Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Lysdioder, Optiska sensorer, Fiberoptik, Displayer, Lasrar, Optiska kopplare
jpalsson
Inlägg: 143
Blev medlem: 20 juli 2012, 13:14:41

Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av jpalsson »

Hej,

Vi har en LED-skylt på jobbet.
Den är kopplad till ett styrkort med en 16 stegs intensitetsstyrning.

Till den skulle jag vilja koppla en sensor som ger ett ljusstyrkevärde steglöst från solig dag ner till natt.
(mappning och interface mot intensitetsstyrningen fixar jag själv).

Jag skulle även vilja ha en fördröjning (ungefär som enkla garagelampor) så att inte en förbipasserande bil gör att skylten nästan släcks.
Sen antar jag att man även behöver någon form av offset så att man kan definera vad "solljus" och "natt" betyder i den här applikationen.

Helst en färdig sensorenhet man kan sätta utomhus.


Nån som har något tips på hur detta kan lösas ?



Mvh

/Johan
Användarvisningsbild
adent
Inlägg: 4094
Blev medlem: 27 november 2008, 22:56:23
Ort: Utanför Jönköping
Kontakt:

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av adent »

Jag tror en solcell kan funka alldeles utmärkt. När jag testade hemma med en lite större solcell så kunde jag genom att vinkla skylten och titta på spänningen hitta solen trots att jag inte alls såg den bakom molnen.

MVH: Mikael
jpalsson
Inlägg: 143
Blev medlem: 20 juli 2012, 13:14:41

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av jpalsson »

En solcell ?

Vad får man ut där då ?
Och hur linjär är den ?

Jag tänkte nog mer nån digital lösning i en färdig kapsling som jag
kan ansluta till en dator.

Men, har du nåt tips på en lämplig solcell ?
xxargs
Inlägg: 10183
Blev medlem: 23 september 2006, 14:28:27
Ort: Södertälje

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av xxargs »

Om du mäter strömmen med solcellen väldigt nära kortsluten (dvs några mV över en strömmätningsmotstånd) så är den linjär då strömmen som bildas bokstavligen bestäms av antalet infallande fotoner.

_Men_ omfånget mellan dagsljus och direkt solljus och svag månsken mitt i natten är enorm och du behöver förstärkarkretsar som är lågbrusiga och har mycket stor dynamik om du skall fånga saker och se gradskillnader även i den mörka området. Det är kanske tom så att du kanske hjälps av att använda logaritmiska förstärkare för att nivåerna ut skall få något så när passande steg till en A/D-omvandlare och upplevd mörker, annars blir det 0.3 Volt, 0.1 Volt, 0.03Volt 0.01 Volt 0.003 Volt 0.001 Volt etc. vid varje upplevd halvering av ljusstyrkan.

Titta på kamera 1/2000-dels sekund och bländare 12 i ena läget vid dagsljus och kanske 15 sekunder och bländare 1.4 eller 1.2 vid riktig nattfotografering - förmodligen är det en bit över 90 dB i dynamik som skall hanteras.
jpalsson
Inlägg: 143
Blev medlem: 20 juli 2012, 13:14:41

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av jpalsson »

Jo, jag inser att omfånget är enormt, bara genom att kolla på en enkel ljusmätarapp till telefonen så inser man hur mörkt det är på kvällen i jämförelse med dagen.

Såg nånstans att vissa ljusmätarkretsar kompenserar för detta genom att man kan programmera en slutartid och sedan ta ut ett värde.
Ex. skulle vara kul att testa en sån här,
https://learn.adafruit.com/tsl2561/use

Men i just det här fallet så är jag ute efter en färdigbyggd enhet som helst lämnar en digital signal
som jag sedan kan mappa mot intensitetssteg på kontrollerkortet.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26105
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av Icecap »

Vi gör detta på alla våra skyltar. På dom som vi själv utvecklar använder jag en "skymningssensor" = Vishay TEPT 4400.

Den går mot ett lämpligt motstånd som pull-up och värdet går till en A/D-ingång.

I signalbehandlingen vändas värdet och offset dras bort, sedan kvadreras värdet pga. ögats "logaritmiska" känslighet och skalas till promille.

Därifrån skalas PWM till displayen med ett offset för lägsta intensiteten och till högsta intensiteten.

På vägen körs A/D-värdet att gå genom ett mjukvara lågpassfilter för att jämna ut och tröga ner ändringar.
jpalsson
Inlägg: 143
Blev medlem: 20 juli 2012, 13:14:41

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av jpalsson »

Hej Icecap,

Din lösning låter helt rimlig.
Det finns en ljussensor till de här skyltarna att köpa också, problemet är att
de tydligen är för nervösa för detta, dvs. den mäter bara några sekunder innan
den avgör ljusstyrkan.
Jag skulle hellre vilja att det rörde sig om 10-30 minuter så att inte varje långtradare
med helljus bländar ner skylten.

Det är därför jag söker runt efter alternativ.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26105
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Aabenraa, Danmark

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av Icecap »

Normalt (LED-skyltar modell seriös) finns det inställningar för trögheten i regleringen.

Men min lösning är just att ha ett lågpass filter i mjukvaran, då tar en reglering från lägsta till högsta intensitet en valfri tid, jag har kommit till att 30-60 sekunder duger fint.

Och då mitt system stegar promille (på ett ungefär) är det en flytande ändring att se på.

Så min lösning på ditt problem hade varit en PIC eller annan lämplig µC, sensorn på och lite mjukvara som ger filtreringen och trögheten.
jpalsson
Inlägg: 143
Blev medlem: 20 juli 2012, 13:14:41

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av jpalsson »

Ja, det kanske är där man hamnar till sist, även om jag helst söker en så färdigbyggd enhet som möjligt.
Men, jag måste ju fortfarande ordna en konvertering från givaren till den XML-fil som styrprogrammet kräver.

Tack för input i vilket fall.
limpan4all
Inlägg: 8195
Blev medlem: 15 april 2006, 18:57:29
Ort: Typ Nyköping

Re: Ljusmätning i steg från fullt solljus ner till natt

Inlägg av limpan4all »

16 bitar räcker inte för det dynamiska omfånget, man behöver uppåt 20-22 bitars omfång på ljusregleringen.
Från svenskt sommarsolljus till molnig månfri svart natt.
Oftast så är skymningen inte så intressant eller har krav på område.
Så vi har löst det med 16 bitars dynamiskt område men med 3 st grova "områden" solljus/skymning och natt. Då har vi stora hopp och mycket digital bearbetning av hur och NÄR ljusstyrkan skall ändras. Att hamna i ett "pumpningsläge" av ljusnivån är inte önskvärt...
Skriv svar