Опыт инструментальной оценки равномерности засветки LCD-принтера.

Подписаться на 3Dtoday
pl32
Идет загрузка
Загрузка
26.12.17
2013
27
печатает на RK-1
Техничка
13
Статья относится к принтерам:
Wanhao Duplicator 7 (D7)
Здравствуйте, коллеги!
Уважаемый Игорь (ака Goga44) уже публиковал статью в которой описывал процесс фотографирования экрана принтера с целью сделать маску http://3dtoday.ru/blogs/goga44/wanhao-d7-mask-manufacturer-inhomogeneity-of-the-illumination-matrix-e.
В комментариях он заметил, что было бы интересно увидеть аналогичного фото моего принтера.
Но поразмыслив, я подумал, что одной фотографии для оценки равномерности засветки мало, и решил сделать и фотографию и инструментальный замер освещенности.
К сожалению люксметр – прибор не только дорогой, но и не предназначенный для точечного замера освещенности.
Пришлось «колхозить» - взял блок питания на 19 В, фоторезистор СФ-2-16 (200р в розницу) и цифровой мультиметр, и все это соединил…
Смысл схемы – измерение тока, протекающего через фоторезистор.
Разница между протекающим и «темновым» током до участка насыщения – прямо пропорциональна освещенности фоторезистора.
Сама схема недостатков не имеет. А вот мое конкретное воплощение:
1) Фоторезистор СФ-2-16 взят исходя из того, что есть в «ближайшем» магазине, у него максимальная чувствительность на 650 нм, чувствительность на 405 нм – не более 20% от максимума.
2) Блок питания 19В – взят из наличия. Номинальное напряжение фоторезистора СФ-2-16 – 10В, насколько корректно он ведет на 19В – неизвестно.
3) Ток начала участка насыщения – неизвестен.
Методика измерения проста
1. собрав схему замеряем «темновой ток»
2. выводим на экран массив из 45 «квадратиков» и замеряем ток в центре каждого «квадратика»
При измерении выяснилась весьма неприятная «новость» - LCD матрица не полностью поглощает УФ-излучение, ее «пробивает» достаточно сильно – около 20% от максимальной яркости экрана.
Далее тоже ничего сложного:
3. Забиваем полученные значения тока в Exсel, вычитаем темновой ток, и получаем таблицу яркости экрана:
Фото 1. Карта распределение токов и карта освещенности.
0a196764acd5bf77ad6bcc3851eda5dd.jpg
Как видно неравномерность освещенности достигает двух раз…

После этого я решил сравнить результат с фотографиями экрана.
Вначале сфотографировал экран «напрямую» -
0fc16399340a0142609693fe956069ed.jpg
Потом – через лист стандартной офисной бумаги:
15f118b7bf464fc91165793321193604.jpg
Далее, обработав в «фотошопе» (перевод в серый цвет, размытие гаусса) получил:
7835fc99727258f4e0a0e6bf0b326989.jpg
Замерил яркость в центре каждого квадратика «пипеткой» и занес в Exсel.
Результат двух методик:
PREVIEW
Как видно, разница существенная…
Чем ее объяснить – не знаю. Единственное объяснение, которое приходит на ум – фоторезистор измеряет только прямые лучи, которые прошли через его оптическую систему, паразитное излучение отсекается, а лист белой бумаги показывает все излучение – и прямое и паразитное.
Хотя, возможно, есть и другие объяснения.
На этом пока все.
Плодотворных праздников!
Подписаться на 3Dtoday
13
Комментарии к статье

