Ripple jest głównym parametrem światła wpływającym na zdrowie, ale niestety nie ma dostępnych w sprzedaży urządzeń do pomiaru współczynnika tętnienia. Postanowiłem naprawić tę sytuację i opracować niedrogie urządzenie.
Teoria
Pulsacja światła jest nieprzyjemna wizualnie, męczą się nią oczy, może powodować bóle głowy i zaostrzenie chorób nerwowych. Uważa się, że tętnienie do 5% jest całkowicie nieszkodliwe. Ripple do 30% jest prawie niezauważalne i najprawdopodobniej nie ma negatywnego wpływu na osobę.
Wiele osób używa aparatu smartfona do określenia tętnienia (jeśli jest tętnienie, na ekranie pojawiają się paski), ale ta metoda nie pozwala oceniają poziom pulsacji i często ludzie widząc paski stwierdzają, że takie źródło światła jest niebezpieczne, ale w rzeczywistości może mieć tętnienie mniej niż 5%.
Nieco lepszy test ołówkiem (https://ammo1.livejournal.com/418344.html) - pozwala naprawić tylko widoczne tętnienie.
Krótko mówiąc, czym jest w ogóle pulsacja. Pulsacja to częsta zmiana jasności światła, w najgorszym przypadku światło może zgasnąć całkowicie i zapalić się 100 razy na sekundę. Tętnienie może być spowodowane uproszczonym obwodem LED zasilanym z sieci lub zastosowaniem modulacji szerokości impulsu (PWM) w celu dostosowania jasności światła.
istnieje dwie formuły obliczenie współczynnika pulsacji. Pierwsza formuła jest często nazywana uproszczoną.
Współczynnik tętnienia obliczony tym wzorem może przyjmować wartości od 0 do 100%. 0 - brak tętnień, 100% - lampka gaśnie całkowicie i zapala się.
Druga formuła jest często nazywana GOST, ponieważ jest podana w GOST R 54945-2012.
Formuła wygląda przerażająco, ale tak naprawdę wszystko jest prostsze:
Współczynnik tętnienia obliczony za pomocą tego wzoru może przyjmować wartości wyższe niż 100%. Dzieje się tak, gdy światło nie tylko całkowicie zgaśnie, ale czas ciemności jest dłuższy niż czas światła.
Różne instrumenty mierzące współczynnik tętnienia obliczają go przy użyciu różnych formuł. Luksomierz-pulsometr-miernik jasności „Lupin” (https://ammo1.livejournal.com/621744.html) wykorzystuje formułę GOST, spektrometr UPRtek MK350D (https://ammo1.livejournal.com/783394.html) używa uproszczonej formuły. W projekcie Lamptest mierzę tętnienia za pomocą UPRtek MK350D, więc wartości tętnień lamp nie przekraczają 100%. Przerzuciłem się na uproszczoną formułę z dwóch powodów: wiele osób było zaskoczonych tętnieniem większym niż 100% i myślało, że coś jest nie tak z pomiarami, poza tym w zasadzie nie ma znaczenia, czy tętnienie wynosi 90, 100 czy 146%. We wszystkich tych przypadkach światło jest złe i nie powinno być używane.
Uważa się, że pulsacja o częstotliwości większej niż 300 Hz w żaden sposób nie wpływa na człowieka, aw wielu urządzeniach istnieje filtrowanie, które wyklucza utrwalenie pulsacji o wyższej częstotliwości.
Możliwości
Popularny miernik tętnienia wyświetla na ekranie jednocześnie dwa współczynniki tętnienia: Kp1 - formuła GOST, Kp2 - formuła uproszczona.
W dolnej części ekranu przebieg jasności wyświetlany jest w całym zakresie, w górnej powiększony przebieg samego tętnienia (jeśli występuje). Poniżej po prawej stronie wyświetlana jest minimalna wartość jasności dla górnego przebiegu.
Pod górnym przebiegiem wyświetlany jest kolorowy pasek. Gdy jest zielony, tętnienie jest niskie, a światło jest bezpieczne, żółty oznacza małe tętnienie, które nie jest zauważalne wizualnie. Kolor pomarańczowy - marszczony, zauważalny wizualnie. Kolor czerwony - silne widoczne zmarszczki.
Dodatkowo wyświetlane są trzy opcje:
Emax - aktualna maksymalna jasność światła w jednostkach konwencjonalnych;
Emin - aktualna minimalna jasność;
Eenv - ADC oświetlenie tła i poziom hałasu.
Dolny przebieg ma niebieską poziomą linię odpowiadającą Eenv. Czerwone kropki pokazują kontur oscylogramu z wygładzeniem (filtrowanie programowe).
