Ripple yra pagrindinis šviesos parametras, turintis įtakos sveikatai, tačiau, deja, nėra parduodamų prietaisų pulsacijos koeficientui matuoti. Nusprendžiau ištaisyti šią situaciją ir sukurti nebrangų įrenginį.
Teorija
Šviesos pulsavimas yra vizualiai nemalonus, nuo jo pavargsta akys, gali skaudėti galvą, paūmėti nervų ligos. Manoma, kad bangavimas iki 5% yra visiškai nekenksmingas. Ripple iki 30% yra beveik nepastebimas ir greičiausiai neturi neigiamo poveikio žmogui.
Daugelis žmonių naudoja išmaniojo telefono kamerą, kad nustatytų pulsaciją (jei yra bangavimas, ekrane atsiranda juostelių), tačiau šis metodas neleidžia įvertina pulsacijos lygį ir dažnai žmonės, pamatę juosteles, nusprendžia, kad toks šviesos šaltinis yra pavojingas, tačiau iš tikrųjų jis gali turėti bangavimą mažiau nei 5 proc.
Šiek tiek geresnis pieštuko testas (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) – leidžia taisyti tik matomą bangavimą.
Trumpai tariant, kas yra pulsacija apskritai. Pulsavimas – tai dažnas šviesos ryškumo pokytis, blogiausiu atveju šviesa gali visiškai užgesti ir užsidegti 100 kartų per sekundę. Pulsaciją gali sukelti supaprastinta iš tinklo maitinama LED grandinė arba naudojant impulsų pločio moduliaciją (PWM) šviesos ryškumui reguliuoti.
Egzistuoja dvi formules pulsacijos koeficiento apskaičiavimas. Pirmoji formulė dažnai vadinama supaprastinta.
Pulsacijos koeficientas, apskaičiuotas pagal šią formulę, gali būti nuo 0 iki 100%. 0 – nėra bangavimo, 100% – šviesa visiškai užgęsta ir užsidega.
Antroji formulė dažnai vadinama GOST, nes ji pateikta GOST R 54945-2012.
Formulė atrodo baisiai, bet iš tikrųjų viskas yra paprasčiau:
Pulsacijos koeficientas, apskaičiuotas pagal šią formulę, gali būti didesnis nei 100%. Taip atsitinka, kai šviesa ne tik visiškai užgęsta, bet ir tamsos laikas yra ilgesnis nei šviesos laikas.
Įvairūs prietaisai, matuojantys pulsacijos koeficientą, apskaičiuoja jį naudodami skirtingas formules. Liuksmetras-pulsometras-ryškumo matuoklis "Lupinas" (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) naudoja GOST formulę, UPRtek MK350D spektrometrą (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) naudoja supaprastintą formulę. Projekte „Lamptest“ pulsaciją matuoju UPRtek MK350D, todėl lempų pulsacijos vertės neviršija 100%. Perėjau prie supaprastintos formulės dėl dviejų priežasčių: daugelį žmonių nustebino didesnis nei 100 % bangavimas ir jie manė, kad kažkas negerai su išmatavimais, be to, apskritai, visiškai nesvarbu, ar pulsacija yra 90, 100 ar 146%. Visais šiais atvejais šviesa yra bloga ir neturėtų būti naudojama.
Manoma, kad pulsavimas, kurio dažnis didesnis nei 300 Hz, jokiu būdu neveikia žmogaus, o daugelyje prietaisų yra filtravimas, kuris neleidžia fiksuoti pulsacijos didesniu dažniu.
Galimybės
Populiarus pulsacijos matuoklis ekrane vienu metu rodo du pulsacijos koeficientus: Kp1 – GOST formulė, Kp2 – supaprastinta formulė.
Apatinėje ekrano dalyje ryškumo bangos forma rodoma visame diapazone, viršutinėje dalyje - padidinta tik pati bangavimo forma (jei yra). Mažiausia viršutinės bangos formos ryškumo vertė rodoma po ja dešinėje.
Po viršutine bangos forma rodoma spalvota juosta. Kai jis žalias, bangavimas yra mažas ir šviesa yra saugi, geltona rodo mažą raibuliavimą, kuris nėra vizualiai pastebimas. Oranžinė spalva – raibuliuojanti, pastebima vizualiai. Raudona spalva - stiprus matomas bangavimas.
Be to, rodomos trys parinktys:
Emax – esamas didžiausias šviesos ryškumas įprastiniais vienetais;
Emin - dabartinis minimalus ryškumas;
Eenv – ADC foninis apšvietimas ir triukšmo lygis.
Apatinė bangos forma turi mėlyną horizontalią liniją, atitinkančią Eenv. Raudoni taškai rodo oscilogramos kontūrą su išlyginimu (programinės įrangos filtravimu).
