Самодельный прикидочный "люксметр" из DT-830 и Navigator NSL-MT (страница 3)

Многие аквариумисты в своей практике сталкиваются с необходимостью измерить освещенность в своем аквариуме или просто сравнить освещенность после установки дополнительных ламп, отражателей, и.т. Для этих целей существуют специальные приборы, люксметры. Но приборы эти не дешевые, да и требуются не часто, что делает их покупку в большинстве случаев неоправданной. В то же время в сети есть попытки изготовления упрощенных самоделок на основе простеньких тестеров и фотоэлементов (солнечных батарей) от калькуляторов и появившихся последнее время в продаже дешевых "садовых светильников". Вот и я решил сделать подобный приборчик. За основу взял элемент от
Navigator NSL-MT цена 84 руб

и тестер .
Элемент имеет размеры 4х4см, снаружи выполнен из силикатного стекла, изнутри из пластика, уже герметичен и имеет неплохую равномерность преобразования светового потока в электрический ток. В качестве прибора регистрирующего этот ток взял один из самых дешевых и распространенных китайских тестеров серии DT-830. Такие у многих есть дома, у меня нашелся DT-832.

Основная ошибка самодельщиков, попытка измерять напряжение на выводах элемента, а не ток им продуцируемый. Такой подход приводит к очень большой нелинейности преобразования, сложностью интерпретации полученных значений, ... , короче ничего хорошего. Подробно останавливаться на этом не буду, поверим мне наслово (коротко затрагивали Эксперимент по проверке эффективности отражателей ). Так выглядит элемент от Navigator NSL-MT после удаления всего "лишнего".
рис 1

Что нужно сделать для того что бы мерять ток, а не напряжение? Правильно, надо что бы этот ток хотя бы был. Для этого подключим к нему наш прибор в режиме измерения тока 2000 мкА. Теперь при освещении элемента, через относительно низкое входное сопротивление прибора пойдет эл. ток (в режиме измерения напряжения входное сопротивление прибора очень велико, и в первом приближении считается что его нет). Для калибровки прибора потребуется люксметр (придется где то одолжить на вечер). Мне удалось одолжить целых два и на долго. Но о приборах и методике калибровки позже.

В результате получили такую табличку зависимости тока от освещенности, рис 1. Да, получили, но удобно ли ей пользоваться? Нет, во первых ее надо всегда иметь под рукой. Во вторых, как определить освещенность, если например прибор показывает ток 1000 мкА? Придется или каждый раз делать какие то вычисления или составлять более подробную таблицу или график. А можно ли как то проще? Попробуем. Для этого вначале вспомним, как обычно измеряют эл. ток. В большинстве случаев измеряют падение напряжения на резисторе включенном в цепь этого тока. Так и сделаем, подключим резистор и будем мерять на нем напряжение. На рисунке 2 приведены все три схемы.
Встает естественный вопрос, а какого номинала выбрать этот резистор? С одной стороны, чем меньше резистор, тем выше линейность зависимости тока от освещенности, но тем меньше падение напряжения на резисторе, ниже точность. А вот тут самое интересное! Выбираем такой номинал резистора, при котором падение напряжения по величине совпадает с величиной освещенности измеренной настоящим люксметром. Для этого устанавливаем подстроечный резистор, например такой рис 4. Далее делаем так, устанавливаем освещенность 2000 лк и выставляем подстроечным резистором (рис 3) напряжение на приборе 200 мВ (диапазон 2000 мВ). Далее меняя освещенность записываем полученные прибором данные. На значениях до 200 мВ переключаем тестер на диапазон 200 мВ, при бОльших переходим на диапазон 2000 мВ. Получаем такую таблицу (рис 5). Ну как, впечатляет? Меня такая точность без всяких таблиц преобразований вполне устроит. Погрешность заводского прибора использованного для калибровки 8%.
рис 2 рис 3 рис 4 рис 5
На сегодня хватит. О приборах и том как калибровал, о том как можно попытаться повысить точность измерения и о том что делать если показания прибора разбегаются с реальной освещенностью, почему в последней таблице такой странный ряд, может и еще о чем, в следующих сообщениях.

С уважением А.А.

PS
Хочу напоследок заметить, в таких приборах самое главное это качественный преобразователь (включая соответствующие фильтры), а в этом приборе он упрощенный, без всяких фильтров, так что проблемы со спектральными характеристиками дадут о себе знать. Будут и другие. Можно конечно усложнить схему, дополнить электроникой, дорабатывать сам преобразователь, но смысла в этом никакого не визу. Как не приводи в соответствие показания этой самоделки настоящему люксметру, она им не станет. Но на это никто и не претендует. Это вариант очень дешевого прибора для "прикидочных" измерений-сравнений. На большее рассчитывать не стоит. Хотя бюджетные резервы повысить точность преобразования еще есть, и я их позже приведу.




Изменено 7.7.11 автор AlexAlex

Constantin_K

Вот тут обсуждался прибор.
https://reefcentral....
На ваш взгляд, какой получше, если сравнить с указанным вами на Али ?

