miniatúrny expozimeter

Zpráva

samec · #1 Příspěvek od **samec** » 23 srp 2018, 21:08

Chcel by som si ubastliť miniatúry expozimeter o veľkosti prívesku alebo náramku. Doma mám nejaký zelený fotoodpor tesla, fotodiódu 1PP75, solárny panel z kalkulačky a ešte nejaké fotodiódy a optozávory. Možno by sa našiel aj nejaký fototranzistor. Prípadné napájanie z nejakých LR44 alebo CR2032. Máte nejaký nápad ako na to?

#2 Příspěvek od **Zaky** » 23 srp 2018, 21:31

Tak asi nejspíš bude potřeba fotocitlivý prvek zapojit do adekvátního obvodu podle typu prvku, získané napětí okalibrovat nějakým jiným expozimetrem a výslednou převodní křivku posoudit na realizovatelnost analogovým převodem. Jde o to, co chceš použít za způsob zobrazení výsledku, aby to splnilo požadavky malých rozměrů a nízké spotřeby. Pokud nepůjdeš cestou analogového zobrazení, tak napětí změříš AD převodníkem nějakého MCU a zobrazíš pak dle libosti měřákem, bargrafem, na displeji, nebo jakkoli jinak, jak si vymyslíš. Ale obávám se, že když se ptáš, jak se ptáš, tak pro tebe může být realizace poněkud nesnadná. Zásadní otázkou je, na co vlastně v dnešní době takovou věc vůbec budeš potřebovat?

kulikus · #3 Příspěvek od **kulikus** » 23 srp 2018, 21:50

Použij fotodiodu nebo solární panel, má největší plochu. V uvedeném zapojení jím procházející proud (napětí na orporu) přímo úměrný osvětlení.
Teď v létě to zkalibruješ snadno. V bezmračném poledni kolmo ke slunku je intenzita osvětlení cirka 1200W/m2. To pustí fotočlánek v závěrném směru největší proud. Podle toho zvol velikost odporu aby to bylo ještě lineární. Tj zvol odpor tak, aby byl na něm při plném osvětlení napětí tak o 2V nižší než napětí zdroje.

Crifodo · #4 Příspěvek od **Crifodo** » 23 srp 2018, 21:57

Nevím jestli lineární závislost je pro účely expozice ideální.
Problém většíny panýlků je velká citlivost na IR složku slunečního světla.
Použitelný expozimetr musí mít definovaný zorný úhel a vyřešeno měření dopadajícího/odraženého světla (matná polokoule)
https://www.milujemefotografii.cz/proni ... i-expozice

Ivan_Ryger · #5 Příspěvek od **Ivan_Ryger** » 24 srp 2018, 05:08

a prečo nie len fotodióda a mikroampérmeter? Päťdesiat rokov sa expozimetre robili tak.
Ináč, v bazároch to musí stáť pár korún.

#6 Příspěvek od **Hill** » 24 srp 2018, 07:59

Na to byly vhodné selenové články a mikroampérmetry s nelineárním průběhem výchylky na proudu. Přesnost pár let vynikající, záleželo ale na tom, v jakém prostředí byl expozimetr uložený, jak často se používal, atd. Ty články totiž stárnou.
CdS fotoodpor napájený 1,35 V rtuťovým článkem a mikroampérmetr se ukázaly jako dobrá volba, jen s nevýhodou niutného napájení a kontroly jeho stavu.

Jak selen, tak CdS naráží ale na jisté fyzikální limity - má-li rozsah indikace nad nějakých 10 EV (expozičních hodnot), už je obtížné udržet čitelnost stupnice na mezích rozsahu, proto se před světlocitlivý prvek vkládala neprůhledná clonka s jedním či více otvory, aby průběh stupnice zůstal zachovaný, ale světla bylo potřeba (nejčastěji a vyjádřeno v [lx]) potřeba 2¹°= 1024 krát víc.
Expoziční hodnota je číslo, které zahrnuje všechny reálné kombinace clony a času, při nichž materiál dané citlivosti bude optimálně exponován.

Jo, ještě existuje moderní prvek pro luxmetry a expozimetry, má čidlo s vyhovující spektrální citlivostí (u filmu bych řekl panchromatickou), ale s velkým přesahem do oblasti infračerveného záření, proto má fotodiody dvě, druhá umí jen tepelní záření a její údaj se uvnitř obvodu dá odečíst od údaje naměřeného hlavním senzorem.
Šestnáctibitové rozlišení, při nejnižší citlivosti co bit to lux, rozsah sotwarově volitelný 0-1000 lx, 0-4000 lx, 0-16000 lx a 0-64000 lx, a to ISL29003. Pro expozimetr ale potřebuješ logaritmické vyjádření, dož se dá snadno vyřešti posuvem záskaného binárního čísla v registru: EV je daná počtem posunutí čísla. Až narazíš na jedničku, máš nějakou jednotku (konstanta-EV), posuneš dál a, je-li jednička na dalším místě, přičteš půl EV, další jednička znamená, že tam je ještě čtvrtina EV... a vyšší přesnost stejně nejde na foťáku v nastavení expozice efektivně využít.

