Простой Люксметр: обзор и схема
Люксметр — это прибор для измерения освещенности, по своей сути он представляет собой фотоэлемент, подключенный к микроамперметру, который калиброван единицах освещенности – люксах. Один люкс равен освещённости поверхности сферы радиусом 1 м, создаваемой точечным источником света, находящимся в её центре, силой света в 1 кд [ru.wikipedia.org/wiki/Люкс]. Один люкс это довольно малая величина, на практике приходится иметь дело с освещенностями измеряемыми сотнями и тысячами люкс.
Для примера приведем таблицу типичных значений освещенности в разных условиях:
| Тип помещения | Освещенность, лк |
| Комнаты операторов ЭВМ | 400 |
| Проектные залы, конструкторские комнаты | 500 |
| Производственный цех, работы малой точности | 150-250 |
| Производственный цех, работы средней точности | 250-350 |
| Производственный цех, работы высокой точности | 400-500 |
| Производственный цех, работы наивысшей точности | 1000-5000 |
| Аудитории, учебные кабинеты (ВУЗы, техникумы) | 400-500 |
| Посадочные площадки общественного транспорта | 10 |
| Парковая зона | 2 |
Данный прибор размещается в кожаном кофре с ремнем для переноски.
Внутри имеется ряд отделений и креплений для всех деталей люксметра.
В большом отделении располагается непосредственно сам прибор. Корпус прибора выполнен из пластика. Габариты корпуса 210 х 125 х 75 мм.
К крышке пристегнут фотоэлемент. Диаметр фотоэлемента составляет 85 мм, провод для подключения к люксметру имеет длину 1,4 м.
Следует заметить, что в кофре имеется отверстие для разъема, так что можно подключить фотоэлемент не извлекая люксметр из кофра.
Кроме этого в кофре имеется два небольших отделение для хранения ослабляющих насадок для измерения большой освещенности. В комплект входим насадки М, Р, Т дающие ослабление в 10, 100 и 1000 раз, вместе с ними обязательно надевается насадка К.
Насадка М, дающая ослабление в 10 раз
Насадка Р, дающая ослабление в 100 раз
Насадка Т, дающая ослабление в 1000 раз затерялась за давностью лет.
Использование люксметра
Для проведения измерений необходимо подключить фотоэлемент к разъему на корпусе люксметра. При этом надо соблюдать полярность, что бы стрелка прибора отклонялась в правильном направлении. Никаких ключей на разъеме нет, хотя возможно разъем данного прибора самодельный. Собственно внутреннее устройство данного люксметра весьма незамысловато. Это просто микроамперметр, к которому подключен фотоэлемент. Кроме этого на передней панели располагается две кнопки с фиксацией для переключения пределов измерения. Эти кнопки коммутируют резисторы в делителе напряжения. Открутив четыре винта на задней стенке корпуса, можно познакомиться с небогатым внутренним миром люксметра.
Принципиальная схема люксметра
Принципиальная схема простейшего люксметраСледует заметить, что прибор не имеет источника питания.
Непосредственно, без масок прибор способен измерять низкие освещенности в 30 и 100 люкс. Под кнопками проставлены пределы измерения прибора с соответствующими насадками. Насадки М, Р, Т надеваются на фотоэлемент и фиксируются сверху насадкой К.
При не нажатых кнопках прибор отключен. При нажатой левой кнопке отсчет следует вести по шкале с 30 делениями, при нажатой правой кнопке следует использовать шкалу со 100 делениями. На фото ниже на люксметр надета насадка Р, предел измерения до 1000 Лк.
Выводы
В целом, неплохой прибор, вполне способный выполнять свои функции, хотя сейчас его удел — служить наглядным пособием. Простота прибора делает возможным его копирование даже для самых начинающих радиолюбителей. Автор обзора — Denev.
2shemi.ru
ЛЮКСМЕТР САМОДЕЛЬНЫЙ
Прибор для измерения освещенности обычно используется для измерения уровня светового потока, падающего на поверхность. Световой поток — видимый компонент, который определяется человеческим глазом в видимом спектре. Это означает, что прибор хорошо подходит для уровня освещенности, подходящему для глаза. Но есть разница между спектрами реакции обычных кремниевых фотодиодов и человеческим глазом, поэтому они не могут быть использованы для качественного люксметра.
Схема люксметра
Фотодиод желательно использовать такой, который пропорционален входной мощности света. В этой схеме, выходной ток преобразуется в напряжение с I-V преобразователя, он обрабатывается контроллером Attiny-26 и значение показыватся LED индикаторами. Элемент U1 в этой схеме выступает в качестве вольт-амперного преобразователя и его коэффициент пересчета становится 50 мв/мкА по обратной связи R5. Конденсатор С5 вводит коррекцию коэффициента усиления, он нейтрализует собственную ёмкость фотодиода.
