Последние статьи из блога

Измерение коэффициента пульсации ламп с помощью MegaD-2561

13/11/2021 21:41:56

Как-то одним непогожим осенним вечером я проводил очередные эксперименты с различными диммируемыми лампами. Выбирал те из них, которые хорошо поддаются регулированию с помощью модуля MegaD-8I7O-SD, диммеров 3-й версии для Моноблока, и не имеют при этом видимых побочных эффектов. Ведь некоторые модели ламп очень сильно моргают при низком уровне яркости с частотой, которая очень хорошо заметна глазу без каких-либо приборов. Однако попадаются и такие лампы, которые на первый взгляд горят ровно, но боковым зрением ощущается некоторый дискомфорт, трудно описуемый словами. Очевидно, что эти лампы пульсируют на более высокой частоте. Но насколько сильно? И есть ли среди тестируемых ламп модели, которые при диммировании не пульсируют вовсе? Чтобы ответить на этот вопрос нужен специальный прибор - пульсометр. Но такого прибора у меня не было. И сначала я решил его приобрести, но потом задумался... А нельзя ли измерить коэффициент пульсации с помощью контроллера MegaD-2561 и какого-нибудь датчика освещенности?

Контроллер MegaD-2561 поддерживает несколько датчиков освещенности для шины I2C. На момент написания данной статьи имеется поддержка популярных MAX44009, которые применяются в MegaD-Wallmount-Sensor, а также OPT3001 и BH1750FVI. Для измерения пульсаций требуется такой датчик, который умеет измерять освещенность за минимальное количество времени (так называемое integration time). У датчика OPT3001 это 100 мс, и он для данной задачи не подходит. У BH1750FVI - 16 мс, уже теплее. А вот у MAX44009 всего 6,25 мс в режиме "manual". Как раз то, что нужно! А кроме того, можно использовать любой аналоговый датчик освещенности, но об это отдельно.

По умолчанию MAX44009 работает в автоматическом режиме, когда датчик сам выбирает нужные параметры работы, чтобы обеспечить максимальную разрешающую способность во всем диапазоне измерений. Но такой режим не подходит для измерения коэффициента пульсаций ламп. Чтобы иметь возможность измерять пульсации, я сделал небольшое изменение в прошивке, с помощью которого можно перевести MAX44009 в нужный режим. Версия прошивки должна быть 4.54b8 или выше.

Для изменения режима MAX44009 необходимо отправить HTTP-запрос вида

http://192.168.0.14/sec/?pt=33&scl=32&i2c_dev=max44009&i2c_par=2

Где "pt" - номер SDA-порта, а "scl" - номер SCL-порта. Контроллер вернет следующий текст.

Включен режим: Manual, Integration time: 6.25 ms.
Чтобы вернуть датчик обратно в автоматический режим, нужно выполнить тот же HTTP-запрос, но с параметром "i2c_par=1".

Для вычисления коэффициента пульсаций, я решил воспользоваться следующей формулой.

Осталось написать скрипт, который сделает достаточное количество измерений и вычислит коэффициент по заданной формуле.
Вот, как подобный скрипт может выглядеть на PHP.

<?
for ( $i = 0; $i < 100; $i++ )
$val[] = file_get_contents('http://192.168.0.14/sec/?pt=33&cmd=get');

$max = max($val);
$min = min($val);
$flicker = round(($max - $min)/($max + $min) * 100, 2);
echo "Flicker factor: $flicker";
?>

Кратко об условиях. Датчик MAX44009 располагался в 50 см от лампы. Лампа настраивалась на яркость, при которой датчик фиксировал освещенность приблизительно 100 люкс.

Проведенные измерения подтвердили мои ощущения. Например, пульсация диммируемых Feron LB-166, Uniel GLA01TR и многих других ламп из бюджетного сегмента на малой яркости достигает 60-70%. А вот пульсации у более дорогих ламп типа Osram Parathom (филаментные с прозрачным стеклом) или Navigator NLL-C37 в аналогичных условиях практически отсутствуют. А незначительные и отклонения, которые все же изредка фиксирует датчик, скорее всего вызваны изменением сетевого напряжения и не превышают 3-5%.

Результаты, полученные от датчика MAX44009 в составе компбинированного MegaD-Wallmount-Sensor, который расположен за линзой Френеля, отличаются, но крайне незначительно. Также мало влияют на конечный результат светодиоды индикации ИК-датчика. Но все же лучше, если в момент измерения в области комбинированного сенсора не будет движения.

