Zvlnění je hlavním parametrem světla ovlivňujícím zdraví, ale bohužel nejsou k dispozici žádné dostupné přístroje na měření koeficientu zvlnění. Rozhodl jsem se tuto situaci napravit a vyvinout levné zařízení.
Teorie
Pulsace světla je vizuálně nepříjemná, oči se jím unaví, může způsobit bolesti hlavy a zhoršení nervových onemocnění. Předpokládá se, že zvlnění do 5% je zcela neškodné. Zvlnění do 30% je téměř neznatelné a s největší pravděpodobností na člověka nepůsobí negativně.
Mnoho lidí používá k určení zvlnění kameru smartphonu (pokud je zvlnění, na obrazovce se objeví pruhy), ale tato metoda neumožňuje vyhodnotit úroveň pulsace a lidé často, když vidí pruhy, usoudí, že takový zdroj světla je nebezpečný, ale ve skutečnosti se může vlnit méně než 5 %.
O něco lepší test tužkou (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) - umožňuje opravit pouze viditelné zvlnění.
Stručně řečeno, co je to pulsace obecně. Pulzace je častá změna jasu světla, v nejhorším případě může světlo úplně zhasnout a rozsvítit se 100x za vteřinu. Zvlnění může být způsobeno zjednodušeným obvodem LED napájeným ze sítě nebo použitím modulace šířky pulzu (PWM) k nastavení jasu světla.
existuje dvě formule výpočet pulzačního koeficientu. První vzorec se často nazývá zjednodušený.
Koeficient zvlnění vypočítaný tímto vzorcem může nabývat hodnot od 0 do 100 %. 0 - žádné vlnění, 100% - světlo úplně zhasne a rozsvítí se.
Druhý vzorec se často nazývá GOST, protože je uveden v GOST R 54945-2012.
Vzorec vypadá děsivě, ale ve skutečnosti je vše jednodušší:
Faktor zvlnění vypočítaný pomocí tohoto vzorce může nabývat hodnot vyšších než 100 %. To se děje, když světlo nejen zcela zhasne, ale doba temnoty je delší než doba světla.
Různé přístroje, které měří koeficient zvlnění, jej vypočítávají pomocí různých vzorců. Luxmetr-pulsometr-měřič jasu "Lupin" (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) používá vzorec GOST, spektrometr UPRtek MK350D (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) používá zjednodušený vzorec. V projektu Lamptest měřím zvlnění pomocí UPRtek MK350D, takže hodnoty zvlnění lamp nepřesahují 100%. Přešel jsem na zjednodušený vzorec ze dvou důvodů: mnoho lidí bylo překvapeno zvlněním větším než 100 % a mysleli si, že něco není v pořádku s měřeními, kromě toho v podstatě vůbec nezáleží na tom, zda je zvlnění 90, 100 nebo 146 %. Ve všech těchto případech je světlo špatné a nemělo by se používat.
Předpokládá se, že pulsace s frekvencí vyšší než 300 Hz člověka nijak neovlivňuje a v mnoha zařízeních existuje filtrace, která vylučuje fixaci pulsace s vyšší frekvencí.
Příležitosti
Populární měřič vlnění zobrazuje na obrazovce dva koeficienty vlnění najednou: Kp1 - vzorec GOST, Kp2 - zjednodušený vzorec.
Ve spodní části obrazovky je zobrazen průběh jasu v celém rozsahu, v horní části - zvětšený průběh pouze samotného zvlnění (pokud existuje). Minimální hodnota jasu pro horní křivku je zobrazena pod ní vpravo.
Pod horní křivkou se zobrazí barevný pruh. Když je zelená, vlnění je nízké a světlo je bezpečné, žlutá označuje malé vlnění, které není vizuálně patrné. Oranžová barva - vlnění, znatelné vizuálně. Červená barva - silné viditelné zvlnění.
Kromě toho se zobrazí tři možnosti:
Emax - aktuální maximální jas světla v konvenčních jednotkách;
Emin - aktuální minimální jas;
Eenv - ADC pozadí osvětlení a hladina hluku.
Spodní křivka má modrou vodorovnou čáru odpovídající Eenv. Červené tečky znázorňují obrys oscilogramu s vyhlazováním (softwarová filtrace).
Úroveň podsvícení se měří při zapnutí zařízení, když se na obrazovce zobrazí zpráva „Automatická kalibrace“. Pro rekalibraci jednoduše přístroj vypněte a zapněte. Nejpřesnější měření získáte při měření v úplné tmě, ale výsledky jsou poměrně přesné za normálního osvětlení.
Zařízení pracuje v rozsahu osvětlení ~100-2000 lx. Není-li dostatek světla pro přesné měření, zobrazí se „Nízké světlo“; pokud je světlo příliš jasné, zobrazí se „Přesvítit“.
Při měření umístěte přístroj do takové vzdálenosti od světelného zdroje, aby se na obrazovce nezobrazovala žádná z těchto zpráv. Je lepší, aby hodnota Emax byla větší než 500.
Na obrazovce se zobrazí oscilogramy po dobu 40 ms. U většiny lamp má pulzace frekvenci 100 Hz, přičemž na obrazovce jsou viditelné čtyři vlny. Pokud má puls vyšší frekvenci, počet vln na obrazovce bude větší. Maximální frekvence, kterou zařízení „vidí“, je ~ 800 Hz. V zařízení není žádné filtrování pulzační frekvencí.
Příslušenství
Všechny hlavní komponenty lze zakoupit na Aliexpress od jednoho důvěryhodného prodejce. Budeme potřebovat:
1. Světelný senzor TEMT6000.
2. mikrokontrolér NodeMCU (vybíráme druhou možnost Nodemcu-CH340).
3. Obrazovka TFT 1,77". Lze vzít TFT 1,8" (samotná obrazovka je tam úplně stejná, včetně velikosti, rozdíl je ve slotu pro SD kartu vzadu a že 1.8 má kolíky pod obrazovkou a 1.77 má kolíky nad obrazovkou). 1,77" je lepší, protože modul je tenčí kvůli chybějícímu SD slotu.
4. dráty s konektory Dupont (vyberte první možnost 10C Female TO Female). Samozřejmě nemůžete použít dráty s konektory, ale jednoduše vše připájet běžnými dráty. V každém případě budete muset pájet - světelný senzor je dodáván s nepřipájeným konektorem, který leží samostatně v sáčku).
V posledním kroku před platbou změňte způsob dopravy u všech položek na „Aliexpress Saver Shipping“, poté se celkové náklady na dopravu sníží.
Zůstává vypínač, pouzdro, konektor baterie Krona a samotná baterie.
Můžete použít jakýkoli vypínač, jako je na fotografii I objednáno zde.
Ze staré baterie tohoto typu je vytržený konektor baterie Krona. Baterii lze použít jak alkalickou (Alkaline), tak fyziologickou (vydrží dvě hodiny nepřetržitého provozu). Mimochodem, pokud v pouzdře není vůbec dost místa, můžete alkalickou baterii Kron rozložit, vyjmout z ní šest AAAA baterií zapojených do série a uspořádat je do pouzdra tak, jak je to vhodné.
Aby nedošlo k vyříznutí okna pro obrazovku, je lepší použít pouzdro z průhledného plastu. Použil jsem jako trup"organizér na drobnosti "Každý den" 125x75x30 mm“, koupené v Auchanu za 30 rublů. Vhodné jsou i krabičky od dětských ušních tyčinek, od párátek-držáků. Můžete použít i houbičky na boty s průhlednou polovinou, ale mají velmi tenký plast, který snadno praská.
Firmware
Firmware pro zařízení vytvořil zcela bez zájmu Stanislav Gritsinov, za což mu patří velký dík!
Stáhnout archiv https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar a rozbalte jej do libovolné složky. V archivu jsou dva soubory - firmware a program ESP8266Flasher.
Připojte desku NodeMCU k počítači (není nutné k desce připojovat senzor a obrazovku). V případě potřeby nainstalujte ovladač CH340. V počítači by se měl objevit nový port COM.
Spusťte ESP8266Flasher, vyberte COM port, který se objeví, klikněte na Config, klikněte na nejvyšší ozubené kolo, vyberte soubor firmwaru (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), klikněte na Operation, klikněte blikat. Začne proces firmwaru, který bude trvat asi 30 sekund. Když se dole objeví zelené zaškrtnutí, desku lze vypnout.
