Измерение освещенности подручными средствами

В последнее время на сайте появилось несколько статей не тему исследования равномерности освещенности LCD матрицы в фотополимерных принтерах.

Некоторые исследования дали невероятно хороший результат. Автор одного даже пожелал широкого внедрения в народ его методики.

А я критик. Потому что хочу иметь объективные и достоверные данные - для того, чтобы иметь возможность объективно сравнивать свой аппарат с другими. Это единственная возможная основа для модернизации принтеров этого класса, и превращения его из игрушки в серьезный аппарат, на деле соответствующий характеристикам, записанным в спецификациях.

Предполагается, что в фотополимерной смоле начинается полимеризация, когда фото инициаторы (в составе смолы) получают необходимую дозу энергии. Чтобы смола получила эту дозу, надо световым потоком с некоторой мощностью освещать смолу некоторое время (время экспозиции). Мощность светового потока, которая нас интересует, измеряется в Вт/кв.м или световой фотометрической величиной - люксом.

Извиняюсь за ликбез, это чтобы понимать, что все танцуют от одной печки.

Лучше всего измерять люксы люксметром. Вот таким, например.Со специальным сенсором на УФ 395 нм.Измерения проводятся в мкВт/кв.см.

Время одного измерения - от 1 сек.

Два недостатка для LCD 3D принтеров - диаметр окна сенсора 9.2 мм - очень большое для исследуемой поверхности 121х68 мм, сетка измерений примерно 13х7 ячеек. Второй недостаток - люксметр стоит $330 и сенсор еще $210, итого 540 баксов. Почти стоимость самого принтера.

Еще один люксметр всего за $20.Проблема - сенсорное окно диаметром около 20 мм.

Популярная альтернатива за 200 рублей - фоторезистор, вместе с мультиметром или даже с Ардуино.Реально - это ни на что не годный способ измерения освещенности. Нельзя интерпретировать измеренный ток как величину, пропорциональную освещенности!

Время одного измерения - от 2...5 секунд.

Чтобы превратить голый фоторезистор в прибор, требуется дорогой инструментальный операционный усилитель, так как рабочие токи микроамперы. Потом надо получить ВАХ фоторезистора по 10-15 точкам с помощью эталонного люксметра, т.к. зависимость сопротивления от освещенности не пропорциональная, а логарифмическая.

А потом или вручную пересчитывать по графику токи в освещенность, или написать программку для компьютера или микроконтроллера.

Моя альтернатива - смартфон. Окно датчика диаметром 2.3 мм. Сам сенсор размером 0.85 х 0.98 мм.

Располагается слева от слуховых дырок.Тут жаловались, что не могут найти датчик на аппарате черного цвета. Если хорошо осветить смартфон, то датчик сразу становится заметным.На моем любимом флагмане в нужном месте этих датчиков оказалось аж два. Чтобы понять, который из них датчик именно освещенности. просто осветил отдельно каждый из них лазером 405 нм из китайской указки. Левый оказался люксметром, правый - инфракрасным дальномером.Это люксметр в увеличенном виде. Диаметр сенсора всего лишь 0.26 мм.Два недостатка смартфона в качестве прибора.

Когда водишь смартфоном по поверхности, он случайно реагирует на касания других предметов, как на нажатия экрана, и начинает выполнять эти команды. Я это вылечил наклеиванием на сенсор трубочки длиной 10мм. Теперь экрана смартфона ничего не касается в режиме измерений.Второй недостаток - как смотреть на результат измерений. если смартфон перевернут вверх ногами и экран находится снизу. Лечится недостаток очень просто - автоматизацией измерений.

Измерения проводятся с помощью программы Physics Toolbox Sensor Suite https://play.google.com/store/apps/details?id=com.chrystianvieyra.physicstoolboxsuite

Включается режим одновременной записи измерений с двух (или более) датчиков. Я включаю люксметр (Light Meter) и шумомер (Sound Meter). Когда датчик освещенности находится в нужной мне точке, громко говорю 'А', перемещаю датчик освещенности в другую точку измерения, опять громко говорю 'А', ну и так столько раз, сколько нужно. После последней точки в последовательности измерений заканчиваем запись, и лог измерений отправляем на компьютер.

Не надо во время измерений смотреть на цифирьки, ничего не надо записывать ручками на бумажке - всё автоматизированно!!!

В компьютере Экселем открываем лог измерений и по пикам шумомера смотрим показания люксметра. Они сразу в честных люксах. Кроме того, так как время одного измерения всего 0.08...0.12 секунды, по каждой точке имеем серию из 20-50 измерений.

На вас работает очень чувствительный сенсор и 4-х/8-ми ядерный микроконтроллер. И если бы они работали плохо, ни один смартфон не умел бы делать приличные обычные фотографии.