Foninio apšvietimo lygis matuojamas įjungus įrenginį, kai ekrane rodomas pranešimas „Automatinis kalibravimas“. Norėdami iš naujo kalibruoti, tiesiog išjunkite ir įjunkite prietaisą. Tiksliausi matavimai gaunami matuojant visiškoje tamsoje, tačiau esant normaliam apšvietimui rezultatai gana tikslūs.
Įrenginys veikia apšvietimo diapazone ~100-2000 lx. Jei tiksliam matavimui nepakanka šviesos, rodoma „Low Light“, o jei šviesa per ryški – „Over Light“.
Matuodami pastatykite įrenginį tokiu atstumu nuo šviesos šaltinio, kad ekrane nebūtų rodomas nė vienas iš šių pranešimų. Geriau, kad Emax vertė būtų didesnė nei 500.
Ekrane rodomos oscilogramos 40 ms. Daugumos lempų pulsavimo dažnis yra 100 Hz, o ekrane matomos keturios bangos. Jei impulso dažnis didesnis, bangų skaičius ekrane bus didesnis. Maksimalus dažnis, kurį įrenginys „mato“ ~ 800 Hz. Įrenginyje nėra filtravimo pagal pulsavimo dažnį.
Priedai
Visus pagrindinius komponentus „Aliexpress“ galite įsigyti iš vieno patikimo pardavėjo. Mums reikės:
1. Šviesos sensorius TEMT6000.
2. mikrovaldiklis NodeMCU (renkamės antrąjį variantą Nodemcu-CH340).
3. Ekranas TFT 1,77 colio. Galima pasiimti TFT 1,8 colio (pats ekranas ten lygiai toks pat, įskaitant dydį, skirtumas yra SD kortelės lizde gale ir kad 1.8 yra kaiščiai po ekranu, o 1.77 – virš ekrano). 1,77" yra geresnis, nes modulis yra plonesnis, nes trūksta SD lizdo.
4. laidai su Dupont jungtimis (pasirinkite pirmą variantą 10C Moteris TO Moteris). Žinoma, jūs negalite naudoti laidų su jungtimis, o tiesiog lituoti viską įprastais laidais. Bet kokiu atveju teks lituoti – šviesos jutiklis yra su nelituota jungtimi, kuri guli atskirai maišelyje).
Paskutiniame žingsnyje prieš apmokėjimą pakeiskite visų prekių siuntimo būdą į „Aliexpress Saver Shipping“, tada bendra siuntimo kaina sumažės.
Liko jungiklis, dėklas, Krona akumuliatoriaus jungtis ir pati baterija.
Galite naudoti bet kurį jungiklį, pavyzdžiui, nuotraukoje, I užsakyta čia.
Krona akumuliatoriaus jungtis išplėšta iš seno tokio tipo akumuliatoriaus. Baterija gali būti naudojama tiek šarminiam (šarminiam), tiek fiziologiniam (jo užteks dvi valandas nepertraukiamo veikimo). Beje, jei korpuse vietos visai neužtenka, šarminę „Kron“ bateriją galite išardyti, iš jos išimti šešias nuosekliai sujungtas AAAA baterijas ir išdėstyti dėkle kaip patogiau.
Kad neiškirptumėte ekrano lango, geriau naudoti dėklą iš skaidraus plastiko. Naudojau kaip korpusą"organizatorius smulkmenoms "Kasdien" 125x75x30 mm“, pirktas „Auchan“ už 30 rublių. Taip pat tinka dėžutės iš vaikiškų ausų pagaliukų, iš dantų krapštukų-kablių. Galima naudoti ir batų kempinėles su permatoma puse, tačiau jos turi labai ploną plastiką, kuris lengvai trūkinėja.
Firmware
Įrenginio programinę-aparatinę įrangą visiškai nesąmoningai sukūrė Stanislavas Gritsinovas, už ką jam labai ačiū!
Atsisiųsti archyvą https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar ir išskleiskite jį į bet kurį aplanką. Archyve yra du failai – programinė įranga ir ESP8266Flasher programa.
Prijunkite NodeMCU plokštę prie kompiuterio (nebūtina jungti jutiklio ir ekrano prie plokštės). Jei reikia, įdiekite CH340 tvarkyklę. Kompiuteryje turėtų pasirodyti naujas COM prievadas.
Paleiskite ESP8266Flasher, pasirinkite pasirodžiusį COM prievadą, spustelėkite Config, spustelėkite viršutinę pavarą, pasirinkite programinės aparatinės įrangos failą (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), spustelėkite Operacija, spustelėkite blykstė. Prasidės programinės įrangos procesas, kuris užtruks apie 30 sekundžių. Kai apačioje pasirodo žalia varnelė, plokštę galima išjungti.