A vůbec: koukni na tuto bakalářku. V ní je ukázaná cesta.
Zminiaturizuj to do náramku.

#7 Příspěvek od **MetalGod** » 24 srp 2018, 10:25

Jestliže vadí IR, jako že jo, pak to se dá vyřešit IR blokujícím filtrem, ale protože je pro tyhle účely nechutně drahej, zjistil jsem, že NIR záření skvěle blokuje modrá skalice.

samec · #8 Příspěvek od **samec** » 24 srp 2018, 10:35

Ten digitálny senzor vyzerá zaujímavo. V kombinácií s Arduino Micro a 0,96" OLED displejom by to šlo narvať do dosť malého priestoru.

Stále však uvažujem aj o riešení s premenlivou clonou a LED indikáciou veľa/málo. Údaj by sa odčítal z nastavenej clony. Clonu predpokladám vyrobiť z hrubšieho alobalu fotocestou na plošné spoje.

K infra kamere k Raspbery Pi mam aj nejakú tmavú fóliu. Možno by sa dala použíť k druhému senzoru na kompenzáciu infra zložky.

Nemala by spektrálna citlivosť expozimetra kopírovať skôr citlivosť filmu, než ľudského oka?

Crifodo · #9 Příspěvek od **Crifodo** » 24 srp 2018, 11:03

samec píše: Nemala by spektrálna citlivosť expozimetra kopírovať skôr citlivosť filmu, než ľudského oka?

Citlivost filmu se snažili výrobci přizpůsobit citlivosti oka celou historii chemické fotografie až se jim to docela povedlo, takže spektrální citlivost oka a panchromatických emulzí se skoro překrývá.
Jestli ti jde o expozimetr pro film, ne pro digitál, tak profi výsledky stejně předpokládají vícebodové měření dopadajícího světla a počítají s expoziční pružností (a zkouškama), strojní měření u posledních modelů v éře filmových aparátů využívá algoritmy pro měření v mnoha zónách a programy s výběrem měřeného pole. Proti tomu je jednoduché měření plošným expozimetrem tak nepřesné, že na něm skoro nezáleží.

#10 Příspěvek od **Hill** » 24 srp 2018, 12:21

MetalGod píše:Jestliže vadí IR, jako že jo, pak to se dá vyřešit IR blokujícím filtrem...

Ten filtr byl vlastně pouzdrem prvků SBC (Silicon Blue Cell), ty viděly převážně jen to spektrum, co oko nebo panchrom.
Fotodioda pracovala v závěrném směru jako odporová. Měla údajně menší teplotní závislost, než CdS fotoodpor.
S Crifodovým názorem na přesnost měřrní ale souhlasím: kdo neumí interpretovat správně hodnoty nasnímané vícebodovým měřením, tomu pomůže expozimetr jen otientařn.

kulikus · #11 Příspěvek od **kulikus** » 28 srp 2018, 20:26

IR nemá smysl řešit.Ve spektru slunečního záření je ho podstatně míň než kolik je energie ve viditelné části spektra. Najděte si spektrum AM1.5 ...
Edit: Křemíkový fotočlánek navíc reaguje jen na blízké IR do asi 1100nm.

samec · #12 Příspěvek od **samec** » 08 zář 2018, 18:50

Tak ma napadlo použiť na indikáciu taký ten indikačný prúžok z tuškovej batérie Duracel Powercheck... Akurát momentálne žiaden doma nemám. Skúšali ste s tým niekedy niekto niečo?

Artaban001 · #13 Příspěvek od **Artaban001** » 08 zář 2018, 19:32

Tady asi někdo neví, jak ty proužky fungují. Na části pod tou stupnicí je vratná termobarva a pod ní je klínek z alobalu. Konce toho klínku stiskem na označených bodech připojíš na baterii a tím ji zkratuješ. Klínek se zahřívá, a to tak, jak se ztenšuje, tak tam je vyšší teplota. Ta barva tu teplotu zviditelní. Takže zde uplně k ničemu

samec · #14 Příspěvek od **samec** » 08 zář 2018, 19:58

Predpokladal som nejakú sofistikovanejšiu technológiu. Aký to má odpor, spotrebu? Dá sa to oddeliť od batérie, či sa to rozpadne?

#15 Příspěvek od **Hill** » 08 zář 2018, 20:38

U nové AA baterie, kdy hřeje celá délka pásku, jím teče proud kolem 3 A, takže odpor pod 500 mΩ.
A rozhraní na proužku je tak neostré, že dovolí jen hrubý odhad stylem "dobrá - použitelná - omezeně použitelná - použitelná na recyklaci".
Čili to rozhodně není vhodný hardware pro jakékoli měření. Pro test je to efektní, ale zobrazený údaj lze také interpretovat různě.
Na analogové zobrazení k expozimetru bych nepoužil ani indikátor z kazeťáku Tesla A3, protože ten byl i jako indikátor sotva vyhovující. Právě kvůli nepatrným rozměrům stupnice a špatné čitelnosti.
To už byly daleko přesnější CdS expozimetry můstkové s komparátorem a indikací nuly pomocí dvou LEDek, stupnice byla v tom případě například na kotouči potenciometru...

EDIT: doplněno zdůvodnění k indikátoru A3.