Прибор для измерения освещенности получает питание от 9 В батареи. Чтобы минимизировать для аккумулятора, он установил контакт с двумя кусок пружины изготовлены из никелированной меди, фосфора сплава вместо батареи оснастки. Однако это не анти-реверс вставки структура, любая защита цепи нужна. Транзистор Q1 является своеобразным предохранителем. Управляет питанием Q3 и Q4, через Q4.
7-сегментный светодиодный дисплей в 14 контактном DIP пакете. Это полезно для стационарного оборудования, но плохо подходит для работы от батареи, потому что потребляет немало тока, лучше конечно ставить ЖКИ.
Светодиоды будут мигать в случае низкого уровня заряда батареи. Выключение питания проиводится с помощью самого микроконтроллера, управляющего питанием. Это полезно для предотвращения забывания выключения прибора. Люксметр сам отключит питание через 60 секунд.
Калибровка
Ток Ікз = 0.16 мкА/100lux, согласно паспорта на S1087. Он станет на уровне 2 мкА при 1250 ЛК. Для тестирования выведен вход (ТР1), куда подают строго 100 мВ — это эквивалентно 1250 Lux на фотодиоде. Для выполнения калибровки, через резистор несколько килоом нужно подать на вход указанное питание. Низкий диапазон калибруется при -100 мВ на ТР1, высокий диапазон калибруется при -1 В на ТР1. Естественно фотодиода должен быть закрыт во время калибровки, иначе результат будет недействительным. Файлы платы и прошивки микроконтроллера тут.
elwo.ru
Цифровой люксметр своими руками | Все своими руками
Опубликовал admin | Дата 5 июня, 2016Затеял я построить себе курятник можно сказать по последнему слову техники. Ну, с температурой и влажностью, по крайней мере, все понятно. А вот с освещенностью оказывается не все так просто. Решил поискать данные на нужную освещенность в Сети. Почти во всех источниках данные освещенности были или в люксах, или в лампочках накаливания. Но я хотел экономичное, современное освещение с использованием светодиодов. Пришел к выводу, что куриц без люксметра, измерителя освещенности, содержать ни как нельзя.
Сперва хотел купить готовый, подешевле, но подешевле не нашел. Как всегда выручили наши партнеры из народной республики Китай. Прислали цифровой модуль GY-30 с датчиком освещенности Bh2750. Фото ниже.
Общение модуля с микроконтроллером осуществляется по I2C протоколу. При измерении освещенности с точностью до одного Lx, максимальное значение 65535 Lx. Кстати в датчике есть возможность программно выбирать точность измерения. Правда чем больше точность измерения, тем больше времени требуется датчику на решение своих задач, в частности оцифровке измеряемой величины. В общем, кому интересно больше узнать об этом датчике скачайте из Сети на него документацию. Правда, она на английском языке. Схема измерителя освещенности показана на рисунке 1.
Основой и сердцем данной схемы является микроконтроллер PIC16F676. Контроллер не дорогой, как раз для данной конструкции подходит. Имеет внутренний корректируемый генератор тактовых импульсов. Кстати, при первом программировании обязательно прочитайте и сохраните на всякий случай код константы внутреннего тактового генератора. От ее значения зависит его частота. В данном случае не нужна особая точность временных интервалов, поэтому отказ от кварца удешевит устройство. Вся информация выводится на двухстрочный жидкокристаллический индикатор. В моем случае это необходимость, потому как в данный момент однострочного у меня нет.
О деталях. Резисторы R1 и R2, это подтягивающие резистора информационной шины – DATA и шины тактирующих импульсов интерфейса I2C. Светодиод HL1 – индикатор присутствия напряжения питания схемы. R3 – гасящее сопротивление, с помощью его можно регулировать яркость свечения данного светодиода. С1 – конденсатор фильтра питающего напряжения, при монтаже устройства его лучше располагать непосредственно между первой и четырнадцатой ножками контроллера DD1. От соотношения резисторов R4 и R5 зависит контрастность выводимых на индикатор знаков. Мой индикатор имеет светодиодную подсветку, яркость которой можно регулировать при помощи резистора R6. Блок питания может быть любой, маломощный с выходным стабилизированным напряжением пять вольт. Вся схема потребляет ток примерно пять миллиампер. Печатную плату не разрабатывал. Все собрано на макетке, внешний вид устройства в рабочем состоянии показан на фото.
Не обращайте внимания на лишние детали на макетной плате. Фотографировал при свете светодиодной лампы мощностью 20 Вт. Расстояние от ее до люксметра 65 сантиметров. Пробовал измерять солнечный свет, при направлении датчика на Солнце, показывает более 54000. Да, чуть не забыл, интервал смены показаний чуть более одной секунды, так что быстро изменяющуюся освещенность замерять не удастся. Данный временной интервал продиктован техническими характеристиками данного датчика освещенности. Вроде все. Успехов всем.
Скачать “Скачать файл.” LX_metr_676.rar – Загружено 469 раз – 1 015 B
Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».