Tiems, kam patogiau blykstyti įrenginį per Arduino IDE, ir tiems, kurie nori ištirti, kaip veikia programa ir galbūt ją patobulinti, skelbiu eskizą: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
Surinkimas
Jutiklio jungtis:
OUT(S)-A0
VCC (V) – 3V (bet kuris iš trijų kaiščių)
GND (G) – G (geriausia šalia A0)
Baterijos prijungimas:
+ - VIN (per jungiklį)
– – G (geriausia šalia VIN)
Ekrano jungtis:
Ekranas 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (galima prijungti prie D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 LEDA - 3V
Ekranas 1,8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (galima prijungti prie D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Ekranas iš vidaus prie permatomo korpuso priklijuojamas karštais klijais. Svarbu nepainioti viršaus ir apačios (1,77 colio kontaktai viršuje, 1,8 colio apačioje). Jutiklis tais pačiais karštais klijais priklijuojamas prie korpuso galo.
Geriau iš pradžių viską surinkti ir paleisti, taigi jau įdėti į dėklą.
Mityba
Paprasčiausias pasirinkimas yra „Krona“ maitinamas akumuliatoriumi. Paprastai galite apsieiti be įmontuoto maitinimo ir prijungti įrenginį per „MicroUSB“ jungtį prie bet kurio maitinimo šaltinio, turinčio USB išvestį arba maitinimo bloką. Galite naudoti vieną arba dvi AA/AA baterijas ir stiprinimo keitiklį. Nėra prasmės naudoti akumuliatoriaus energijos, nes vargu ar įrenginys bus naudojamas labai dažnai.
Jutiklis
TEMT6000 naudoti nebūtina. Parduodant yra OPT101 jutikliai, kurių jautrumą galite keisti keičiant šunto rezistoriaus reikšmę. Jūs netgi galite naudoti mažas saulės baterijas iš žaislų kaip jutiklį (matavimo tikslumas bus mažesnis, tačiau pulsavimo nebuvimas ir pulsavimas iki 100% bus puikiai matomas).
Problemos
TEMT6000 jutiklio atsakas nėra visiškai tiesinis. Net galvojau padaryti perskaičiavimo koeficientų lentelę, bet pasirodė, kad įrenginio rodmenys jau gana tikslūs (Apskritai, 30% ar 35% bangavimas nėra labai svarbus, svarbiausia, kad būtų galima pamatyti, kai pulsacija yra mažesnė nei 1% ar daugiau 90%).
Planavau sukurti gražią sąsają su daugybe pulsacijos verčių. Toks išdėstymas buvo nupieštas.
Deja, dėl dabartinių įvykių Stanislavas atsidūrė kitoje šalyje ir nežinia, kada jam pavyks ir ar pavyks grįžti į plėtrą. Jei vienas iš jūsų įsipareigoja užbaigti sąsają, bus labai šaunu. Gal ir pati padarysiu, kai perdarysiu visas susikaupusias bylas.
Ar galima nusipirkti paruoštą įrenginį
Neturiu tikslo užsidirbti pinigų iš įrenginio. Šį projektą sugalvojau visuomenės labui. Dabar įrenginys egzistuoja dviem egzemplioriais (vienas korpuse, antrasis tik duonos lentos komplekto pavidalu). Yra žmogus, kuris pasiruošęs jas rinkti. Kokią kainą esate pasirengę mokėti už įrenginį tokiu pat atveju, kaip ir titulinėje nuotraukoje?
Jei yra žmonių ar įmonių, norinčių išleisti įrenginį, aš neprieštarauju. Jei jie manys, kad reikia atimti procentą už Lamptest kūrimą, tai bus gerai, bet aš nieko nereikalauju.
Žinau, kad daugelis nusipirko dalių, šį savaitgalį surinks ir paleis įrenginį. Prašau jūsų nufotografuoti savo įrenginius ir paskelbti nuotrauką čia, komentaruose arba Telegramoje @ammochat. Būsiu labai patenkintas ir žinosiu, kad visa tai ne veltui.
Ramybės visiems!
© 2022, Aleksejus Nadežinas
Jau dvylika metų rašau apie technologijas, nuolaidas, įdomias vietas ir renginius. Skaitykite mano tinklaraščio svetainę ammo1.ru, in Mokytis, Zen, Mirtesen, Telegrama.
Mano projektai:
lamptest.ru. Testuoju LED lempas ir padedu išsiaiškinti, kurios yra geros, o kurios ne tokios geros.
Elerus.ru. Renku informaciją apie buitinius elektroninius prietaisus asmeniniam naudojimui ir ja dalinuosi.
#Pasidaryk pats#DIY#raibuliavimas#prietaisas#bangavimo matuoklis#širdies ritmo monitorius#arduino