Zvlnenie je hlavným parametrom svetla, ktorý ovplyvňuje zdravie, ale bohužiaľ nie sú dostupné žiadne zariadenia na meranie koeficientu zvlnenia na predaj. Rozhodol som sa napraviť túto situáciu a vyvinúť lacné zariadenie.
teória
Pulzovanie svetla je vizuálne nepríjemné, oči sa ním unavujú, môže spôsobiť bolesti hlavy a zhoršenie nervových chorôb. Predpokladá sa, že zvlnenie do 5% je úplne neškodné. Zvlnenie do 30% je takmer nepostrehnuteľné a s najväčšou pravdepodobnosťou nemá na človeka negatívny vplyv.
Mnoho ľudí používa fotoaparát smartfónu na určenie zvlnenia (ak je zvlnenie, na obrazovke sa objavia pruhy), ale táto metóda neumožňuje vyhodnotiť úroveň pulzácie a ľudia, ktorí vidia pruhy, sa často rozhodnú, že takýto svetelný zdroj je nebezpečný, ale v skutočnosti môže mať vlnenie menej ako 5 %.
O niečo lepší test ceruzkou (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) - umožňuje opraviť iba viditeľné zvlnenie.
Stručne povedané, čo je pulzácia vo všeobecnosti. Pulzácia je častá zmena jasu svetla, v najhoršom prípade môže svetlo úplne zhasnúť a rozsvietiť sa 100-krát za sekundu. Zvlnenie môže byť spôsobené zjednodušeným obvodom LED napájaným zo siete alebo použitím modulácie šírky impulzov (PWM) na úpravu jasu svetla.
existuje dve formulky výpočet pulzačného koeficientu. Prvý vzorec sa často nazýva zjednodušený.
Faktor zvlnenia vypočítaný týmto vzorcom môže nadobúdať hodnoty od 0 do 100 %. 0 - žiadne vlnenie, 100% - svetlo úplne zhasne a rozsvieti sa.
Druhý vzorec sa často nazýva GOST, pretože je uvedený v GOST R 54945-2012.
Vzorec vyzerá strašidelne, ale v skutočnosti je všetko jednoduchšie:
Faktor zvlnenia vypočítaný pomocou tohto vzorca môže nadobúdať hodnoty vyššie ako 100 %. Stáva sa to vtedy, keď svetlo nielenže úplne zhasne, ale čas tmy je dlhší ako čas svetla.
Rôzne prístroje, ktoré merajú koeficient zvlnenia, ho vypočítavajú pomocou rôznych vzorcov. Luxmeter-pulzometer-jasomer "Lupin" (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) používa vzorec GOST, spektrometer UPRtek MK350D (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) používa zjednodušený vzorec. V projekte Lamptest meriam zvlnenie pomocou UPRtek MK350D, takže hodnoty zvlnenia žiaroviek nepresahujú 100%. Prešiel som na zjednodušený vzorec z dvoch dôvodov: veľa ľudí bolo prekvapených vlnením väčším ako 100 % a mysleli si, že niečo nie je v poriadku s meraniami, okrem toho vo všeobecnosti vôbec nezáleží na tom, či je zvlnenie 90, 100 alebo 146%. Vo všetkých týchto prípadoch je svetlo zlé a nemalo by sa používať.
Predpokladá sa, že pulzácia s frekvenciou vyššou ako 300 Hz nijako neovplyvňuje človeka a v mnohých zariadeniach existuje filtrácia, ktorá vylučuje fixáciu pulzácie s vyššou frekvenciou.
Príležitosti
Populárny merač zvlnenia zobrazuje na obrazovke dva koeficienty zvlnenia naraz: Kp1 - vzorec GOST, Kp2 - zjednodušený vzorec.
V spodnej časti obrazovky sa zobrazuje priebeh jasu v celom rozsahu, v hornej časti - zväčšený priebeh iba samotného zvlnenia (ak existuje). Minimálna hodnota jasu pre horný priebeh vlny je zobrazená vpravo pod ním.
Pod hornou krivkou sa zobrazí farebný pruh. Keď je zelená, vlnenie je nízke a svetlo je bezpečné, žltá označuje malé vlnenie, ktoré nie je vizuálne viditeľné. Oranžová farba - vlnenie, viditeľné vizuálne. Červená farba - silné viditeľné vlnenie.
Okrem toho sa zobrazia tri možnosti:
Emax - aktuálny maximálny jas svetla v konvenčných jednotkách;
Emin - aktuálny minimálny jas;
Eenv - ADC podsvietenie a hladina hluku.