Изменено 4.12.21 автор forez

forez
Кто бы мог подумать ? Потрясающие познания !

не понял о чем вы.

forez

это совершенно разные приборы

forez
Кто бы мог подумать

Именно, кто бы мог подумать. Нужны люксы - сливайте воду из аквариумов - в сушке на продажу растить легче - и ставите комбинацию из фирменных холодных белых и 660. Не прогадаете.
А если нужен декоративный аквариум - то многоканалка. Минимум холодный белый плюс RGB.
У меня семиканалка, и то можно было бы больше.

Ну, господа, и полезли вы в дебри! Тут и паяльник в руках многим не удержать.
На самом деле, для любителя самый простой вариант - панелька солнечной батареи и тестер. Пусть это показывает температуру на Марсе, но использовать можно. Вот смотрите, что сделал я. Был светильник на двух люмках по 30 ватт. Собрал простенький на светодиодах, но с диммированием.Замерял показания под люмками, а потом подогнал и светодиоды по яркости. Точно также я смог бы с этим тестером приехать к любому из вас, замерять что имеется в стабильно растущем травнике и установить такое же освещение у себя. И всё. Больше такой прибор ни для чего не нужен. Не нужны нам люксы, люмены и ватты.Просто для сравнения с неким эталоном.
Но есть у такой игрушки и недостаток.Очень плохо реагирует на красный цвет, чуть лучше на синий.

Hedin
.Очень плохо реагирует на красный цвет, чуть лучше на синий.

Вот поэтому себе я соберу, пожалуй, фотометр жирного пятна. У него такой проблемы нет.

forez
Гораздо удобнее бродить металлической штангой по аквариуму и составлять карту освященности

Опускаете на штанге белый шарик и меряете отраженный свет. Например.

Hedin
1. Собрал простенький на светодиодах, но с диммированием.

2. Замерял показания под люмками, а потом подогнал и светодиоды по яркости. Точно также я смог бы с этим тестером приехать к любому из вас.

3. И всё. Больше такой прибор ни для чего не нужен. Не нужны нам люксы, люмены и ватты.Просто для сравнения с неким эталоном.

1. Можно кратко узнать, как сделать простенький с диммированием ? Мне доводилось собирать, но только на LDD и с ардуино контроллером.

2. Как замеряли, под водой ?

3. Ну а я про что ? Хоть в люксах, хоть в попугаях, не важно.

forez
1. Можно кратко узнать, как сделать простенький с диммированием ?

ac-dc драйвера Meanwell серий AB, B - с входом диммирования ШИМ, 0/1-10В, 100КОм

forez

Я собирал для маленького аквариума. И делал из того, что есть в широкой продаже. Собрал из 12 вольтовых линеек и лент. Драйвера самые дешёвые с ручной регулировкой резисторами. Естественно чуда не случилось, но его не будет и у дорогих светильников.На качество освещения влияет буквально всё! От тона стекла, до внешнего освещения.
Чтоб засунуть датчик под воду, я взял футляр от лезвий канцелярского ножа и поместил датчик внутрь. Всё заклеил и провода вывел через трубку от воздушного шарика. Параллельно датчику стоит резистор, тестер на V. Сама панель датчика из калькулятора.
Спектр нам и не нужен. По сути, цветные диоды нужны только лишь для комфорта наших глаз.Ими лишь слегка меняем цветовые оттенки.Если дать цветные диоды на полную мощность, то мы не сможем учесть их долю в полном спектре.Не видел таких данных. Может получится так, что на глаз освещение очень тусклое, а по факту слишком много для аквариума. Вот почему многие отмечают, что диоды провоцируют рост водорослей.

Hedin
Может получится так, что на глаз освещение очень тусклое, а по факту слишком много для аквариума. Вот почему многие отмечают, что диоды провоцируют рост водорослей.

Тут ровно наоборот. Свет не качественных СД сделан так, чтоб быть ярким для наших глаз, а не для высших растений. Инженеры делали этот свет для людей. А про водоросли под этим сетом уже писал. У красных водорослей нет хлорофилла В, вместо него фикоэритрины, их пик чувствительности близок к глазу человека, и довольно точно попадает на макс излучения СД. Водорослям свет СД подходит так же хорошо, как если бы траву мы стимулировали фито светом.

А не проще тогда уж использовать приложение на телефоне?

Hedin
Драйвера самые дешёвые с ручной регулировкой резисторами

Например, какие вы использовали?

Hedin
Вот почему многие отмечают, что диоды провоцируют рост водорослей.

DNK считает, что рост водорослей провоцирует глубокий красный цвет. Их специально ставят в водорослевых фильтрах.

forez

Думаете я помню, что за драйвера ставил? 3 года прошло и я их сразу вытащил из корпусов.Таких драйверов на каждом рынке полно.
Всё что я заметил по водорослям и спектру, так это их вид. От тёплого идут коричневые, от холодного зелёные.Но дело то не в водорослях, а в световом потоке. Не может глаз определить силу света от синего и красного, так как от белого. А для растений это существенно. Люксометр тоже видит не всё, хотя я им и не баловался.

