Анализатор качества искусственного освещения

Анализатор качества искусственного освещения
Даты проведения
с 2018-09-05 по 2019-09-05

Авторы: Лиховецкая Любовь. 11 класс

Научный руководитель: Богачёв Константин Александрович, преподаватель ЛАНАТ

Методы исследования

1. Прием сигнала и его оцифровка с помощью микроконтроллера. Последующая работа с этими данными, при которой на выходе будут получены нужные коэффициенты.

2. Разработка и сборка платы анализа светового сигнала с последующей обработкой полученных значений контроллером.

Во время осуществления первого метода были получены результаты, не соответствующие реальности вследствие низкой скорости обработки данных контроллером, с помощью которого проводилось исследование. Покупка процессора с большей вычислительной мощностью достаточно затратна, поэтому было принято решение обрабатывать поступающий сигнал яркости аналоговым способом, благодаря чему удалось значительно разгрузить контроллер. Следует отметить, что во втором методе получение значений происходит практически мгновенно, что позволяет обрабатывать высокочастотный сигнал.

Составляющие прибора

В состав устройства входит плата обработки аналогового сигнала, а также модули микроконтроллера и отображения информации. Плата обработки получает с фотометрической головки сигнал, который пропорционален яркости.

Фотография установки:

Фрагмент схемы обработчика сигнала яркости:

Создание прибора, который анализирует качество освещения путём обработки светового сигнала и преобразования его в несколько параметров, достаточно полно описывающих этот сигнал.
Задачи 1. Исследовать проблему 2. Разработать и собрать прибор 2.1. Научиться моделировать процессы в microcap (программа для аналогового и цифрового моделирования электрических и электронных цепей) 2.2. Научиться рисовать печатные платы в Slayout (программа проектирования и трассировки печатных плат малой и средней сложности) 2.3. Разработать печатную плату, которая обрабатывает входной сигнал и преобразует его в несколько параметров 2.4. Собрать фотометрическую головку, принимающую сигнал яркости 2.5. Собрать систему обработки и отображения данных, используя микроконтроллерную плату 2.5. Разработать микропрограммное обеспечение для обработки данных и вывода результатов на дисплей 2.6. Провести эксперименты 2.7. Разработать печатную плату всего прибора
В России есть стандарты, которых придерживаются при проектировании систем освещения помещений. В основе приборов-пульсметров лежит простой анализ амплитудных значений без учета формы светового сигнала, что и привело к идее проведения исследования. Более глубокое ознакомление с проблемой привело к мысли, что можно собрать прибор, который, опираясь на данные измерений, будет анализировать световой сигнал.
Разработан и реализован действующий вариант устройства анализа качества искусственного освещения. В ходе исследования было обнаружено, что существуют лампы, которые имеют пульсации яркости. Причем таким свойством обладают не только лампы для освещения помещений, но и переносные фонарики с батарейным питанием. Также была завершена часть работы над прибором, в которой возможно описание световых пульсаций с помощью значений, обработанных аналоговым модулем. В отличие от имеющихся прототипов, используемый в разработке раздельный анализ полученных коэффициентов позволяет проводить более гибкое исследование приборов искусственного освещения, а также дает возможность дальнейшей оптимизации алгоритмов обработки.
О проекте

Проект опубликовал

Целевая аудитория

будет интересно всем

Специализации

Радиоэлектроника Конструирование Изобретательство ТРИЗ Творческие работы

Области знаний

Общественные науки Техника и инженерные науки Микроэлектроника