Rimpeling is de belangrijkste parameter van licht die de gezondheid beïnvloedt, maar helaas zijn er geen apparaten beschikbaar om de rimpelcoëfficiënt te meten. Ik besloot deze situatie te corrigeren en een goedkoop apparaat te ontwikkelen.
Theorie
De pulsatie van licht is visueel onaangenaam, de ogen worden er moe van, het kan hoofdpijn en verergering van zenuwaandoeningen veroorzaken. Er wordt aangenomen dat rimpels tot 5% volledig onschadelijk zijn. Rimpeling tot 30% is bijna onmerkbaar en heeft hoogstwaarschijnlijk geen negatief effect op een persoon.
Veel mensen gebruiken de smartphonecamera om de rimpel te bepalen (als er een rimpeling is, verschijnen er strepen op het scherm), maar deze methode staat niet toe evalueer het niveau van pulsatie en vaak besluiten mensen, die de strepen zien, dat zo'n lichtbron gevaarlijk is, maar in feite kan het een rimpeling hebben minder dan 5%.
Iets betere potloodtest (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) - hiermee kunt u alleen de zichtbare rimpel repareren.
In een notendop, wat is pulsatie in het algemeen. Pulsatie is een frequente verandering in de helderheid van het licht, in het ergste geval kan het licht volledig uitgaan en 100 keer per seconde oplichten. De rimpel kan worden veroorzaakt door een vereenvoudigd LED-circuit op netvoeding of door pulsbreedtemodulatie (PWM) te gebruiken om de helderheid van het licht aan te passen.
Bestaat twee formules berekening van de pulsatiecoëfficiënt. De eerste formule wordt vaak de vereenvoudigde genoemd.
De met deze formule berekende rimpelfactor kan waarden aannemen van 0 tot 100%. 0 - geen rimpel, 100% - het licht gaat volledig uit en licht op.
De tweede formule wordt vaak GOST genoemd, omdat deze wordt gegeven in GOST R 54945-2012.
De formule ziet er eng uit, maar in feite is alles eenvoudiger:
De met deze formule berekende rimpelfactor kan waarden aannemen die hoger zijn dan 100%. Dit gebeurt wanneer het licht niet alleen volledig gedoofd is, maar de tijd van duisternis langer is dan de tijd van het licht.
Verschillende instrumenten die de rimpelcoëfficiënt meten, berekenen deze met verschillende formules. Luxmeter-pulsemeter-helderheidsmeter "Lupin" (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) gebruikt de GOST-formule, UPRtek MK350D-spectrometer (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) gebruikt een vereenvoudigde formule. In het Lamptest project meet ik de rimpel met een UPRtek MK350D, zodat de rimpelwaarden van de lampen niet boven de 100% uitkomen. Ik schakelde om twee redenen over op een vereenvoudigde formule: veel mensen werden verrast door een rimpel groter dan 100% en ze dachten dat er is iets mis met de metingen, bovendien maakt het over het algemeen helemaal niet uit of de rimpel 90, 100 of 146% is. In al deze gevallen is het licht slecht en mag het niet worden gebruikt.
Er wordt aangenomen dat een pulsatie met een frequentie van meer dan 300 Hz een persoon op geen enkele manier beïnvloedt, en in veel apparaten is er een filtering die de fixatie van een pulsatie met een hogere frequentie uitsluit.
Kansen
Een populaire rimpelmeter geeft twee rimpelcoëfficiënten tegelijk op het scherm weer: Kp1 - GOST-formule, Kp2 - een vereenvoudigde formule.
In het onderste deel van het scherm wordt de helderheidsgolfvorm weergegeven in het hele bereik, in het bovenste deel - een vergrote golfvorm van alleen de rimpel zelf (indien aanwezig). De minimale helderheidswaarde voor de bovenste golfvorm wordt eronder aan de rechterkant weergegeven.
Onder de bovenste golfvorm wordt een gekleurde balk weergegeven. Als het groen is, is de rimpel laag en is het licht veilig, geel geeft een kleine rimpel aan die visueel niet waarneembaar is. Oranje kleur - rimpeling, visueel merkbaar. Rode kleur - sterke zichtbare rimpeling.
Daarnaast worden drie opties weergegeven:
Emax - huidige maximale lichthelderheid in conventionele eenheden;
Emin - huidige minimale helderheid;
Eenv - ADC-achtergrondverlichting en geluidsniveau.
De onderste golfvorm heeft een blauwe horizontale lijn die overeenkomt met Eenv. De rode stippen tonen de contour van het oscillogram met afvlakking (softwarefiltering).