Дешёвые диоды, это ещё та песня! Всё что написано на этикетке можно сразу выкинуть, но на безрыбье и рак осётр. Но самой то траве это по барабану. Страдает наш глаз.Цветопередача совсем ни какая.Но есть интересный момент - если поставить тёплый спектр и холодный, и их независимо диммировать, то можно добиться выпячивание зелёного.Забавная вещь.
Ещё очень неприятен сам белый, он какой то седой, искусственный.
Я выставляю прибором нужный световой поток, играя тёплым и холодным.Затем подгоняю окраску спектра , при этом цветные светят не сильно, лишь бы свет окрашивался немного как в природе.

Hedin

Я пробовал как то играть тремя цветами: синим, красным и цианом, выключив белый. Зеленый, кажется, тоже выключил, не помню.
При наблюдении за растениями ощущение - будто белый, но с очень высокой насыщенностью цветов. Цвета пылали, будто в сказке.

forez
При наблюдении за растениями ощущение - будто белый, но с очень высокой насыщенностью цветов. Цвета пылали, будто в сказке.

Такой эффект получается при выстригании из спектра желтой части. В белом диоде в желтой части спектра обычно света много. Примерно такой же эффект при освещении просто тремя узкими линиями RGB. Все становится более декоративным, но на любителя: это все-таки не очень правильная цветопередача.

KoRvin
А не проще тогда уж использовать приложение на телефоне?

На некоторых телефонах система не дает прямого доступа к данным камеры. У меня такой был, самые вкусные плюшки сторонних приложений для фотосъемки идут лесом. А вот что в таких случаях делает программный люксометр — интересный вопрос. Как он по жатым и откорректированным данным может освещенность посчитать?

forez

Получается высокий контраст. Не всем это нравится.
Вообще сейчас с источниками света не всё просто.Дорого и сложно.Да ещё и муторно искать запчасти в стране не имеющей электронной промышленности. Печально однако.

forez
На ваш взгляд, какой получше, если сравнить с указанным вами на Али ?

По вашей ссылке PAR-метр. Это по большому счету тот же люксометр, только вместо кривой чувствительности глаза там прямоугольная спектральная характеристика чувствительности. А по моей ссылке именно спектрометр.

forez
фоторезистор (изолировав от воды)

На всякий случай напомню про парниковый эффект Замер реальной освещенности (PPFD)в аквариуме - оптимальные и лучшие показатели и immersion effect correction factor of 1.32.

Изменено 6.12.21 автор oltrew

Hedin
Получается высокий контраст. Не всем это нравится.

Если светильник самодельный (в программированием в Ардуино) или позволяет свои настройки задавать, то имеет смысл переключаться, отдохнуть от стандартных настроек. Как будто новый мир.
Легким движением руки брюки превращаются ...

Constantin_K
там прямоугольная спектральная характеристика чувствительности. А по моей ссылке именно спектрометр.

А в чем разница?

**********************

Не хочется создавать отдельную тему.
Заинтересовался H2SHOW (Вулкан и подсветка) от Hydor.
Не могу найти продавцов.
Еще сложнее найти распылитель H2SHOW Bubble Maker

Может кто знает, где продаются ?

Изменено 6.12.21 автор forez

forez
А в чем разница?

PAR-метр это по сути люксометр, измеряющий интенсивность света в тех участках спектра, которые наиболее востребованы растениями. Только, ЕМНИП, он в каких-то других единицах отображает результат.

Изменено 7.12.21 автор Gleb

forez
А в чем разница?

Разница в том, что в одном случае просто фоторезистор, дающий одно число PAR. А в другом - подробный спектр, т.е. график плотности энергии по всем длинам волн от 380нм до 740нм с шагом в 2нм.

Можно добавить, что PAR-метр в отличие от люкс-спектрометров измеряет количество фотонов (микромоли), а не энергию.

oltrew
что PAR-метр в отличие от люкс-спектрометров измеряет количество фотонов (микромоли), а не энергию.

Измеряет в любом случае энергию света. Ни один датчик считать прилетевшие фотоны не умеет. Но вот на дисплей да, выводится информация о неком условном количестве фотонов в микромолях. Алгоритмы пересчета энергии в микромоли, как и точность у недорогих приборов весьма условна. Но все же они дают несколько более точную оценку количества света для травы, чем люксметры.

Так что лучше для нас практически, при настройке светильников, не вдаваясь в теорию ?
Люксы, пары, ваты, микромоли, фотоны, спектры ?
А то всё пишут, пишут... Конгресс, немцы какие-то... голова пухнет! Взять все, да и поделить !

Кстати, между энергией и яркостью излучения не существует ли коэффициент пропорциональности (возможно даже и нелинейный по длинам волн) ?
Тогда можно было бы пересчитать из одного в другое.



Изменено 7.12.21 автор forez [/q]

Изменено 7.12.21 автор forez

Изменено 7.12.21 автор forez

Конечно можно пересчитать. Со спектрометра в пар - просто, имея график спектров. С люксметра в пар - только приблизительно и только для белого света.