Комментарии

26.12.17 в 10:11
2
Круто.
Роман, а Вы печатали сетку? Или как вы делили дисплей на зоны?
26.12.17 в 10:15
2
Сделал модель из столбиков примерно 10х10 мм, расположил так, чтобы они были примерно на одном расстоянии друг от друга, подогнал масштабом, чтобы "чётко" влезли (так что точные размеры не знаю), потом отслайстил с временем засветки в несколько минут на слой и вывел на печать.
26.12.17 в 10:27
2
Понял.
Зарубежные коллеги печатают сетку из ячеек и уже так меряют. А можно более подробно о схеме соединения фоторезистора, БП и прибора. Или просто всё последовательно?
26.12.17 в 11:05
2
Накидал схему:
9f0081ce407fd8e01ea767fe7aa140b0.jpg
26.12.17 в 11:11
2
Спасибо, так и представлял её.
А почему не измерять просто сопротивление?
Вот ТУТ наткнулся на статейку про Ардуино и фоторезисторы, может натолкнёт на какие нибудь мысли.
26.12.17 в 11:26
2
А почему не измерять просто сопротивление?
Если есть качественный мультиметр, который сможет измерить сопротивление без погрешности - то, вероятно, можно.
Мой мультиметр (кстати, не совсем дешевый) при измерении сопротивления показывал разброс темнового сопротивления от 8 до 5 кОм, при попытке измерить сопротивление "в засветке" на экране - тоже шел сильный разброс значений.
Причем сопротивление обычных резисторов измеряет достаточно точно. Поэтому и так колхозить пришлось.
26.12.17 в 11:33
2
Спасибо за информацию и идею.
Надо будет тоже заняться таким исследованием. Тем более в NanoDlp для этого есть специальная вкладка в которой можно программно вводить маску.
Там используется шкала от 0 до 255. И разбивать можно на любое количество ячеек.
26.12.17 в 12:03
3
А что, если использовать не один УФ излучатель, а скажем 2 или 4 шт для равномерной засветки поверхности.
Колхозить конечно придётся... И диоды меньшей мощности можно поставить, чтоб меньше грелись.
Спасибо за статью, интересно))
26.12.17 в 12:25
3
А что, если использовать не один УФ излучатель, а скажем 2 или 4 шт для равномерной засветки поверхности.
Люди делают целые матрицы из отдельных диодов.
Так, что такой способ тоже существует.
26.12.17 в 14:16
2
В телевизорах используют светодиоды с насаженной на них линзой, и весь световой поток потом рассеивают пленками.
Единственная проблема - охлаждение и со временем некоторые из них выгорают, образуя темные пятна.

19649a984af0532501d7197374b9d3fe.jpg

Да, умельцев конечно много. И наверняка эксперименты ведутся)) :)
26.12.17 в 13:19
3
1) Там уже стоят несколько светодиодов - см. статью http://3dtoday.ru/blogs/3dlab/the-autopsy-wanhao-d7/.
30 шт - три ряда по 10 шт. Результат - вы видите.
2) Вероятно вы имели ввиду, что светодиоды надо равномерно распределять по поверхности матрицы? Так некоторые умельцы делают, правда требуется еще сотовая насадка, чтобы исключить паразитную засветку и обеспечить равномерность распределения света (иначе в центре освещенность будет больше, чем по краям).
Результаты хорошие. Почему Ванхао так не сделал - вопрос к Ванхао.
26.12.17 в 14:01
2
Да, именно так и имел ввиду. И светодиоды подбирать видимо надо, чтоб одинаковые были....

Панели светодиодные такие есть, было бы хорошо, еслиб и с УФ такие сделали
Видал такие бляжки в бытовых китайских фонарях, свет очень яркий и равномерный более менее.

b1d322ec05e6b7fab0b8ba250097d0f1.jpg
26.12.17 в 13:56
2
Великолепно!
Опередили меня всего на несколько дней! :) :) :)
Я почти такую же схему сваял.
Еще хочу попробовать воспользоваться программкой Люксметр для смартфона на Андроиде. У смартфона апертура датчика освещенности всего 1.2 мм.
26.12.17 в 14:03
2
1) Будем ждать результатов. Будет интересно сравнить.
2) Тут уже пробовали использовать смартфон для аналогичной цели - http://3dtoday.ru/blogs/plastmaska/creation-workshop-what-is-the-beast/?commentId=299876#298419
правда для других целей -
цитирую

