Cassetta per misurare i runtime (aggiornato)

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gianni24
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Cassetta per misurare i runtime (aggiornato)

Messaggio da gianni24 » 28/01/2019, 14:34

Ciao a tutti. Premetto che sono un appassionato "sui generis", mi sono comprato delle torce perché mi servivano, ma non avendo trovato in rete dei dati decenti ho voluto fare da me.

La laurea in fisica mi ha aiutato, mi sono studiato la materia e ho deciso che costruire una "scatola di integrazione" non era complicato, e che avrei potuto poi ottenere i grafici tempo/lumen che mi interessavano con un po' di lavoro a livello software, ma andiamo con ordine.

LA CASSETTA

In primis ho preso una cassetta di vino vuota, della vernice bianca ed un piccolo pezzetto di compensato, ed ho assemblato quello che vedete nelle foto.

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Non è una sfera di Ulbricht, ma soddisfa le condizioni che volevo io:
1) la luce emessa dalla torcia viene catturata completamente (non esce niente);
2) la luce è costretta ad un numero sufficiente di riflessioni per arrivare al sensore del luxmetro.

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LE MISURE

Ho usato per misurare i lux un cellulare (il tutto è spiegato meglio in seguito), per capire se la posizione in cui mettevo la torcia era critica ho fatto una serie di misure della stessa torcia elettrica messa in posizioni diverse dentro la cassetta, naturalmente sempre lontano dal sensore.

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Facendo misure con la torcia in diverse posizioni ho visto che in effetti ci sono piccole variazioni nelle letture, comunque per effettuare le misure ho fatto poi in modo di posizionare tutte le torce in modo congruente.

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Per fare automaticamente i grafici l'idea era quella di usare come luxmetro il sensore di luminosità di un cellulare, per poter raccogliere i dati direttamente da un computer, e devo dire che in questo il mio Samsung J5 è andato benissimo. Per essere certo che le misure riportate dal cellulare fossero attendibili (e soprattutto che fossero "sovrapponibili" a quelle di un vero luxmetro) ho fatto una serie di misure della stessa luce con il cellulare e con un colorimetro x-Rite (sono appassionato di fotografia).

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Il grafico che mette in relazione le due serie di letture è quello qui riportato, e come vedete i valori sono decisamente proporzionali. Il J5 mi restituisce valori in lux un 20% circa maggiori di quelli del luxmetro, ma quello che conta è che l’andamento sia pressoché lineare. Una differenza, se proporzionale, è ininfluente per la misura dei lumen, visto che dovremo comunque utilizzare un fattore di conversione che tiene conto non solo delle misure in lux, ma anche della dimensioni della camera di integrazione e dell'attenuazione che si ha con le varie riflessioni.

Ho anche provato ad effettuare delle misure inserendo una pallina da pingpong come diffusore sulla torcia misurata. Per capire quanto questo infuenzava il risultato ho fatto una serie di misure con diverse fonti e diverse intensità, riportate nel grafico seguente.

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Mi pare che inserire o meno il diffusore sia abbastanza indifferente, le misure sono comunque abbastanza approssimabili ad un andamento lineare. Ho quindi deciso di proseguire senza il diffusore.

REGISTRARE I RUNTIMES

Si trattava ora di far arrivare i valori letti dal cellulare ad un computer, in modo continuativo, e di gestire il tutto. Per leggere i valori dal cellulare, dopo svariati tentativi con applicazioni gratuite che promettevano di salvare i dati su log, ho scoperto che la cosa migliore era scriversi il programma da solo.

Ho utilizzato una App che si chiama "Automate" e che permette di scrivere in modo grafico un "flusso" (così viene chiamato) che legge i valori dal luxmetro integrato nel telefono, li invia tramite WiFi al computer, e ricominci daccapo dopo una piccola attesa. Se interessa naturalmente sono disponibile a fornirvi le indicazioni per procedere (ed il programma che ho scritto).

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Una volta avviato il programma sul cellulare, inserita la torcia accesa nella cassetta, chiuso il tutto, tramite il computer mi sono fatto una interfaccia per "dare un nome" al grafico da prelevare, ed iniziare la registrazione.

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A questo punto man mano che passa il tempo il computer raccoglie le nuove misure, e nella pagina del test in corso si forma il grafico (qui ho riportato i lux letti).

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LA TARATURA

Per ottenere i lumen a partire dai Lux occorre un riferimento e qui ho utilizzato la piccola Fenix E12, che in modalità “High” emette 130 lumen. Ho calcolato un fattore di conversione ed almeno in linea teorica questo avrebbe dovuto essere sufficiente. Per controllare questa affermazione ho inserito nella cassetta diverse torce elettriche e confrontato i valori riportati dal luxmetro del cellulare (li ho indicati come ss, sensore del samsung), con quelli dichiarati dalle case.

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Dal grafico emerge quella che sembrerebbe una risposta non lineare, e questo davvero non me lo aspettavo :shock:. La luce è additiva: se una lampadina sul soffitto da 1000 lumen mi dà un'illuminazione sul tavolo poniamo di 100 lux due lampadine da 1000 lumen mi devono dare 200 lux!

Mi sono allora un po' documentato per vedere se altri avevano incontrato questo problema, e come lo avevano affrontato, ed ho trovato l'articolo di selfbuilt su Candle Power Forums dal titolo How to convert Selfbuilt's Lightbox values to Lumens.

Ho scoperto che anche in america hanno avuto il mio stesso problema, ma l'hanno risolto in modo molto "americano", semplicemente ignorando il problema. Il mio grafico non è lineare? Lo rendo lineare impostando una "curva di trasferimento" che "aggiusti" i valori letti dalla mia lightbox a quelli che mi aspettavo perché misurati da altri in modo attendibile.

Mistero della fede.