Het achtergrondverlichtingsniveau wordt gemeten wanneer het apparaat is ingeschakeld, wanneer het bericht "Autokalibratie" op het scherm wordt weergegeven. Om opnieuw te kalibreren, zet u het instrument gewoon uit en weer aan. De meest nauwkeurige metingen worden verkregen bij metingen in volledige duisternis, maar de resultaten zijn vrij nauwkeurig onder normale verlichting.
Het apparaat werkt in het verlichtingsbereik ~100-2000 lx. Als er niet genoeg licht is voor een nauwkeurige meting, wordt "Low Light" weergegeven; als het licht te fel is, wordt "Over Light" weergegeven.
Plaats het apparaat bij het meten op een zodanige afstand van de lichtbron dat geen van deze meldingen op het scherm wordt weergegeven. Het is beter dat de waarde van Emax groter is dan 500.
Het scherm geeft oscillogrammen weer gedurende 40 ms. Bij de meeste lampen heeft de pulsatie een frequentie van 100 Hz, terwijl er op het scherm vier golven zichtbaar zijn. Als de puls een hogere frequentie heeft, zal het aantal golven op het scherm groter zijn. De maximale frequentie die het apparaat "ziet" is ~ 800 Hz. Er is geen filtering op pulsatiefrequentie in het apparaat.
Accessoires
Alle hoofdcomponenten kunnen op AliExpress worden gekocht bij één vertrouwde verkoper. Wij hebben nodig:
1. Licht sensor TEMT6000.
2. microcontroller KnooppuntMCU (we kiezen voor de tweede optie Nodemcu-CH340).
3. Scherm TFT 1.77". Kan genomen worden TFT 1.8" (het scherm zelf is daar precies hetzelfde, ook qua formaat, het verschil zit in het SD-kaartslot aan de achterkant en die 1.8 heeft pinnen onder het scherm, en 1.77 heeft pinnen boven het scherm). 1,77" is beter omdat de module dunner is door het ontbreken van een SD-slot.
4. draden met Dupont-connectoren (kies de eerste optie 10C Female TO Female). Je kunt natuurlijk geen draden met connectoren gebruiken, maar gewoon alles met gewone draden solderen. In ieder geval zul je moeten solderen - de lichtsensor wordt geleverd met een niet-gesoldeerde connector, die apart in een zak zit).
Wijzig bij de laatste stap voor de betaling de verzendmethode voor alle artikelen in "Aliexpress Saver Shipping", dan zullen de totale verzendkosten dalen.
Er blijft een schakelaar, een behuizing, een Krona-batterijconnector en de batterij zelf.
U kunt elke schakelaar gebruiken, zoals op de foto, I hier besteld.
De Krona batterij connector is uit een oude batterij van dit type gescheurd. De batterij kan zowel alkaline (Alkaline) als zoutoplossing worden gebruikt (hij gaat twee uur continu mee). Trouwens, als er helemaal niet genoeg ruimte in de koffer is, kunt u de Kron-alkalinebatterij demonteren, zes in serie geschakelde AAAA-batterijen eruit halen en ze in de koffer plaatsen zoals u dat wilt.
Om geen raam uit te snijden voor het scherm, is het beter om een hoesje van transparant plastic te gebruiken. Ik gebruikte als een romp"organizer voor kleine dingen "Every day" 125x75x30 mm", gekocht in Auchan voor 30 roebel. Dozen van kinderoorstokjes, van tandenstokers-beugels zijn ook geschikt. Je kunt ook schoenensponzen met een doorzichtige helft gebruiken, maar die hebben een heel dun plastic dat gemakkelijk scheurt.
Firmware
De firmware voor het apparaat is volledig belangeloos gemaakt door Stanislav Gritsinov, waarvoor veel dank aan hem!
Archief downloaden https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar en pak het uit in een willekeurige map. Er zijn twee bestanden in het archief - firmware en ESP8266Flasher-programma.
Sluit het NodeMCU-bord aan op de computer (het is niet nodig om de sensor en het scherm op het bord aan te sluiten). Installeer indien nodig het CH340-stuurprogramma. Er zou een nieuwe COM-poort op de computer moeten verschijnen.
Start ESP8266Flasher, selecteer de COM-poort die verschijnt, klik op Config, klik op de bovenste versnelling, selecteer firmwarebestand (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), klik op Bediening, klik op flash. Het firmwareproces begint, wat ongeveer 30 seconden duurt. Wanneer hieronder een groen vinkje verschijnt, kan het bord worden uitgeschakeld.
