из двух, соединённых последовательно, одного – сопротивлением немного меньше требуемого и другого, дополняющего сопротивление первого до требуемого.

Нужно сказать, что чувствительность светодиода BPW21R, согласно [2], может быть и вдвое меньше указанного выше типового значения. Соответственно меньшим будет и напряжение на выходе ОУ. Поэтому изготовленный прибор требует калибровки.

Оригинальная шкала микроамперметра M2003 с пределом измерения 1000 мкА имеет 50 делений ценой по 20 мкА. Начало шкалы и каждое десятое деление обозначены надписями 0, 200, 400, 600, 800 и 1000. Следовательно, цена деления шкалы измерителя освещённости – 2 лк на пределе 100 лк, 20 лк – на пределе 1000 лк, 200 лк – на пределе 10000 лк.

При монтаже прибора первыми на его плату устанавливают резисторы R1-R3, предварительно подобранные, как было рассказано выше. Затем монтируют все остальные детали, подключают батарею GB1 и включают прибор выключателем SA1. При затенённом фотоприёмнике стрелка микроамперметра должна остаться на нуле, хотя на самом чувствительном пределе измерения может наблюдаться её небольшое отклонение от нуля. Его нужно будет учитывать при измерениях.

Конструкция фотоприёмника показана на рис. 2. Его размеры выбраны с учётом диаграммы направленности фотодиода. Трубка 1 и кольцевой упор 3 изготовлены из чёрной пластмассовой бобины для припоя. Чтобы упор 3 плотно вошёл в трубку 1, его диаметр уменьшен вырезанием части окружности. Крышка 3 из прозрачного пластика от упаковочной тары и кольцевой упор 3 плотно вставлены в трубку без применения клея. Трубка 1 приклеена клеем “Момент” торцом к основанию 4 с установленным на нём фотодиодом 5. Фотоприёмник укрепите на верхней крышке корпуса прибора винтами. Можно сделать его и выносным, соединив с прибором экранированным проводом длиной до 1 м.

Рис. 2. Конструкция фотоприёмника

При калибровке я освещал фотоприёмник светодиодной лампой IEK LED-A60 11 Вт (световой поток – 950 лм, цветовая температура – 3000 K). С расстояния 610 мм она создаёт освещённость 400 лк, что было проверено по цифровому люксметру DT-1308. Удалив фотоприёмник изготовленного прибора от лампы на указанное расстояние (его я измерял от нижней поверхности баллона лампы до светочувствительной поверхности светодиода), переключил прибор на предел 1000 лк и установил подстроечным резистором R5 стрелку микроамперметра PA1 на деление, обозначенное 400. Поскольку зависимость фототока светодиода BPW21R от освещённости линейна в широких пределах (Fig. 3 в [2]), достаточно откалибровать прибор при одном значении образцовой освещённости.

Калибровку нужно выполнять в помещении, в котором нет других, кроме образцового, источников света, а также зеркал и других отражающих свет поверхностей. Поскольку освещённость обратно пропорциональна квадрату расстояния между источником света и его приёмником, при калибровке необходимо выдерживать его с возможно большей точностью. Светодиодную лампу я подключал через лабораторный автотрансформатор и убедился, что при изменении питающего её напряжения от 170 до 230 В создаваемая ей освещённость, в отличие от создаваемой лампой накаливания, остаётся неизменной.

Читайте также:  Свет выключается автоматически

Эксперименты показали, что изготовленный измеритель освещённости приблизительно в два раза более чувствителен к свету ламп накаливания по сравнению со светом светодиодных и люминесцентных ламп. Вероятно, это объясняется повышенной чувствительностью фотодиода к инфракрасному излучению, которым богат спектр лампы накаливания. При измеренияхлюкс-метром DT-1308 такой разницы нет. Обнаружено, что замена прозрачной крышки фотоприёмника (2 на рис. 2) на молочно-белую, изготовленную из баллона светодиодной лампы, практически устраняет разницу показаний.

1. Кухлинг Х. Справочник по физике. – М.: Мир, 1982.

2. BPW21R Silicon Photodiode. – URL: http://www.vishay. com/docs/81519/ bpw21r.pdf (29.06.2018).

Автор: Н. Салимов, г. Ревда Свердловской обл.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Цифровой люксметр (измеритель освещённости) своими руками

Изготавливая различные светодиодные светильники часто хочется иметь под рукой люксметр для проверки освещенности которую дают готовые приборы.
А почему бы не собрать самому несложный прибор?

