L'ondulazione è il parametro principale della luce che influisce sulla salute, ma, purtroppo, non sono disponibili dispositivi per misurare il coefficiente di ondulazione in vendita. Ho deciso di correggere questa situazione e sviluppare un dispositivo economico.
Teoria
La pulsazione della luce è visivamente sgradevole, gli occhi si stancano, può causare mal di testa ed esacerbazione di malattie nervose. Si ritiene che l'ondulazione fino al 5% sia completamente innocua. L'ondulazione fino al 30% è quasi impercettibile e molto probabilmente non ha un effetto negativo su una persona.
Molte persone usano la fotocamera dello smartphone per determinare l'ondulazione (se c'è un'increspatura, sullo schermo appaiono delle strisce), ma questo metodo non consente valutare il livello di pulsazione e spesso le persone, vedendo le strisce, decidono che una tale fonte di luce è pericolosa, ma in realtà potrebbe avere una pulsazione meno del 5%.
Prova della matita leggermente migliore (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) - permette di correggere solo l'ondulazione visibile.
In poche parole, cos'è la pulsazione in generale. La pulsazione è un cambiamento frequente nella luminosità della luce, nel peggiore dei casi la luce può spegnersi completamente e accendersi 100 volte al secondo. L'ondulazione può essere causata da un circuito LED alimentato dalla rete semplificato o dall'utilizzo della modulazione di larghezza di impulso (PWM) per regolare la luminosità della luce.
Esiste due formule calcolo del coefficiente di pulsazione. La prima formula è spesso chiamata semplificata.
Il fattore di ripple calcolato da questa formula può assumere valori da 0 a 100%. 0 - nessuna ondulazione, 100% - la luce si spegne completamente e si accende.
La seconda formula è spesso chiamata GOST, poiché è fornita in GOST R 54945-2012.
La formula sembra spaventosa, ma in realtà è tutto più semplice:
Il fattore di ripple calcolato utilizzando questa formula può assumere valori superiori al 100%. Questo accade quando la luce non solo è completamente spenta, ma il tempo delle tenebre è più lungo del tempo della luce.
Diversi strumenti che misurano il coefficiente di ripple lo calcolano utilizzando formule diverse. Luxmetro-pulsimetro-luminosità "Lupin" (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) utilizza la formula GOST, spettrometro UPRtek MK350D (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) utilizza una formula semplificata. Nel progetto Lamptest, misuro l'ondulazione con un UPRtek MK350D, quindi i valori dell'ondulazione della lampada non superano il 100%. Sono passato a una formula semplificata per due motivi: molte persone sono rimaste sorprese da un'ondulazione superiore al 100% e hanno pensato che qualcosa non va nelle misurazioni, inoltre, in generale, non importa affatto se l'ondulazione è del 90, 100 o 146%. In tutti questi casi, la luce è pessima e non dovrebbe essere utilizzata.
Si ritiene che un'ondulazione con una frequenza superiore a 300 Hz non influisca in alcun modo su una persona e in molti dispositivi esiste un filtraggio che esclude la fissazione di una pulsazione con una frequenza più elevata.
Opportunità
Un popolare misuratore di ondulazione mostra due coefficienti di ondulazione sullo schermo contemporaneamente: Kp1 - formula GOST, Kp2 - una formula semplificata.
Nella parte inferiore dello schermo, la forma d'onda della luminosità viene visualizzata nell'intero intervallo, nella parte superiore - una forma d'onda ingrandita della sola ondulazione stessa (se presente). Il valore minimo di luminosità per la forma d'onda superiore viene visualizzato sotto a destra.
Una barra colorata viene visualizzata sotto la forma d'onda superiore. Quando è verde, le increspature sono basse e la luce è sicura, il giallo indica una leggera increspatura non visibile visivamente. Colore arancione - increspatura, visibile visivamente. Colore rosso - forte increspatura visibile.
Inoltre, vengono visualizzate tre opzioni:
Emax - luminosità massima attuale della luce nelle unità convenzionali;
Emin - luminosità minima attuale;
Eenv - Luce di fondo ADC e livello di rumore.
La forma d'onda inferiore ha una linea orizzontale blu corrispondente a Eenv. I punti rossi mostrano il contorno dell'oscillogramma con smoothing (filtraggio software).