Интенсивность пульсаций зависит в том числе и от конструктивных особенностей самого диммера. Пульсации упомянутой выше лампы Feron LB-166 при подключении к модулю MegaD-8I7O-SD, в котором применяются аналоговые диммеры, составляют порядка 60%, но при подключении MegaD-8I7O-X с микроконтроллерными диммерами около 40%. Это все равно много и очень заметно. В то же время качественные лампы, пульсации которых минимальны, одинаково ведут себя как с модулем MegaD-8I7O-SD, так и с микроконтроллерными диммерами в виде сменных модулей.

Для измерения пульсаций ламп с помощью контроллера MegaD-2561 можно использовать не только MAX44009, но и любой подходящий аналоговый датчик. Например, копеечный TEMT6000. Я протестировал и этот датчик, подключив его к P37 (порту с функцией АЦП). Встроенный в контроллер АЦП работает существенно быстрее цифровых датчиков, но в отличие от MAX44009 данные, полученные с аналогового датчика не стабилизированные, не усредненные, сырые, что в разрезе текущей задачи, может быть, даже и не плохо. Результаты оказались еще более выраженными. Коэффициент пульсаций "хороших" ламп и в этом случае не превысил 3-5%. А измерение "плохих" ламп показало значительные пульсации до 70-80%.

Мне кажется, не столь важно, насколько точно подобные датчики общего назначения измеряют пульсации источников света. Важно, что с помощью простых подручных средств, которые чаще всего уже имеются в автоматизированном жилище, можно быстро исключить использование ламп, способных негативно влиять на здоровье и самочувствие жильцов. К сожалению многие современные производители в угоду массовому потребителю стараются предложить максимально удешевленный продукт за минимальную цену. А это не может не сказаться на качественных характеристиках изделий. Кроме того, даже самые вроде бы именитые производители типа Osram (Ledvance) выпускают модели ламп подешевле, которые ничем не отличаются от дорогих ламп внешне, но существенно отличаются внутри. И хуже всего, что начинка ламп может меняться без изменения производителем артикула.

Автор: Andrey_B
Любое использование материалов сайта возможно только с разрешения автора и с обязательным указанием источника.

Добавить комментарий:

Сортировка комментариев: Последние сверху | Первые сверху

2021-11-17 09:49:49 | Ruslan
Спасибо за очередную статью! Интересное исследование.
Насколько я понимаю, у пользователя теперь появляется инструментарий для исследования пульсации применяемых им ламп. И один из важных выводов состоит в том, что состав и качество электронных компонентов ламп одной и той же модели с одним и тем же артикулом может изменяться производителем "без объявления войны". Так что на практике рекомендовать со 100-%-й гарантией надлежащего качества нельзя ни одну модель лампочек.

Но я, как всегда, чуть о другом. Думаю, очень полезно для пользователей было бы провести исследование ламп еще и на предмет того, хорошо они диммируются или не очень. С тем, чтобы составить список моделей разных типоразмеров и с различными цоколями, которые диммируются от MegaD хорошо. А то каждому пользователю, кто решил сделать диммируемое освещение, приходится брать "кота в мешке" и "играть в лотерею". А так уже был бы список условно подходящих моделей...
Помню, ув.d.v.ermakov рекомендовал после собственного исследования некоторые модели ламп, однако их там было немного (что-то около 4-5 моделей).

2021-11-17 11:30:55 | Andrey_B
Ruslan, в том то и дело, что этот список не имеет большого смысла, так как уже сталкивались с тем, что даже одни и те же лампы, но из разных партий работают по-разному. Вскользь в статье я упомянул о диммируемых прозрачных Osram (Ledvance) Parathom и Navigator под цоколь E14. И когда мы закупаем такие лампы к себе на склад, то каждый раз тестируем, чтобы убедиться, что они работают нормально. Как наберется список подходящих для диммирования ламп хотя бы из 5 моделей, думаю, опубликую.

2021-11-17 11:41:31 | Ruslan
Спасибо!
Полезный получится материал.

2021-12-03 20:40:37 | Александр
Спасибо, интересный вариант использования.
Я частенько поглядываю на https:/lamptest.ru/ при выборе лампы/светильника. Конечно, там далеко не самый полный список и исследована малая доля ламп на рынке, но хотя бы косвенно можно судить о производителе/линейке. Однако и там были статьи о том, что меняется начинка ламп производителем и купить можно совсем другое, нежели тестировалось ранее, что лишний раз подтверждает слова Андрея.