Чтобы не возиться с калибровкой, решил взять за основу цифровой датчик со встроенным АЦП и интерфейсом I2C.

Таких в обозримой доступности нашел несколько:

Решил начать с простого и дешевого BH1750

Компоненты для изготовления люксметра

  • Плата Arduino Pro Mini — $1,75
  • Цифровой датчик освещенности BH1750FVI — $2.2
  • Графический дисплей NOKIA5110 — $2.5
  • Приборный корпус с TAOBAO 134x70x25 — $0.25 (без учета доставки)
  • Пара кнопок, транзисторы, резисторы провода, макетная плата?
  • В качестве источника питания литиевые батареи от старого телефона

Общий бюджет в пределе $10

Электрическая схема люксметра

Конструктив

Изготовление корпуса

Размечаю окно под дисплей и дырки под кнопки

Делаю отверстия и ровняю из гравером

Примеряю плату с деталями

Подгоняю, проверяю отверстия

Батарейный отсек

Изготавливаю из старой заглушки от системного блока. Размягчаю феном, подгоняю под аккумулятор и вставляю две пружинки — контакты аккумулятора

Припаиваю провода к контактам и креплю батарейный отсек в корпусе на «холодную сварку»

После высыхания этого «чудо пластилина» получаю вполне надежное крепление аккумулятора в корпусе с возможностью его быстрого извлечения для зарядки

Монтаж и пайка

Размещаю все компоненты на макетной плате

Сенсор освещенности

Под рукой оказалась прозрачная коробочка от SD-карточки. Поместил модуль освещенности пока туда, хотя выглядит достаточно неказисто. На отрезке гибкого 4-х жильного телефонного провода обжал разъемчики в стиле Ардуино

Собираю все вместе

Рисую в графическом пакете макет надписей на верхнюю крышку и печатаю в зеркальном виде на прозрачную пленку, а затем приклеиваю ее к крышке

И вот готовый вид прибора

Программирование люксметра

Теперь можно подключить к разъемам ардуины преобразователь USB/SERIAL и начинать программировать

Для работы с дисплеем 5110 по любым 5-ти дискретным выводам использую библиотеку Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library и графическую библиотеку Adafruit-GFX-Library

Остальное из стандартного набора Arduino IDE

Микроконтроллер постоянно находится в режиме SLEEP_POWER_DOWN И включается/выключается длительным (более 2 сек) нажатием на кнопку питания. Ток в отключенном режиме порядка 100 мкА. Это достигнуто тем, что с платы демонтирован светодиод питания, аккумулятор заведен на контроллер минуя стабилизатор напряжения, включение всей периферии производится микроконтроллером через транзисторы. Все выходы при выключении переводятся в режим выхода в низкое состояние (LOW).

В рабочем режиме с периодичностью 1 сек выводятся показания датчика освещенности и напряжение аккумулятора.

Напряжение питания сравнивается с внутренним опорным напряжением 1.1В по методике описанной в этой статье

Испытание люксметра

Для проверки показаний взят простой прибор DT-1300

Разница показаний примерно 2-4%, что вполне укладывается в точность DT-1300 5%

Там где освещение не равномерное разница увеличивается из за отличий в форме датчиков приборов

Прошелся по комнатам с различными светильниками

  • Люстра с эффектом бесконечности дает освещенность 100-110 лк в центре комнаты, уменьшаясь до 75-80 лк по углам. Включение направленной подсветки — 400 лк на поверхности стола
  • Встраиваемые светильники в корпусе GX-70 — 125-135 лк
  • COB-матрица в ванной комнате — 120-130 лк
  • Настольная лампа на COB 20 Вт — 500-1000 лк в зависимости от зоны стола и направленности светильника

Характеристики прибора

  • Диапазон измерения 1 — 65535 лк
  • Разрешение измерения 1 лк
  • Потребляемый ток в режиме измерения 60мА
  • Ток в режиме ожидания (PowerDown) 100мкА
  • Габариты 134 x 70 х 25 мм

Выводы

Прибор получился вполне годный для домашнего применения при сравнительно небольших затратах

Что не понравилось

  1. Конструкция выносного сенсора. Буду модернизировать, когда найду подходящее решение
  2. Дешевый экран NOKIA5110 очень слепой что с подсветкой, что без. Подсветка очень неравномерная.
  3. С кнопкой питания и режимами сна можно было так не заморачиваться, а просто поставить выключатель с фиксацией и размыкать цепь питания батареи