Вот что получил:
M106 S255 = 550 lx
M106 S205 = 300 lx
M106 S135 = 220 lx
Результаты эксперимента меня огорчили. Хотя и получены некоторые данные, но очень много НО в них. Датчик освещенности телефона показывал одно и то же значение 550 люкс несмотря на то, что я снижал интенсивность засветки с дискретностью 10. В итоге лишь когда отправил команду S205 телефон показал изменение значения освещенности. При этом экран действительно в каждой итерации светился менее ярко. Следующее изменение значения телефон показал лишь при значении S135. Дальше снижать не стал, вряд ли возможно двукратное увеличение мощности светодиодов на моем экземпляре.
Еще один разочаровывающий момент. При включении интенсивности S5 телефон показал 40 люкс. Столько он показывает в полутемной комнате. При закрытом же трафарете и максимальной интенсивности датчик ничего не показал. Видимо нужен более точный прибор.
Хотя, от марки телефона зависит. Может у Вас все получится.
26.12.17 в 18:01
3
если есть желание более качественно измерить освещенность - воспользуйтесь лучше TSL2561 - на али их куча готовых модулей по небольшой цене. Минимальный размер сенсора + там 2 датчика - видимого и ИК, используя видимый спектр им можно составить намного более интересную и детальную картинку....
26.12.17 в 19:19
1
воспользуйтесь лучше TSL2561
А как считывать с них информацию?
26.12.17 в 22:56
2
тут поможет банальная ардуинка с библиотекой от адафрула или спаркфана. Мне больше спаркфановская приглянулась.. Ставяться прям из репозитария
26.12.17 в 23:34
1
Мне больше спаркфановская приглянулась.. Ставяться прям из репозитария
А есть ссылка, почитать?
Слишком много непонятных слов))))))))))))):D
27.12.17 в 08:45
1
27.12.17 в 11:04
1
Спасибо за идею, никогда не смотрел в эту сторону...
TSL2561 не подходит из-за цифрового интерфейса - без ардуинки или чего-то аналогичного - показания не считать.
А вот аналоговые датчики для ардуинки надо будет посмотреть - там показания можно замерить мультиметром.
Возможно и УФ-датчики есть...
PS Имею ввиду, что для меня не подходит, у кого есть в "заначке" ардуинка - естно подойдет.
26.12.17 в 18:11
4
Предлагаю простую идею рефлектора,
чисто "на попробовать", так как она - мало устойчива к высоким температурам.

Источник полуфабриката рефлектора - поистине неисчерпаем, в особенности потому-что "на носу" - праздники.

Любуемся и думаем:

c99f76ca4946e812c8648c8439ebc49d.jpg


Я надеюсь не надо пояснять, что лишнее - надо - или - съесть, или - аккуратно подрезать... ?

С Новым Годом!
26.12.17 в 19:13
4
К такому рефлектору просто необходима охлаждающе-разогревающая жидкость :) ;)

deee02074f1be578feb8f9dfb4b39b8d.jpg
27.12.17 в 11:08
4
Ну я против разогревающе-охлаждающих жидкостей к таким "лишним" деталям рефлектора.
Только чай. Хороший, качественный чай...
А для этих жидкостей - тут сыр надо... пармезан литовский после двух лет выдержки на балконе (увы, продается незрелым) или какой-либо армянский с плесенью....
Хотя мне больше бастурма, улюткель или казылык нравится... я все-таки убежденный трупоед по версии веганов...
28.12.17 в 15:25
1
Может как-то так:

b8179274d7413ebd3d5ae10c9b388622.jpg
29.12.17 в 07:32
1
Только не так....
Направленность света важнее равномерности засветки.
Именно косые лучи (а в этом варианте их будет много) снижают точность.
Если бы LCD выдавал честные 47 мкм - я бы о покупке RK-1 даже не задумывался бы...
Мне реально 50 мкм за глаза бы хватило...
29.12.17 в 08:57
1
Это очень интересный вопрос: как влияет направление лучей из источника света на качество засветки? Ведь те лучи ещё и через матрицу проходят. Тут недавно был пост о применении плёнки для проекторов с целью повышения контрастности изображения. Короче - нужен эксперимент.
29.12.17 в 09:45
0
Здесь все просто - на выходе мы должны иметь свет, идущий максимально близко к прямому углу 8)
А дальше - все сложно... Свет, который падает под углом на матрицу - сильнее поляризуется и частично отражается, в самой матрице свет неоднократно преломляется и частично отражается, ЖК-матрица сама поляризует свет и т.п.
Но в принципе - чем "прямее" свет на входе - тем "прямее" он на выходе...
Тут надо с сотовыми насадками экспериментировать...

Для написания комментариев, пожалуйста, авторизуйтесь.

Читайте в блогах

Некоторые особенности слайсера Simplify3D v 4.0.1

Печать голубого слоника на 3D-Принтере(под музыку)

Маска Солитера из вселенной Warhammer 40k

Музыкальный инструмент? Filamentarno!

3D-печатный таксофон: как позвонить Владимиру Владимировичу

Formlabs представляет новый материал для ювелирной печати