Il livello di retroilluminazione viene misurato all'accensione del dispositivo, quando sullo schermo viene visualizzato il messaggio "Calibrazione automatica". Per ricalibrare è sufficiente spegnere e riaccendere lo strumento. Le misurazioni più accurate si ottengono misurando al buio completo, ma i risultati sono abbastanza accurati in condizioni di illuminazione normale.
Il dispositivo funziona nella gamma di illuminazione ~100-2000 lx. Se non c'è abbastanza luce per una misurazione accurata, viene visualizzato "Low Light"; se la luce è troppo luminosa, viene visualizzato "Over Light".
Durante la misurazione, posizionare il dispositivo a una distanza tale dalla sorgente luminosa che nessuno di questi messaggi venga visualizzato sullo schermo. È meglio che il valore di Emax sia maggiore di 500.
Lo schermo visualizza oscillogrammi per 40 ms. Per la maggior parte delle lampade, la pulsazione ha una frequenza di 100 Hz, mentre sullo schermo sono visibili quattro onde. Se l'impulso ha una frequenza più alta, il numero di onde sullo schermo sarà maggiore. La frequenza massima che il dispositivo "vede" è ~ 800 Hz. Non vi è alcun filtraggio per frequenza di pulsazione nel dispositivo.
Accessori
Tutti i componenti principali possono essere acquistati su Aliexpress da un venditore di fiducia. Avremo bisogno:
1. Sensore di luce TEMT6000.
2. microcontrollore NodeMCU (scegliamo la seconda opzione Nodemcu-CH340).
3. Schermo TFT 1,77". Puo `essere preso TFT 1.8" (lo schermo stesso è esattamente lo stesso lì, comprese le dimensioni, la differenza è nello slot per schede SD sul retro e che 1.8 ha pin sotto lo schermo e 1.77 ha pin sopra lo schermo). 1.77" è migliore perché il modulo è più sottile a causa della mancanza di uno slot SD.
4. fili con connettori Dupont (scegli la prima opzione 10C Femmina TO Femmina). Certo, non puoi usare fili con connettori, ma semplicemente saldare tutto con fili normali. In ogni caso, dovrai saldare: il sensore di luce è dotato di un connettore non saldato, che si trova separatamente in una borsa).
Nell'ultimo passaggio prima del pagamento, cambia il metodo di spedizione per tutti gli articoli in "Spedizione risparmiata da Aliexpress", quindi il costo di spedizione totale diminuirà.
Rimane un interruttore, una custodia, un connettore della batteria Krona e la batteria stessa.
Puoi usare qualsiasi interruttore, come nella foto, I ordinato qui.
Il connettore della batteria Krona è strappato da una vecchia batteria di questo tipo. La batteria può essere utilizzata sia alcalina (Alcalina) che salina (durerà per due ore di funzionamento continuo). A proposito, se non c'è abbastanza spazio nella custodia, puoi smontare la batteria alcalina Kron, rimuovere sei batterie AAAA collegate in serie da essa e sistemarle nella custodia come preferisci.
Per non ritagliare una finestra per lo schermo, è meglio utilizzare una custodia in plastica trasparente. l'ho usato come scafo"organizer per piccole cose "Ogni giorno" 125x75x30 mm", acquistato ad Auchan per 30 rubli. Sono adatte anche scatole di bastoncini per orecchie per bambini, staffe per stuzzicadenti. Puoi anche usare delle spugne per scarpe con una metà trasparente, ma hanno una plastica molto sottile che si rompe facilmente.
Firmware
Il firmware per il dispositivo è stato creato in modo completamente disinteressato da Stanislav Gritsinov, per il quale molte grazie a lui!
Scarica archivio https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar ed estrarlo in qualsiasi cartella. Ci sono due file nell'archivio: firmware e programma ESP8266Flasher.
Collegare la scheda NodeMCU al computer (non è necessario collegare il sensore e lo schermo alla scheda). Se necessario, installare il driver CH340. Una nuova porta COM dovrebbe apparire sul computer.
Avvia ESP8266Flasher, seleziona la porta COM visualizzata, fai clic su Config, fai clic sull'ingranaggio in alto, seleziona file del firmware (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), fare clic su Operazione, fare clic veloce. Verrà avviato il processo del firmware, che richiederà circa 30 secondi. Quando viene visualizzato un segno di spunta verde sotto, la scheda può essere disattivata.