Планы на будущее

  • Добавить некоторые функции, например автоматического отключения питания по истечении времени. Задействовать вторую кнопку.
  • Добавить настройки контрастности дисплея и яркости подсветки с сохранением результатов в EEPROM.
  • Сделать разъем для подключения разных датчиков и автоопределение их при включении. Подключить к прибору TSL2561, датчик измерения ультрафиолета, датчик цвета и т.д.
  • Разработать алгоритм измерения пульсаций света (при измерении с короткой временной задержкой считать разницу между минимумом и максимом в процентах)

В общем есть чему порадоваться и о чем задуматься

Самодельный измеритель освещённости (люксметр) на BH1750, ARDUINO и Nokia 5110

Всем привет! Сегодня мы продолжим создавать крутые устройства на основе ЖК-дисплея Nokia 5110. На это раз мы соберём люксметр (измеритель освещённости), используя высокочувствительный люксметр BH1750.

Освещённость (измеряется в люксах) — световой поток, падающий на поверхность единичной площади. Она показывает воспринимаемое человеком количество света. Эта величина является редуцированной — в отличие от энергетических, такие величины скорректированы согласно различной чувствительности человеческого глаза к излучениям с различными длинами волн. (См. — спектральная световая эффективность монохроматического излучения.)

Освещённость можно измерить в любой точке пространства, на любом расстоянии от источника света. И эта величина характеризует световой поток с точки зрения восприятия именно человеческим глазом. Таким образом, люксметр позволяет определить, насколько хорошо освещено то или иное пространство. И именно такое устройство мы и будем создавать в ходе этого руководства.

На рисунке справа — уже собранное устройство, измеряющее освещённость снаружи ярким утром.

Для проекта нам понадобятся следующие компоненты:

BH1750 — цифровой датчик освещённости с превосходными точностью и диапазоном измерения. Он подключается к микроконтроллеру или процессору посредством шины I²C.

Этот модуль наиболее удобен для получения данных об окружающем освещении и широко используется для регулировки ЖК-дисплеев и подсветки клавиатуры мобильных устройств.

Некоторые характеристики датчика BH1750:

  • Шина I²C (поддерживаются скоростные режимы Fast и Standard)
  • Спектральная чувствительность примерно соответствует чувствительности человеческого глаза
  • Преобразователь освещённости в цифровые данные. Широкий диапазон и высокое разрешение (1–65535 люкс)
  • Низкий ток благодаря функции выключения
  • Подавление шумов освещения 50 и 60 Гц
  • Возможность выбора из 2‑х типов адреса ведомого устройства
  • Измерения с учётом и без учёта влияния оптического окна (с использованием этой функции возможно измерить минимум 0,11 лк, максимум 100 000 лк)
  • Малые колебания измерения (±20%).
Читайте также:  Неисправности регулятора холостого хода

Схема

Соедините элементы, как показано на нижеследующей схеме, созданной с помощью программы Fritzing (полный обзор программы по ссылке).

Датчик BH1750 оснащён встроенным 16‑битным АЦП, который может напрямую передавать цифровой сигнал по протоколу I²C, поэтому датчик подключается к выводам интерфейса I²C платы Arduino (аналоговые выводы 4 (SDA) и 5 (SCL)).

Таблица соединения выводов приведена ниже:

BH1750Arduino Uno
VCC5V
GNDGND
SCLA5
SDAA4

Подробное руководство, как использовать модуль дисплея от Nokia 5110 совместно с платформой Arduino, можно найти здесь. Оно поможет лучше понять принцип работы дисплея и способ его подключения к плате Arduino.

На всякий случай таблица подключения выводов дисплея и платы (согласно схеме), используемая именно в этом проекте, приведена ниже:

LCD Nokia 5110Arduino Uno
Pin 1(RST)D12
Pin 2(CE)D11
Pin 3(DC)D10
Pin 4(DIN)D9
Pin 5(CLK)D8
Pin 6(VCC)VCC
Pin 7(LIGHT)GND
Pin 8(GND)GND

Перепроверьте подключение всех элементов, прежде чем приступать к коду.

Как и во многих наших проектах, чтобы упростить работу с датчиком освещённости BH1750, нам понадобится для него библиотека. В рамках этого проекта мы будем использовать библиотеку BH1750.h, которую можно найти здесь. Скачайте библиотеку и установите её в среду разработки Arduino IDE, распаковав и скопировав её в папку среды, в которой находятся библиотеки.

Для дисплея Nokia 5110 нам понадобится библиотека LCD5110_Graph.h, которую можно скачать отсюда. Её также необходимо установить в среду разработки. Дополнительную информацию о дисплее Nokia 5110 можно найти в руководстве, которое упоминалось выше.