Spodný tvar vlny má modrú vodorovnú čiaru zodpovedajúcu Eenv. Červené bodky znázorňujú obrys oscilogramu s vyhladzovaním (softvérová filtrácia).
Úroveň podsvietenia sa meria pri zapnutí zariadenia, keď sa na obrazovke zobrazí správa „Automatická kalibrácia“. Ak chcete znova kalibrovať, jednoducho prístroj vypnite a zapnite. Najpresnejšie merania dosiahnete pri meraní v úplnej tme, no výsledky sú celkom presné pri bežnom osvetlení.
Zariadenie pracuje v rozsahu osvetlenia ~100-2000 lx. Ak nie je dostatok svetla na presné meranie, zobrazí sa „Nízke svetlo“; ak je svetlo príliš jasné, zobrazí sa „Presvetlenie“.
Pri meraní umiestnite prístroj do takej vzdialenosti od svetelného zdroja, aby sa na obrazovke nezobrazila žiadna z týchto správ. Je lepšie, aby hodnota Emax bola väčšia ako 500.
Na obrazovke sa zobrazia oscilogramy po dobu 40 ms. Pre väčšinu lámp má pulzácia frekvenciu 100 Hz, pričom na obrazovke sú viditeľné štyri vlny. Ak má impulz vyššiu frekvenciu, počet vĺn na obrazovke bude väčší. Maximálna frekvencia, ktorú zariadenie „vidí“, je ~ 800 Hz. V zariadení nie je žiadne filtrovanie podľa frekvencie pulzácií.
Príslušenstvo
Všetky hlavné komponenty je možné zakúpiť na Aliexpress od jedného dôveryhodného predajcu. Budeme potrebovať:
1. Svetelný senzor TEMT6000.
2. mikrokontrolér NodeMCU (vyberáme druhú možnosť Nodemcu-CH340).
3. Obrazovka TFT 1,77". Dá sa vziať TFT 1,8" (samotná obrazovka je tam úplne rovnaká, vrátane veľkosti, rozdiel je v slote na SD kartu vzadu a že 1.8 má kolíky pod obrazovkou a 1.77 má kolíky nad obrazovkou). 1,77" je lepší, pretože modul je tenší kvôli absencii SD slotu.
4. drôty s konektormi Dupont (vyberte prvú možnosť 10C Female TO Female). Samozrejme, nemôžete použiť drôty s konektormi, ale jednoducho všetko spájajte obyčajnými drôtmi. V každom prípade budete musieť spájkovať - svetelný senzor je dodávaný s nespájkovaným konektorom, ktorý leží samostatne v taške).
V poslednom kroku pred platbou zmeňte spôsob dopravy pre všetky položky na "Aliexpress Saver Shipping", potom sa celkové náklady na dopravu znížia.
Zostáva vypínač, puzdro, konektor batérie Krona a samotná batéria.
Môžete použiť akýkoľvek prepínač, ako je na fotografii, I objednané tu.
Zo starej batérie tohto typu je vytrhnutý konektor batérie Krona. Batériu je možné použiť ako alkalickú (Alkaline), tak aj fyziologickú (vydrží dve hodiny nepretržitej prevádzky). Mimochodom, ak nie je v puzdre vôbec dostatok miesta, môžete alkalickú batériu Kron rozobrať, vybrať z nej šesť sériovo zapojených batérií AAAA a usporiadať ich do puzdra podľa potreby.
Aby ste nevyrezali okno pre obrazovku, je lepšie použiť puzdro vyrobené z priehľadného plastu. Použil som ako trup"organizér na drobnosti "Každý deň" 125x75x30 mm“, kúpené v Auchane za 30 rubľov. Vhodné sú aj škatuľky od detských tyčiniek do uší, od špáradiel-držiakov. Môžete použiť aj špongie na topánky s priehľadnou polovicou, no tie majú veľmi tenký plast, ktorý ľahko praskne.
Firmvér
Firmvér pre zariadenie vytvoril úplne bez záujmu Stanislav Gritsinov, za čo mu patrí veľká vďaka!
Stiahnite si archív https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar a extrahujte ho do ľubovoľného priečinka. V archíve sú dva súbory - firmvér a program ESP8266Flasher.
Pripojte dosku NodeMCU k počítaču (nie je potrebné pripojiť senzor a obrazovku k doske). V prípade potreby nainštalujte ovládač CH340. Na počítači by sa mal objaviť nový port COM.
Spustite ESP8266Flasher, vyberte port COM, ktorý sa zobrazí, kliknite na položku Config, kliknite na horný prevod, vyberte súbor firmvéru (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), kliknite na položku Operácia, kliknite na blesk. Spustí sa proces firmvéru, ktorý bude trvať približne 30 sekúnd. Keď sa dole zobrazí zelená značka začiarknutia, dosku je možné vypnúť.
