В нашем мире, в котором казалось-бы всё давно изобретено и всё производится, я постоянно сталкиваюсь с тем, что мне не хватает различных устройств, которые совсем несложно сделать, но почему-то никто не делает. Так, я не встречал ни одного люксметра, который умел бы показывать изменение яркости в процентах от начального значения. Пришлось осваивать Arduino и делать самому.
Прибор Lamptest-1 в текущей версии v2.2 умеет следующее:
— измерение уровня освещённости в люксах;
— отображение запомненной и текущей освещённости и отличия между ними в процентах;
— отображение времени от момента запоминания освещённости;
— передача уровня освещённости на компьютер с возможностью построения графиков в Excel;
— измерение светового потока путём сравнения с эталоном.
В приборе используется цифровой датчик TSL2561 с двумя фотодиодами — один «видит» в широком спектре, второй в инфракрасном. Разность между значениями, выдаваемыми двумя датчиками, даёт уровень освещённости в видимом спектре.
При включении прибора измеряется и запоминается уровень освещённости — он отображается в начале второй строки экрана. В начале первой строки экрана отображается текущий уровень освещённости, в центре — отличие в процентах текущего уровня от запомненного. В конце первой строки отображается время от момента запоминания начального уровня освещённости.
При нажатии первой кнопки запоминается текущий уровень освещённости и таймер начинает новый отсчёт.
Каждые десять секунд текущее значение таймера и текущий уровень освещённости передаются в компьютер. Их можно смотреть в терминале Arduino.
Данные можно импортировать в Excel для построения графиков изменения освещённости. К примеру, вот так выглядит падение яркости светодиодной лампы в течение 30 минут после включения.
Разумеется, прибор может работать и автономно от компьютера — достаточно подключить его кабель к любой USB-зарядке.
Вторая функция прибора — измерение светового потока. Для калибровки понадобится эталонная лампа с известным световым потоком и цветовой температурой, приблизительно такой же, как у испытываемой лампы.
В простейшем случае можно установить сначала эталонную, а потом испытываемую лампу в светильник с круглым матовым плафоном, разместить датчик прибора на фиксированном расстоянии от светильника и произвести измерения в темноте.
Более «продвинутый» вариант — использование какого-либо интегрирующего объёма, позволяющего «собрать» весь свет лампы. Для профессиональных измерений используются большие интегрирующие сферы, в нашем случае хватит фанерного кубика 25x25x25 см, покрашенного изнутри белой водоэмульсионкой.
Перед датчиком установлена шторка, препятствующая попаданию прямого света от лампы (бумажка работает светофильтром, чтобы датчик не перегружался от света ярких ламп).
После установки и прогрева эталонной лампы нужно нажать вторую кнопку и на экране появится значение светового потока 600 лм, которое можно скорректировать кнопками «вверх» и «вниз» в соответствии с реальным световым потоком эталонной лампы. Затем нажимается первая кнопка для запоминания эталонного значения.
(знаю-знаю, что в английском нет такого слова и должно быть reference, исправлю в новой прошивке :)
Теперь в центре второй строки прибор показывает световой поток испытываемой лампы.
Arduino Uno R3 в комплекте с платой LCD Keypad Shield — готовый микрокомпьютер с экраном, клавиатурой и USB-портом, поэтому на этом комплекте очень удобно конструировать различные простые приборы. Удивительно, но на всём Aliexpress нет корпусов для такой связки, хотя полно корпусов для одной платы Arduino. Так что акриловый корпус тоже пришлось конструировать самостоятельно.
Сейчас существует пять экземпляров Lamptest-1 (два из них в кубиках). Я подумал, что возможно такой прибор нужен не только мне, и у меня есть возможность начать изготовление Lamptest-1 (в кубиках или без) на заказ.
Lamptest-1, установленный в «кубике», вполне можно использовать для оценки светового потока любых ламп. Конечно, он не даст такой точности, как профессиональное оборудование, но в 10% точности (которые, кстати, заявляют все профессиональные лаборатории) уложится.
В проекте Lamptest.ru я использую прибор Lamptest-1 для измерения минимального напряжения работы каждой лампы (прибор помогает отследить момент, когда лампа снижает яркость на 10%), кроме того прибор помогает анализировать изменение яркости ламп в процессе нагрева.
© 2018, Алексей Надёжин
Автор: Алексей Надежин