После установки библиотек, можно запустить среду Arduino IDE и приступить к работе.

Первое, что мы делаем в нашем коде, это включаем библиотеки, которые собираемся использовать: для датчика BH1750 и дисплея Nokia 5110, а также библиотеку для интерфейса I²C.

Измерение освещенности подручными средствами

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Статья относится к принтерам:

В последнее время на сайте появилось несколько статей не тему исследования равномерности освещенности LCD матрицы в фотополимерных принтерах.

Некоторые исследования дали невероятно хороший результат. Автор одного даже пожелал широкого внедрения в народ его методики.

А я критик. Потому что хочу иметь объективные и достоверные данные – для того, чтобы иметь возможность объективно сравнивать свой аппарат с другими. Это единственная возможная основа для модернизации принтеров этого класса, и превращения его из игрушки в серьезный аппарат, на деле соответствующий характеристикам, записанным в спецификациях.

Предполагается, что в фотополимерной смоле начинается полимеризация, когда фото инициаторы (в составе смолы) получают необходимую дозу энергии. Чтобы смола получила эту дозу, надо световым потоком с некоторой мощностью освещать смолу некоторое время (время экспозиции). Мощность светового потока, которая нас интересует, измеряется в Вт/кв.м или световой фотометрической величиной – люксом.

Извиняюсь за ликбез, это чтобы понимать, что все танцуют от одной печки.

Лучше всего измерять люксы люксметром. Вот таким, например.

Измерения проводятся в мкВт/кв.см.

Время одного измерения – от 1 сек.

Два недостатка для LCD 3D принтеров – диаметр окна сенсора 9.2 мм – очень большое для исследуемой поверхности 121х68 мм, сетка измерений примерно 13х7 ячеек. Второй недостаток – люксметр стоит $330 и сенсор еще $210, итого 540 баксов. Почти стоимость самого принтера.

Еще один люксметр всего за $20.

Проблема – сенсорное окно диаметром около 20 мм.

Популярная альтернатива за 200 рублей – фоторезистор, вместе с мультиметром или даже с Ардуино.

Реально – это ни на что не годный способ измерения освещенности. Нельзя интерпретировать измеренный ток как величину, пропорциональную освещенности!

Время одного измерения – от 2. 5 секунд.

Чтобы превратить голый фоторезистор в прибор, требуется дорогой инструментальный операционный усилитель, так как рабочие токи микроамперы. Потом надо получить ВАХ фоторезистора по 10-15 точкам с помощью эталонного люксметра, т.к. зависимость сопротивления от освещенности не пропорциональная, а логарифмическая.

А потом или вручную пересчитывать по графику токи в освещенность, или написать программку для компьютера или микроконтроллера.

Моя альтернатива – смартфон.

Окно датчика диаметром 2.3 мм. Сам сенсор размером 0.85 х 0.98 мм.

Располагается слева от слуховых дырок.

Два недостатка смартфона в качестве прибора.

Когда водишь смартфоном по поверхности, он случайно реагирует на касания других предметов, как на нажатия экрана, и начинает выполнять эти команды. Я это вылечил наклеиванием на сенсор трубочки длиной 10мм. Теперь экрана смартфона ничего не касается в режиме измерений.

Второй недостаток – как смотреть на результат измерений. если смартфон перевернут вверх ногами и экран находится снизу. Лечится недостаток очень просто – автоматизацией измерений.

Измерения проводятся с помощью программы Physics Toolbox Sensor Suite https://play.google.com/store/apps/details? >
Включается режим одновременной записи измерений с двух (или более) датчиков. Я включаю люксметр (Light Meter) и шумомер (Sound Meter). Когда датчик освещенности находится в нужной мне точке, громко говорю ‘А’, перемещаю датчик освещенности в другую точку измерения, опять громко говорю ‘А’, ну и так столько раз, сколько нужно. После последней точки в последовательности измерений заканчиваем запись, и лог измерений отправляем на компьютер.

Не надо во время измерений смотреть на цифирьки, ничего не надо записывать ручками на бумажке – всё автоматизированно.

В компьютере Экселем открываем лог измерений и по пикам шумомера смотрим показания люксметра. Они сразу в честных люксах. Кроме того, так как время одного измерения всего 0.08. 0.12 секунды, по каждой точке имеем серию из 20-50 измерений.

На вас работает очень чувствительный сенсор и 4-х/8-ми ядерный микроконтроллер. И если бы они работали плохо, ни один смартфон не умел бы делать приличные обычные фотографии.

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых постах.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector