Самодельный люксметр

Готовый люксметрИзготавливая различные светодиодные светильники часто хочется иметь под рукой люксметр для проверки освещенности которую дают готовые приборы.
А почему бы не собрать самому несложный прибор?

Чтобы не возиться с калибровкой, решил взять за основу цифровой датчик со встроенным АЦП и интерфейсом I2C.

Таких в обозримой доступности нашел несколько:

Решил начать с простого и дешевого BH1750

 Компоненты для изготовления люксметра

Общий бюджет в пределе $10

Компоненты для люксметра

 

Корпус для люксметра

Корпус для люксметра

Электрическая схема люксметра

Электрическая схема люксметра

Конструктив

Изготовление корпуса

Размечаю окно под дисплей и дырки под кнопки

Разметка корпуса люксметраДелаю отверстия и ровняю из гравером

Корпус с отверстиями

Примеряю плату с деталями

Компоновка деталей люксметра

Подгоняю, проверяю отверстия

Люксметр

Батарейный отсек

Изготавливаю из старой заглушки от системного блока. Размягчаю феном, подгоняю под аккумулятор и вставляю две пружинки — контакты аккумулятора

Изготовление батарейного отсека люксметра

Батарейный отсек и аккумуляторы

Припаиваю провода к контактам и креплю батарейный отсек в корпусе на «холодную сварку»

Холодная сварка для монтажа батарейного отсека

После высыхания этого «чудо пластилина» получаю вполне надежное крепление аккумулятора в корпусе с возможностью его быстрого извлечения для зарядки

Батарейный отсек в корпусе люксметра

Монтаж и пайка

Размещаю все компоненты на макетной плате

Макетная плата с компонентами люксметра

И распаиваю согласно схемы любимыми тефлоновыми проводами

Пайка компонентов люксметра

Сенсор освещенности

Под рукой оказалась прозрачная коробочка от SD-карточки. Поместил модуль освещенности пока туда, хотя выглядит достаточно неказисто. На отрезке гибкого 4-х жильного телефонного провода обжал разъемчики в стиле Ардуино

Разъемы для проводов

Провод для сенсора

Датчик освещенности BH1750

Собираю все вместе

Люксметр

Верхняя крышка

Рисую в графическом пакете макет надписей на верхнюю крышку и печатаю в зеркальном виде на прозрачную пленку, а затем приклеиваю ее к крышке

 

И вот готовый вид прибора

Верхняя крышка

 

Готовый люксметр

Программирование люксметра

Теперь можно подключить к разъемам ардуины преобразователь USB/SERIAL и начинать программировать

Люксметр без верхней крышки

 

Для работы с дисплеем 5110 по любым 5-ти дискретным выводам использую библиотеку Adafruit-PCD8544-Nokia-5110-LCD-library и графическую библиотеку Adafruit-GFX-Library

Остальное из стандартного набора Arduino IDE

Микроконтроллер постоянно находится в режиме SLEEP_POWER_DOWN И включается/выключается длительным (более 2 сек) нажатием на кнопку питания. Ток в отключенном режиме порядка 100 мкА. Это достигнуто тем, что с платы демонтирован светодиод питания, аккумулятор заведен на  контроллер минуя стабилизатор напряжения, включение всей периферии производится микроконтроллером через транзисторы. Все выходы при выключении переводятся в режим выхода в низкое состояние (LOW).

В рабочем режиме с периодичностью 1 сек выводятся показания датчика освещенности и напряжение аккумулятора.

Напряжение питания сравнивается с внутренним опорным напряжением 1.1В по методике описанной в этой статье

Скетч люксметра для ардуино

Люксметр в работе

Испытание люксметра

Для проверки показаний взят простой прибор DT-1300

Тестирование люксметра

 

Разница показаний примерно 2-4%, что вполне укладывается в точность DT-1300 5%

Там где освещение не равномерное разница увеличивается из за отличий в форме датчиков приборов

Прошелся по комнатам с различными светильниками

Характеристики прибора

  • Диапазон измерения 1 — 65535 лк
  • Разрешение измерения 1 лк
  • Потребляемый ток в режиме измерения  60мА
  • Ток в режиме ожидания (PowerDown) 100мкА
  • Габариты 134 x 70 х 25 мм

Выводы

Прибор получился вполне годный для домашнего применения при сравнительно небольших затратах

Что не понравилось

  1. Конструкция выносного сенсора. Буду модернизировать, когда найду подходящее решение
  2. Дешевый экран NOKIA5110 очень слепой что с подсветкой, что без. Подсветка очень неравномерная.
  3. С кнопкой питания и режимами сна можно было так не заморачиваться, а просто поставить выключатель с фиксацией и размыкать цепь питания батареи

Планы на будущее

  • Добавить некоторые функции, например автоматического отключения питания по истечении времени. Задействовать вторую кнопку.
  • Добавить настройки контрастности дисплея и яркости подсветки с сохранением результатов в EEPROM.
  • Сделать разъем для подключения разных датчиков и автоопределение их при включении. Подключить к прибору TSL2561, датчик измерения ультрафиолета, датчик цвета и т.д.
  • Разработать алгоритм измерения пульсаций света (при измерении с короткой временной задержкой считать разницу между минимумом и максимом в процентах)

В общем есть чему порадоваться и о чем задуматься

Думы о люксметре

 

Скетч люксметра для ардуино
7.3 KiB
1792 Downloads
Детали
Скетч люксметра на TSL2561
8.1 KiB
486 Downloads
Детали
Вы можете оставить отзыв или трекбек со своего сайта.

15 комментариев на «Самодельный люксметр»

  1. adenisen:

    Вполне бюджетное исполнение полезного прибора. Датчик точно стоит взять.
    А чем приклеивали пленку чтобы она не сморщивалась после высыхания?

    • Alexey Alexey:

      Пленка от струйника достаточно толстая и не сморщивается.
      Приклеивал на «жидкие гвозди» прозрачные. Но подтеки под пленкой все равно видны.
      Вроде есть пленки с клеящим слоем — напечатал, вырезал, отклеил, приклеил.

  2. Роман:

    Подскажи как увеличить точность измерения до сотых, а то и тысячных лк?
    и какой лучше взять чувствительный элемент?

    • Alexey Alexey:

      Ну только аналоговый типа фотодиода. И мерить в очень узком диапазоне с хорошим АЦП.
      Только не представляю, где такая точность нужна

  3. Роман:

    Подскажите какая зависимость здесь между напряжением и освещенностью?

    • Alexey Alexey:

      Никакой. Там стабилизаторы напряжения стоят внутри модулей и сигнал в цифре идет

  4. Роман:

    Возможно ли пообщаться с создателем люксметра возник ряд вопросов желательно не на сайте а в вк?

  5. Bobr:

    Неплохо неплохо 🙂 особенно исполнение.

    ЗЫ. Но по цене 🙁 вышло как и покупной.

  6. Alexey Alexey:

    Зато по функционалу нормально.
    Мой теперь пульсации считает

  7. Анатолий:

    А возможно ли вместо вашего чувствительного элемента использовать вот этот https://vk.com/away.php?to=http%3A%2F%2Fwww.compel.ru%2F2015%2F07%2F14%2Fopt3001-datchik-osveshhennosti-so-spektrom-chelovecheskogo-glaza, так как я понимаю что у этот сенсор измеряет от 0,01 лк

  8. Aibo:

    Это устройство на меге 168 не заработало , не хватило памяти.
    А выше указанный девайс — работает. причем дисплей более доступный

Ваш отзыв