Poziom podświetlenia mierzony jest po włączeniu urządzenia, gdy na ekranie wyświetla się komunikat „Autokalibracja”. Aby dokonać ponownej kalibracji, po prostu wyłącz i włącz przyrząd. Najdokładniejsze pomiary uzyskuje się podczas pomiarów w całkowitej ciemności, ale wyniki są dość dokładne w normalnym oświetleniu.
Urządzenie pracuje w zakresie oświetlenia ~100-2000 lx. Jeśli nie ma wystarczającej ilości światła do dokładnego pomiaru, wyświetlany jest komunikat „Low Light”, a jeśli światło jest zbyt jasne, wyświetlany jest komunikat „Over Light”.
Podczas pomiaru umieść urządzenie w takiej odległości od źródła światła, aby żaden z tych komunikatów nie był wyświetlany na ekranie. Lepiej, aby wartość Emax była większa niż 500.
Ekran wyświetla oscylogramy przez 40 ms. W przypadku większości lamp pulsacja ma częstotliwość 100 Hz, a na ekranie widoczne są cztery fale. Jeśli impuls ma wyższą częstotliwość, liczba fal na ekranie będzie większa. Maksymalna częstotliwość jaką „widzi” urządzenie to ~800 Hz. W urządzeniu nie ma filtrowania według częstotliwości pulsacji.
Akcesoria
Wszystkie główne komponenty można kupić na Aliexpress od jednego zaufanego sprzedawcy. Będziemy potrzebować:
1. Czujnik światła TEMT6000.
2. mikrokontroler WęzełMCU (wybieramy drugą opcję Nodemcu-CH340).
3. Ekran TFT 1,77". Może być odebrane TFT 1,8" (sam ekran jest tam dokładnie taki sam, w tym w rozmiarze, różnica polega na gnieździe karty SD z tyłu i że 1.8 ma piny pod ekranem, a 1.77 ma piny nad ekranem). 1,77" jest lepszy, ponieważ moduł jest cieńszy ze względu na brak gniazda SD.
4. przewody ze złączami Dupont (wybierz pierwszą opcję 10C Female TO Female). Oczywiście nie można używać przewodów ze złączami, tylko po prostu wszystko przylutować zwykłymi przewodami. W każdym razie będziesz musiał przylutować - czujnik światła jest dostarczany z nielutowanym złączem, które leży osobno w torbie).
Na ostatnim kroku przed dokonaniem płatności zmień metodę wysyłki dla wszystkich przedmiotów na „Aliexpress Saver Shipping”, wtedy całkowity koszt wysyłki zmniejszy się.
Pozostaje włącznik, obudowa, złącze baterii Krona i sama bateria.
Możesz użyć dowolnego przełącznika, takiego jak na zdjęciu, ja zamówione tutaj.
Złącze baterii Krona jest wyrwane ze starej baterii tego typu. Baterię można stosować zarówno alkaliczną (alkaliczną) jak i solną (wystarczy na dwie godziny ciągłej pracy). Nawiasem mówiąc, jeśli w etui w ogóle nie ma wystarczającej ilości miejsca, możesz zdemontować baterię alkaliczną Kron, wyjąć z niej sześć połączonych szeregowo baterii AAAA i ułożyć je w etui tak dogodnie.
Aby nie wyciąć okienka na ekran, lepiej użyć etui z przezroczystego tworzywa sztucznego. użyłem jako kadłuba"organizer na drobiazgi „Codziennie” 125x75x30 mm”, kupiony w Auchan za 30 rubli. Odpowiednie są również pudełka z patyczków do uszu dla dzieci, z wykałaczek-wsporników. Możesz również użyć gąbek do butów z przezroczystą połową, ale mają one bardzo cienki plastik, który łatwo pęka.
Oprogramowanie układowe
Oprogramowanie układowe urządzenia zostało całkowicie bezinteresownie stworzone przez Stanisława Gritsinowa, za co wiele dzięki niemu!
Pobierz archiwum https://ammo1.ru/aa/pic22a/Lamptest_Flicker.rar i wyodrębnij go do dowolnego folderu. W archiwum znajdują się dwa pliki - firmware i program ESP8266Flasher.
Podłącz płytkę NodeMCU do komputera (nie jest konieczne podłączenie czujnika i ekranu do płytki). W razie potrzeby zainstaluj sterownik CH340. Na komputerze powinien pojawić się nowy port COM.
Uruchom ESP8266Flasher, wybierz port COM, który się pojawi, kliknij Config, kliknij górny bieg, wybierz plik oprogramowania układowego (LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.nodemcu.bin), kliknij Operacja, kliknij Lampa błyskowa. Rozpocznie się proces oprogramowania układowego, który zajmie około 30 sekund. Gdy poniżej pojawi się zielony znacznik wyboru, tablicę można wyłączyć.