Просмотров:3 572
www.kondratev-v.ru
Приборный корпус с ТАОБАО и самодельный люксметр в нем.
Как то я делал обзор на приборные корпуса из КитаяВ этом обзоре хочу написать, как при помощи недорогого корпуса можно улучшить вид своей поделки.
При экспериментах со светодиодными светильниками часто возникает желание «померить результат», например освещенность.
На работе есть простенький китайский люксметр CEM DT-1300, а при желании можно найти и более серьезные приборы, но захотелось иметь свой дома всегда под рукой.
Имея готовые цифровые модули измерения освещенности, собрать прибор дело минутное, но для придания изделию законченного вида требуется гораздо больше усилий. Я решил купить для своего будущего прибора готовый корпус.
Посчитав примерный размер прибора, нашел у не раз опробованного продавца на ТАО необходимый товар и включил его в очередной заказ.
Стоимость такой коробочки гораздо меньше, чем стоимость доставки, но если брать много и комбинировать в одной посылке, доллара в 2-3 можно уложиться. (Хотя при нынешнем курсе это тоже грустно)
Итак через 40 дней после первой оплаты через посредника Мистер Тао получил сей товар и приступил к сборке.
Корпус размером 134x70x25мм из светлого ABS-пластика. Крепежные винты в комплект не входят
Внутренние размеры 127x65x16 мм
Торцевые стенки съемные
Приступим к изготовлению
Схема люксметра будет такой
Размечаем корпус
Дрелью и гравером делаем нужные отверстия
Примериваем плату с компонентами
Теперь делаем батарейный отсек из заглушки к системному блоку, изгибая ее термофеном
При помощи холодной сварки закрепляем батарейный отсек в корпусе
Распаиваем все детали на макетной плате
Датчик выносим при помощи телефонного провода и прячем в прозрачную коробочку из под SD карточки (ничего лучшего под рукой не оказалось)
Получаем вот такой приборчик
Печатаем на прозрачной пленке для принтера надписи и наклеиваем при помощи прозрачных «жидких гвоздей» на корпус
Вот теперь все, можно грузить программу в контроллер и использовать
Полный скетч люксметра
Длинное нажатие на кнопку и можно мерить освещенность
Датчики Bh2750 уже идут откалиброванные на заводе, поэтому дополнительной настройки прибор не требует.
С DT-1300 расхождение в среднем 4%, если датчики разместить одинаково
Характеристики готового прибора
- Диапазон измерения 1 — 65535 лк
- Разрешение измерения 1 лк
- Потребляемый ток в режиме измерения 60мА
- Ток в режиме ожидания (PowerDown) 100мкА
- Габариты 134 x 70 х 25 мм
Выводы и планы на будущее
- Прибор для измерения освещенности вполне соответствует моим ожидаем. Купленный корпус придал устройству более менее достойный вид.
- Над конструкцией сенсора нужно еще поработать. Пока есть мысль использовать для этого корпус от ИК сенсора движения
- Дешевый экран NOKIA5110 очень слепой что с подсветкой, что без. Подсветка очень неравномерная.
- С кнопкой питания и режимами сна можно было так не мудрить, а просто поставить выключатель с фиксацией и размыкать цепь питания батареи
- На будущее планирую сделать прибору сменные датчики с автоопределением (Датчик УФ излучения, дистанционный ИК-термометр, более навороченные датчики освещенности типа TSL2561), добавить возможность измерения пульсаций источника света, сделать меню настроек яркости, контрастности и др.
Полезные ссылки
Даташит на сенсор Bh2750
Библиотека для для дисплея Nokia 5110
Графическая библиотека GFX
Более детально некоторые этапы создания прибора описал в своем блоге
Кот слегка выпал из жизни
Сделал кормушку для птиц, теперь у него свой телевизор )))
P.S Сегодня допилил прибор. Спасибо Shadow и другим пользователям Mysku и arduino.ru, что помогли с реализацией.
Итак, подключил модуль TSL2561 с двумя встроенными фотодиодами.
Сенсор встроил прямо в прибор. (Красивую пленку пока ободрал, потом снова приклею)
Подключил библиотеки работы с TSL2561
Читаю в цикле 84 значения (по числу точек дисплея) освещенности в самом быстром режиме (13мс)
Нахожу минимум, максимум, среднее и К пульсаций = (макс-мин)/макс * 100%
Вывожу в текстовом режиме
И в виде примитивного графика (ось X время около 1 сек)
Как раз баловался с таким драйвером
Мультимитер на шкале переменного тока показывает пульсации около 1В. Если посадить на выход кондер 1000мкф, пульсации уменьшаются до 0.4В
Люксметр показал пульсации 12% и 5% соответственно
И форму пульсаций такую
Теперь осталось провести спектральный анализ и определить частоту пульсаций
Даташит на TSL2561
Библиотека для работы с TSL2561
Мой скетч люксметра с TSL2561
mysku.ru