Ho comunque anche io adottato questo approccio (anche se non lo capisco, e mi piacerebbe qualcuno discutesse con me in questo thread proprio di questo "andamento non lineare").

UTILIZZO DELLA CASSETTA

Indipendentemente dal mistero dell'andamento non lineare, la cassetta è valida per confrontare i valori dichiarati per le varie torce, ed allineandomi a quanto fatto oltreoceano ho generato dei grafici in cui le ordinate sono indicate in lumen. Come grafico di esempio vi riporto questo della Zanflare F1, in modalità High.

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Il grafico lumen/tempo è prodotto direttamente dell’interfaccia pc che ho costruito. Dal grafico leggo che la torcia emette circa 460-450 lumen per 30 minuti, poi entra un circuito di regolazione dell'output che mantiene fisso il valore emesso a circa 420 lumen fino a che la batteria lo consente (per circa 2 ore complessive).

La Zanflare dichiara 590 lumen per 2 ore e mezza, e quindi da quanto ho misurato io esagera sia sul tempo che sulla durata :(

Naturalmente chiunque può costruire una cassetta come questa, praticamente a zero spesa, usare il cellulare per salvare i valori letti, importarli in Excel, e creare i grafici nel modo che preferisce: l’importante è avere un “set di misure” prese automaticamente ogni tot secondi, poi il resto è “in discesa”. Vi allego una versione del programma per Automate.

A disposizione di tutti per chiarimenti e o discutere, in particolare del "mistero della fede" sull'andamento non lineare delle misure...

PS chiedo ai mod di cancellare i post che ho creato per errore, e che non sono riuscito a cancellare da solo... :facepalm:
Allegati
LuxLogger.zip
Il programma, versione non WiFi
(366 Byte) Scaricato 13 volte
Ultima modifica di gianni24 il 01/02/2019, 10:39, modificato 5 volte in totale.

Faendal
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Re: Cassetta per misurare i runtime

Messaggio da Faendal » 28/01/2019, 20:17

Stupendo! Interessantissimo approfondimento, anche per la parte software. Automate è un'app fichissima comunque, molto potente.

Finora io le mie misurazioni col luxmetro del telefono le ho sempre fatte in ceiling bounce alla bell'e meglio, confrontando con una torcia presa come riferimento di cui conosco i dati "reali" con discreta precisione, perchè misurati da un reviewer preciso e attrezzato o perchè affidabili dalla casa.
Tuttavia in ceiling bounce in una stanza normale i risultati variano troppo in base alla posizione del telefono, della torcia, e anche in base alle caratteristiche del fascio.

gianni24
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Re: Cassetta per misurare i runtime

Messaggio da gianni24 » 28/01/2019, 21:11

Allora non ti resta che scolarti tre bottiglie :LaughOutLoud:

Apparte gli scherzi se ti serve un "flow" che logghi i dati del luxmetro sul telefonino (più semplice da gestire: registri, ti copi il file sul pc a mano e lo apri con excel) fammi sapere che allego.

Faendal
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Re: Cassetta per misurare i runtime

Messaggio da Faendal » 29/01/2019, 18:01

Non sarebbe male, grazie! Finora non ci ho mai perso troppo tempo e usavo un'app che registra i dati, ma li registra "male" ad intervalli variabili quindi diventano difficili poi da elaborare in un grafichino carino.

gianni24
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Re: Cassetta per misurare i runtime (aggiornato)

Messaggio da gianni24 » 29/01/2019, 21:24

@Faendal ti ho aggiunto uno zip con il flow di LuxLogger, nel post principale. La versione in questione non usa il webserver e quindi la wifi, ma scrive sul tuo telefonino, nella cartella dei download. Ho messo questa versione perché più facile da gestire, anche se ha il difetto che non "vedi" il grafico che si forma man mano. Per la versione wifi occorre anche mettere su un webserver e le relative cgi, e non è proprio semplicissimo...

In merito ai diagrammi devi farli usando la funzione di excel "grafico a dispersione" e prendendo i dati di lumen ed i timestamp. Per la natura di Android non avrai mai i dati perfettamente ogni tot secondi, perché questo non è proprio possibile su Android. Il programma salva circa 10 misure per minuto, ma può appunto cambiare in più o in meno a seconda di "come gli gira" al telefonino.

Per i runtime sopra la mezz'ora è meglio attaccare un powerbank al telefono, non perché la batteria non ce la faccia, ma perché Android vedendo la "corrente di carica attaccata" si comporta diversamente ed il tutto fila più liscio.

Inoltre:
1) nelle impostazioni del telefono, risparmio energetico, inserisci Automate nell'elenco delle "Applicazioni non monitorate";
2) nelle impostazioni di automate sotto "Miscellaneous" imposta il "Timing accuracy workaround" ad "Alarm clock & native timer".

Buone prove!
Ultima modifica di gianni24 il 01/02/2019, 9:28, modificato 1 volta in totale.

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lock
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Re: Cassetta per misurare i runtime

Messaggio da lock » 30/01/2019, 7:27

ottimo..davvero un bel lavoro complimenti...
Io in questo momento per le misurazioni sto utilizzando Science Journal che oltre a creare grafici in diretta, effetua un datalog esportabile in csv..
Sono curioso di provare anche la tua soluzione..
grazie mille per la condivisione!




gianni24
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Re: Cassetta per misurare i runtime

Messaggio da gianni24 » 30/01/2019, 15:03

@lock grazie per la dritta, bella app Science Journal, devo confessare che se la avessi trovata prima non mi sarei sviluppato "tutto il mondo" con Automate e webserver. Mi piace come mi è venuto il sistema, trovo comodo guardare cosa succede sul PC mentre il cellulare registra i dati dentro la cassetta, ma i report di Science Journal sono davvero ok...

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