Dla tych, którym wygodniej jest flashować urządzenie przez Arduino IDE oraz dla tych, którzy chcą przestudiować działanie programu i ewentualnie go ulepszyć, publikuję szkic: https://ammo1.ru/aa/pic22a/LAMP_PULSE_TEMT6000_15_2_ST7735_4_1_ESP_18_filter_1.ino.
montaż
Podłączenie czujnika:
WY (S)-A0
VCC (V) - 3V (dowolny z trzech pinów)
GND (G) - G (najlepiej obok A0)
Podłączenie akumulatora:
+ - VIN (poprzez przełącznik)
- - G (najlepiej obok VIN)
Połączenie ekranu:
Ekran 1,77"
1 GND-G
2 VCC - 3V
3SCK-D5
4 SDA-D7
5 RES - 3V (można podłączyć do D6)
6RS-D1
7CS-D2
8 diod LED - 3V
Ekran 1,8"
LED - 3V
SCK-D5
SDA-D7
A0 - D1
RESET - 3V (może być podłączony do D6)
CS-D2
GND-G
VCC - 3V
Ekran jest przyklejony od wewnątrz do przezroczystej obudowy za pomocą gorącego kleju. Ważne jest, aby nie pomylić góry i dołu (styki 1,77" na górze, 1,8" na dole). Czujnik przyklejamy tym samym gorącym klejem do końca obudowy.
Lepiej wszystko najpierw zmontować i uruchomić, a zatem już umieścić go w etui.
Odżywianie
Najłatwiejszą opcją jest „Krona” zasilana bateryjnie. Generalnie można obejść się bez wbudowanego zasilania i podłączyć urządzenie za pomocą złącza MicroUSB do dowolnego źródła zasilania z wyjściem USB lub powerbanku. Możesz użyć jednej lub dwóch baterii AA/AA i konwertera doładowania. Nie ma sensu robić baterii, ponieważ urządzenie raczej nie będzie używane bardzo często.
Czujnik
Nie ma potrzeby używania TEMT6000. W sprzedaży są czujniki OPT101, dla których można zmienić czułość zmieniając wartość rezystora bocznikującego. Możesz nawet użyć małych paneli słonecznych z zabawek jako czujnika (dokładność pomiaru będzie mniejsza, ale brak pulsacji i pulsacji poniżej 100% będzie doskonale widoczny).
Problemy
Odpowiedź czujnika TEMT6000 nie jest całkowicie liniowa. Myślałem nawet o zrobieniu tabeli przeliczników, ale okazało się, że odczyty urządzenia są już dość dokładne (Ogólnie rzecz biorąc, tętnienie 30% lub 35% nie jest bardzo ważne, najważniejsze jest to, że możesz zobaczyć, kiedy tętnienie jest mniejsze niż 1% lub więcej 90%).
Planowałem stworzyć piękny interfejs z dużą liczbą wartości ripple. To jest układ, który został narysowany.
Niestety w związku z obecnymi wydarzeniami Stanisław trafił do innego kraju i nie wiadomo, kiedy będzie mógł i czy będzie mógł wrócić do rozwoju. Jeśli ktoś z Was podejmie się skompletowania interfejsu, będzie bardzo fajnie. Może zrobię to sam, kiedy przerobię wszystkie nagromadzone sprawy.
Czy można kupić gotowe urządzenie?
Nie mam celu zarabiać na urządzeniu. Wymyśliłem ten projekt dla dobra publicznego. Teraz urządzenie istnieje w dwóch egzemplarzach (jeden w etui, drugi właśnie w formie płytki stykowej). Jest osoba, która jest gotowa je zebrać. Jaką cenę jesteś w stanie zapłacić za urządzenie w takim samym przypadku jak na zdjęciu tytułowym?
Jeśli są osoby lub firmy, które chcą wydać urządzenie, nie jestem temu przeciwny. Jeśli uznają, że trzeba odliczyć procent na rozwój Lamptesta, będzie dobrze, ale niczego nie żądam.
Wiem, że wielu kupiło części, zmontuje i uruchomi urządzenie w ten weekend. Proszę o zrobienie zdjęcia swoich urządzeń i opublikowanie zdjęcia tutaj w komentarzach lub w Telegramie @ammochat. Będę bardzo zadowolony i będę wiedział, że to wszystko nie poszło na marne.
Pokój dla wszystkich!
© 2022, Aleksiej Nadieżin
Od dwunastu lat piszę o technologii, zniżkach, ciekawych miejscach i wydarzeniach. Przeczytaj moją witrynę bloga ammo1.ru, w Uczyć się, Zen, Mirtesen, Telegram.
Moje projekty:
lamptest.ru. Testuję lampy LED i pomagam zorientować się, które z nich są dobre, a które nie.
Elerus.ru. Zbieram informacje o domowych urządzeniach elektronicznych do użytku osobistego i udostępniam je.
#Zrób to sam#majsterkowanie#marszczyć#urządzenie#miernik tętnienia#monitor pracy serca#arduino