Pro ty, kterým více vyhovuje flashování zařízení přes Arduino IDE a ty, kteří si chtějí nastudovat, jak program funguje a případně jej vylepšit, zveřejňuji skicu: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
Shromáždění
Připojení senzoru:
OUT(S)-A0
VCC (V) - 3V (kterýkoli ze tří kolíků)
GND (G) - G (nejlépe ten vedle A0)
Připojení baterie:
+ - VIN (přes přepínač)
- - G (nejlépe ten vedle VIN)
Připojení obrazovky:
Displej 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (lze připojit k D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 LEDA - 3V
Displej 1,8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (lze připojit k D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Zástěna je zevnitř nalepena na průhledné pouzdro horkým lepidlem. Je důležité nezaměňovat horní a spodní část (1,77" kontakty nahoře, 1,8" dole). Snímač je přilepen stejným horkým lepidlem na konec pouzdra.
Je lepší vše nejprve sestavit a spustit, a tedy již umístit do pouzdra.
Výživa
Nejjednodušší možností je baterie napájená "Krona". Obecně se obejdete bez vestavěného napájení a zařízení připojíte přes MicroUSB konektor k libovolnému zdroji napájení s USB výstupem nebo powerbance. Můžete použít jednu nebo dvě baterie AA/AA a boost konvertor. Nemá smysl vyrábět energii z baterie, protože je nepravděpodobné, že se zařízení bude používat velmi často.
Senzor
Není nutné používat TEMT6000. V prodeji jsou snímače OPT101, u kterých lze měnit citlivost změnou hodnoty bočníkového rezistoru. Jako senzor můžete dokonce použít malé solární panely z hraček (přesnost měření bude nižší, ale absence pulzace a pulzace pod 100% bude perfektně vidět).
Problémy
Odezva snímače TEMT6000 není zcela lineární. Dokonce jsem přemýšlel o tom, že bych udělal tabulku převodních faktorů, ale ukázalo se, že údaje přístroje jsou již poměrně přesné (Celkově zvlnění 30 % nebo 35 % není příliš důležité, hlavní věc je, že vidíte, když je zvlnění menší než 1 % nebo více 90%).
Plánoval jsem vytvořit krásné rozhraní s velkým počtem hodnot zvlnění. Toto je rozvržení, které bylo nakresleno.
Bohužel kvůli aktuálním událostem Stanislav skončil v jiné zemi a není známo, kdy bude moci a zda se bude moci vrátit do developmentu. Pokud se jeden z vás zaváže dokončit rozhraní, bude to velmi cool. Možná to udělám sám, až předělám všechny nahromaděné případy.
Je možné koupit hotové zařízení
Nemám žádný cíl vydělat na zařízení peníze. Tento projekt jsem vymyslel pro veřejné blaho. Nyní zařízení existuje ve dvou exemplářích (jedna v pouzdře, druhá pouze ve formě sestavy na krájení). Existuje osoba, která je připravena je sbírat. Jakou cenu jste ochotni zaplatit za zařízení ve stejném pouzdru jako na titulní fotografii?
Pokud se najdou lidé nebo firmy, které chtějí zařízení vydat, nejsem proti. Pokud uznají za nutné odečíst procenta na vývoj Lamptestu, bude to v pořádku, ale nic nepožaduji.
Vím, že mnozí si koupili díly, tento víkend sestaví a spustí zařízení. Žádám vás, abyste vyfotili svá zařízení a dali fotku sem do komentářů nebo do Telegramu @ammochat. Budu velmi potěšen a budu vědět, že to všechno není marné.
Mír pro všechny!
© 2022, Alexey Nadezhin
Dvanáct let píšu o technice, slevách, zajímavých místech a akcích. Přečtěte si můj blog ammo1.ru, v Učit se, Zen, Mirtesen, Telegram.
Moje projekty:
lamptest.ru. Testuji LED lampy a pomohu vám zjistit, které jsou dobré a které ne tak dobré.
Elerus.ru. Shromažďuji informace o domácích elektronických zařízeních pro osobní potřebu a sdílím je.
#Udělej si sám#DIY#vlnění#přístroj#vlnoměr#monitor srdečního tepu#arduino