¿Cómo medir, con marcas de tiempo, los cambios en la luminancia recibida?

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Estoy trabajando en un proyecto que necesita algunas pruebas para validarlo. Necesito hacer algunas lecturas de luminancia de una fuente de luz y almacenar esta lectura con una marca de tiempo (milisegundos de precisión).

Pensé en usar una cámara común, pero me pareció demasiado lenta para mi aplicación (< = 30fps) y necesitaría un poco de piratería de firmware para poder integrarla con una computadora y poder obtener las marcas de tiempo.

También he pensado en los fotómetros, pero no pude encontrar uno que me permita leer los datos a través de ellos, digamos, una interfaz USB.

¿Alguien tiene alguna sugerencia sobre este tema? ¿Qué podría hacer para leer la luminancia con marcas de tiempo de precisión de milisegundos?

EDIT

Lo siento, pero mi pregunta no fue muy clara. No necesito preocuparme por los valores absolutos de esas lecturas. Lo que necesito es un tipo de generador de disparo fotométrico para un osciloscopio o similar con un umbral no tan preciso. La idea de usar un microcontrolador con un sensor fotométrico parece ser una buena solución, pero dejaré la pregunta abierta un poco más para ver si surgen otras ideas. Gracias por todas las respuestas.

    
pregunta ivarec

2 respuestas

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Si lo estuviera diseñando, probablemente usaría un pequeño PIC o AVR con un adaptador FT2232 (serie a USB) y un sensor de luz de Sparkfun. El PIC solo usaría su ADC y mediría el nivel de luz y luego escribiría en su UART una marca de tiempo + lectura de nivel de luz. Algunos PIC (PIC18) tienen interfaces USB integradas, por lo que podría prescindir del FT2232, pero el FT2232 es barato y es un sumador de costo de tiempo de programación cero, ya que todo el PIC es un puerto serie regular (y todo lo que la PC ve también es un puerto serie USB normal).

Más allá de lo básico, probablemente agregaría una forma de poner a cero la marca de tiempo y calibrar el valor de retorno en el sensor de luz ... Tal vez un PLL de software en la línea de lo que usa el Protocolo de tiempo de red para que pueda sincronizar sensores múltiples (si su aplicación lo necesita).

    
respondido por el akohlsmith
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Yo mismo he realizado algunas mediciones de fuentes de luz de precisión de alta intensidad para mis prácticas y siempre he usado un espectrómetro. El espectrómetro (uno de Avantes) puede medir la irradiancia y la luminosidad. En este caso, tuvimos uno con USB2.0 con un gran espectro de alta precisión, y tuvimos problemas para obtener 100 muestras / segundo (nunca lo examiné, pero creo que no llega a 50 actualizaciones / seg). A menudo lo usábamos en tiempos de integración cortos (1 ms) (tiempo de 'captura' / 'exposición') y era MUY ruidoso. Las actualizaciones sin promediar también fueron un poco ruidosas, por lo que utilizamos grandes tasas de sobremuestreo para mediciones estables (como 500x). Esto es todo con el software del fabricante, no creo que haya una API que permita la extracción de datos.

Además, a niveles de irradiación "seguros" (algo que no va directamente a las personas ciegas, como 1 mW / cm2), en este corto tiempo de integración no medíamos casi nada. Solo en niveles de irradiancia potencialmente peligrosos (como 10 mW / cm2 o más) estábamos alcanzando escalas completas. Si desea hacer una solución de bricolaje, también puede encontrar tiempos de integración, y puede convertirse en un gran problema si solo capta la luz de baja intensidad muy rápidamente.

Además, una solución de bricolaje es bastante difícil si se quieren valores precisos absolutos. Los sensores típicos tienen espectros 'horribles'. Elegir un sensor está bien, pero si desea algo absoluto, no puede prescindir de la calibración de una fuente de luz conocida y precisa. No estoy diciendo que no se pueda hacer, pero de alguna manera, los espectrómetros y los potenciómetros listos para usar se vuelven bastante baratos.

También tenga cuidado de no estropear la radiometría (vatio) y la fotométrica (lumen). Lumen toma en cuenta la sensibilidad de los ojos humanos y no puedes convertirla sin conocer la forma del espectro de luz de tu fuente de luz. Si observo rápidamente algunos de los sensores instalados en Sparkfun, estos son radiométricos (te dan vatios).

Si 30 fps es demasiado lento, ¿qué velocidad necesita? ¿Necesita la intensidad en 1 punto o es su objetivo medir la potencia de salida? ¿Mide diferentes fuentes de luz (incluso un LED blanco cálido o blanco neutro puede hacer una gran diferencia)?

Supongo que su mayor éxito sería buscar un medidor de flujo luminoso, lux o lumen rápido con USB2 / serie. Es posible que deba modificar su plataforma con una configuración especial, esferas integradas o lo que sea para que funcione en su situación.

    
respondido por el Hans

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