Voor degenen die meer op hun gemak zijn met het flashen van het apparaat via de Arduino IDE en degenen die willen bestuderen hoe het programma werkt en het mogelijk willen verbeteren, publiceer ik de schets: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
samenkomst
Sensoraansluiting:
UIT(S)-A0
VCC (V) - 3V (een van de drie pinnen)
GND (G) - G (bij voorkeur die naast A0)
Batterij aansluiting:
+ - VIN (via schakelaar)
- - G (bij voorkeur die naast het VIN)
Scherm verbinding:
Scherm 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (kan worden aangesloten op D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 LEDA - 3V
Scherm 1.8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (kan worden aangesloten op D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Het scherm is van binnenuit met hete lijm op de transparante behuizing gelijmd. Het is belangrijk om de boven- en onderkant niet door elkaar te halen (1,77" contacten aan de bovenkant, 1,8" aan de onderkant). De sensor wordt met dezelfde hete lijm op het uiteinde van de behuizing gelijmd.
Het is beter om eerst alles in elkaar te zetten en te laten draaien, en dus al in de koffer te plaatsen.
Voeding
De gemakkelijkste optie is "Krona" op batterijen. U kunt over het algemeen zonder ingebouwde voeding en sluit het apparaat via de MicroUSB-connector aan op elke stroombron met een USB-uitgang of een powerbank. U kunt een of twee AA/AA-batterijen en een boost-converter gebruiken. Het heeft geen zin om batterijvoeding te gebruiken, omdat het onwaarschijnlijk is dat het apparaat erg vaak zal worden gebruikt.
Sensor
Het is niet nodig om de TEMT6000 te gebruiken. Er zijn OPT101 sensoren te koop, waarvan je de gevoeligheid kunt wijzigen door de waarde van de shuntweerstand te veranderen. Je kunt zelfs kleine zonnepanelen van speelgoed als sensor gebruiken (de meetnauwkeurigheid zal lager zijn, maar de afwezigheid van pulsatie en pulsatie onder de 100% zal perfect zichtbaar zijn).
Problemen
De respons van de TEMT6000-sensor is niet volledig lineair. Ik heb er zelfs aan gedacht om een tabel met conversiefactoren te maken, maar het bleek dat de metingen van het apparaat al behoorlijk nauwkeurig zijn (Over het algemeen is de rimpel van 30% of 35% niet erg belangrijk, het belangrijkste is dat je kunt zien wanneer de rimpel minder dan 1% of meer is 90%).
Ik was van plan om een mooie interface te maken met grote aantallen rimpelwaarden. Dit is de lay-out die is getekend.
Helaas is Stanislav door de huidige gebeurtenissen in een ander land beland en het is niet bekend wanneer hij in staat zal zijn en of hij zal kunnen terugkeren naar ontwikkeling. Als een van jullie zich ertoe verbindt de interface te voltooien, zal het erg cool zijn. Misschien doe ik het zelf wel als ik alle verzamelde zaken opnieuw doe.
Is het mogelijk om een kant-en-klaar apparaat te kopen?
Ik heb geen doel om geld te verdienen met het apparaat. Ik bedacht dit project voor het algemeen belang. Nu bestaat het apparaat in twee exemplaren (een in het geval, de tweede alleen in de vorm van een breadboard-assemblage). Er staat iemand klaar om ze op te halen. Welke prijs ben je bereid te betalen voor een toestel in dezelfde behuizing als op de titelfoto?
Als er mensen of bedrijven zijn die het toestel willen vrijgeven, ben ik daar niet tegen. Als ze het nodig vinden om een percentage af te trekken voor de ontwikkeling van Lamptest is dat prima, maar ik eis niets.
Ik weet dat velen onderdelen hebben gekocht, dit weekend het apparaat in elkaar gaan zetten en laten draaien. Ik vraag je om een foto van je apparaten te maken en een foto hier in de comments of in Telegram @ammochat te plaatsen. Ik zal zeer tevreden zijn en ik zal weten dat dit alles niet tevergeefs is.
Vrede voor iedereen!
© 2022, Alexey Nadezhin
Al twaalf jaar schrijf ik over techniek, kortingen, interessante plekken en evenementen. Lees mijn blogsite ammo1.ru, in Leren, Zen, Mirtesen, Telegram.
Mijn projecten:
lamptest.ru. Ik test LED-lampen en help je erachter te komen welke goed zijn en welke minder.
Elerus.ru. Ik verzamel informatie over huishoudelijke elektronische apparaten voor persoonlijk gebruik en deel deze.
#doe het zelf#doe-het-zelf#rimpeling#apparaat#rimpel meter#hartritmemonitor#arduino