Pre tých, ktorým viac vyhovuje flashovanie zariadenia cez Arduino IDE a tých, ktorí si chcú naštudovať, ako program funguje a prípadne ho vylepšiť, zverejňujem náčrt: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
zhromaždenie
Pripojenie snímača:
OUT(S)-A0
VCC (V) - 3V (akýkoľvek z troch kolíkov)
GND (G) - G (najlepšie tá vedľa A0)
Pripojenie batérie:
+ - VIN (cez prepínač)
-- G (najlepšie to vedľa VIN)
Pripojenie obrazovky:
Obrazovka 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (možno pripojiť k D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 LEDA - 3V
Obrazovka 1,8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (možno pripojiť k D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Obrazovka je z vnútornej strany prilepená horúcim lepidlom na priehľadné puzdro. Je dôležité nezamieňať hornú a spodnú časť (1,77" kontakty hore, 1,8" dole). Snímač je prilepený rovnakým horúcim lepidlom na koniec krytu.
Je lepšie najskôr všetko zmontovať a spustiť, a teda už umiestniť do puzdra.
Výživa
Najjednoduchšou možnosťou je batéria "Krona". Vo všeobecnosti sa zaobídete bez vstavaného napájania a zariadenie pripojíte cez MicroUSB konektor k akémukoľvek zdroju napájania s USB výstupom alebo powerbanke. Môžete použiť jednu alebo dve batérie AA/AA a boost konvertor. Nemá zmysel robiť napájanie z batérie, pretože je nepravdepodobné, že by sa prístroj používal veľmi často.
Senzor
Nie je potrebné používať TEMT6000. V predaji sú snímače OPT101, u ktorých je možné meniť citlivosť zmenou hodnoty bočníkového odporu. Ako senzor môžete dokonca použiť malé solárne panely z hračiek (presnosť merania bude nižšia, ale absencia pulzovania a pulzácia pod 100% bude dokonale viditeľná).
Problémy
Odozva snímača TEMT6000 nie je úplne lineárna. Dokonca som premýšľal o tom, že urobím tabuľku prepočítavacích faktorov, ale ukázalo sa, že hodnoty prístroja sú už celkom presné (Vo všeobecnosti nie je zvlnenie 30 % alebo 35 % veľmi dôležité, hlavná vec je, že vidíte, keď je zvlnenie menšie ako 1 % alebo viac 90%).
Plánoval som vytvoriť krásne rozhranie s veľkým počtom hodnôt zvlnenia. Toto je rozloženie, ktoré bolo nakreslené.
Žiaľ, kvôli aktuálnym udalostiam Stanislav skončil v inej krajine a nie je známe, kedy bude môcť a či sa bude môcť vrátiť do developmentu. Ak sa jeden z vás zaviaže dokončiť rozhranie, bude to veľmi cool. Možno to urobím sám, keď prerobím všetky nahromadené prípady.
Je možné kúpiť hotové zariadenie
Nemám cieľ zarábať na zariadení. Tento projekt som vymyslel pre verejné blaho. Teraz zariadenie existuje v dvoch exemplároch (jeden v puzdre, druhý len vo forme doštičky). Existuje osoba, ktorá je pripravená ich zbierať. Akú cenu ste ochotný zaplatiť za zariadenie v rovnakom prípade ako na titulnej fotke?
Ak sú ľudia alebo spoločnosti, ktoré chcú zariadenie vydať, nie som proti. Ak usúdia, že je potrebné odpočítať percentá na vývoj Lamptestu, bude to v poriadku, ale ja nič nepožadujem.
Viem, že mnohí si kúpili diely, tento víkend zariadenie zmontujú a spustia. Žiadam vás, aby ste odfotili svoje zariadenia a zverejnili fotografiu tu v komentároch alebo v telegrame @ammochat. Veľmi ma to poteší a budem vedieť, že to všetko nie je márne.
Mier pre všetkých!
© 2022, Alexey Nadezhin
Dvanásť rokov píšem o technike, zľavách, zaujímavých miestach a akciách. Prečítajte si môj blog ammo1.ru, v Učte sa, Zen, Mirtesen, telegram.
Moje projekty:
lamptest.ru. Testujem LED žiarovky a pomôžem vám zistiť, ktoré sú dobré a ktoré nie.
Elerus.ru. Zhromažďujem informácie o domácich elektronických zariadeniach na osobné použitie a zdieľam ich.
#urob si sám#DIY#vlnenie#zariadenie#zvlnenie meter#monitor srdcovej frekvencie#arduino