Per chi è più a suo agio nel flashare il dispositivo tramite l'IDE di Arduino e per chi vuole studiare come funziona il programma ed eventualmente migliorarlo, pubblico lo sketch: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
Assemblea
Collegamento del sensore:
OUT(I)-A0
VCC (V) - 3V (uno qualsiasi dei tre pin)
GND (G) - G (preferibilmente quello accanto a A0)
Collegamento della batteria:
+ - VIN (tramite interruttore)
- - G (preferibilmente quello accanto al VIN)
Connessione schermo:
Schermo 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3 V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (può essere collegato a D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 LEDA - 3V
Schermo 1,8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (può essere collegato a D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Lo schermo è incollato dall'interno alla custodia trasparente con colla a caldo. È importante non confondere alto e basso (contatti da 1,77" in alto, 1,8" in basso). Il sensore è incollato con la stessa colla a caldo all'estremità dell'alloggiamento.
È meglio assemblare ed eseguire prima il tutto, quindi posizionarlo già nella custodia.
Nutrizione
L'opzione più semplice è "Krona" alimentata a batteria. In genere puoi fare a meno dell'alimentazione integrata e collegare il dispositivo tramite il connettore MicroUSB a qualsiasi fonte di alimentazione con uscita USB o power bank. È possibile utilizzare una o due batterie AA/AA e un convertitore boost. Non ha senso alimentare la batteria, perché è improbabile che il dispositivo venga utilizzato molto spesso.
Sensore
Non è necessario utilizzare il TEMT6000. Sono in vendita sensori OPT101, per i quali è possibile modificare la sensibilità modificando il valore della resistenza di shunt. Puoi persino utilizzare piccoli pannelli solari dei giocattoli come sensore (l'accuratezza della misurazione sarà inferiore, ma l'assenza di pulsazioni e pulsazioni inferiori al 100% sarà perfettamente visibile).
I problemi
La risposta del sensore TEMT6000 non è del tutto lineare. Ho anche pensato di creare una tabella dei fattori di conversione, ma si è scoperto che le letture del dispositivo sono già abbastanza accurate. (In generale, l'ondulazione del 30% o del 35% non è molto importante, la cosa principale è che puoi vedere quando l'ondulazione è inferiore all'1% o più 90%).
Ho pianificato di creare una bella interfaccia con un gran numero di valori di ripple. Questo è il layout che è stato disegnato.
Purtroppo, a causa dell'attualità, Stanislav è finito in un altro paese e non si sa quando potrà e se potrà tornare allo sviluppo. Se uno di voi si impegna a completare l'interfaccia, sarà molto interessante. Forse lo farò io stesso quando rifarò tutti i casi accumulati.
È possibile acquistare un dispositivo già pronto
Non ho l'obiettivo di fare soldi con il dispositivo. Ho ideato questo progetto per il bene pubblico. Ora il dispositivo esiste in due copie (una nel case, la seconda solo sotto forma di breadboard). C'è una persona che è pronta a raccoglierli. Quale prezzo sei disposto a pagare per un dispositivo nella stessa custodia della foto del titolo?
Se ci sono persone o aziende che vogliono rilasciare il dispositivo, non sono contrario. Se riterranno necessario detrarre una percentuale per lo sviluppo di Lamptest andrà bene, ma io non pretendo nulla.
So che molti hanno acquistato parti, assembleranno ed eseguiranno il dispositivo questo fine settimana. Vi chiedo di fare una foto ai vostri dispositivi e postare una foto qui nei commenti o in Telegram @ammochat. Sarò molto contento e saprò che tutto questo non è vano.
Pace per tutti!
© 2022, Alexey Nadezhin
Da dodici anni scrivo di tecnologia, sconti, luoghi interessanti ed eventi. Leggi il mio sito blog munizioni1.ru, in Imparare, zen, Mirtesen, Telegramma.
I miei progetti:
lamptest.ru. Provo le lampade a LED e ti aiuto a capire quali sono buone e quali meno.
Elerus.ru. Raccolgo informazioni sui dispositivi elettronici domestici per uso personale e le condivido.
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