DIY fényképészeti fénymérő: 5 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Ez az Instructable néhány ötletet oszt meg egy egyszerű kicsi és olcsó fénymérő felépítésével kapcsolatban.

Mivel az Instructables nem engedi beilleszteni a saját videóimat, próbálja meg ezt a linket:

www.youtube.com/embed/avQD10fd52s

A cél számomra egy fénymérő volt, hogy kísérjem a Bronica ETRSi közepes formátumú filmkamerámat.

Amit szerettem volna, hogy megjelenjen:

• egyetlen ASA (100), mert szinte csak ASA 100 filmet használok
• a lehető legkisebb
• csak olyan kombinációkat adjon meg, amelyeket a Bronica képes reprodukálni, ami azt jelenti, hogy f2.8-f22 és 1 másodperc-1/500 másodperc
• nincs értelmetlen jellemzője, kivéve a sima időket és a rekeszértékeket

Amiket használtam:

• Adafruit (Vishay) VEML 7700 digitális Lux-méter (körülbelül 5 dollár)
• Adafruit Trinket M0 mikrovezérlő (körülbelül 9 dollár)
• 128x32 OLED kijelző (körülbelül 10 dollár)
• nyomógomb az ideiglenes bekapcsoláshoz (néhány cent)
• egy apró darab szalagdeszka, mert próbálok nem kábeleket használni, de biztosan használhat kábeleket is

1. lépés: Alapszámítások | Lux -tól EV -ig

A megvásárolt érzékelő két funkciót használ, amelyek alapján eldönthetem:

• 16 bites lux értékeket ad ki a „méret nélküli” fényértékek helyett
• az értékeket I2C -n keresztül adja ki

Egy fényképes fénymérő expozíciós értékeket (EV) használ, a megvásárolt szenzor Lux értékeket használ, ami teljesen más skála. Tehát az első lépés az EV -k lekérése az érzékelő által biztosított Lux -értékekből.

Egy gyors pillantás a wikipédiára, és megtalálhatja az eseménymérés képletét, és konvertálja az EV -t Lux -ra:

E = 2,5 * 2^EV

ahol E -t luxban mérik.

Mivel már megkaptuk a Lux értéket az érzékelőtől, és szeretnénk az EV értéket, újra kell alakítanunk a képletet, amellyel:

EV = log2 (E/2.5)

Tehát ez az első számítás, amelyet el kell végezni annak érdekében, hogy a fénymérőből ki lehessen venni a fényképes értékeket.

A mellékelt keresési táblázatban láthatja az összes értéket, amelyet ebben a fénymérőben használnak, a megfelelő Lux és EV értékekkel együtt.

2. lépés: Az értékek bemutatása a kijelzőn | Adafruit GFX könyvtár

Először egész lépésekben próbáltam bemutatni az értékeket, mert erre tudom beállítani a Bronica -t, de ez egy problémához vezet:

Tegyük fel, hogy a Lux -érzékelő pontosan 20480 -as értéket ad ki, ami azt jelenti, hogy pontosan az EV 13, így például beállíthatom a fényképezőgépet f4 -re és 1/500 másodpercre, és jó lenne menni

Ezután tegyük fel, hogy a Lux -érzékelő 20479 Lux -ot ad ki, 1 Lux -ot az EV13 alatt, ami 12 -es EV -értéket ad ki, de csak egy lux távolságra van az EV13 -tól

Tehát f2.8 -ra és 1/500 másodpercre állítanám be a fényképezőgépemet, ami túlexponálna 1 stopot anélkül, hogy tudnám, mennyire közel vagyok az EV13 -hoz.

Következtetés: szükségünk van az értékek valamilyen analóg kijelzőjére, hogy legalább lássuk, milyen közel vagy távol van a mérő a következő vagy előző EV lépéstől.

Miután megpróbáltam használni a GFX könyvtár beépített betűit és betűtípusát, úgy döntöttem, hogy két egyedi grafikát használok, amelyek az OLED képernyőn mozognak.

Az egyik a rekeszértékekhez, a másik az időhöz.

A GFX könyvtár 8 bites értékeket használ a grafika bemutatásához, ezért készítettem egy xls lapot (lásd a fenti képet).

• minden értéknek pontosan ugyanannyi képpontja van értékenként
• az idők és a rekeszek soronként pontosan ugyanannyi értéket tartalmaznak
• Hozzáadtam a szükséges "B" betűt minden bájt elején, és a "" -t a végén
• Ezt követően exportáltam egy egyszerű szövegbe, és íme: csatoltam a harmadik grafikát

Az időértékek másodpercenként 1/8, a rekeszértékek pedig f2.8 -tal kezdődnek

Az előző lépés keresési táblázata alapján tudjuk, hogy ez 160 lux vagy EV6.

A legsötétebb értékek ekkor f22 és 1/500 másodpercek lennének

Ismét a keresési táblázaton keresztül láthatjuk, hogy ez 655360 Lux vagy EV18

Eddig jó.

Tehát az EV6 -on a rekesznyílás grafikának a bal szélsőnek kell lennie, az időknek a jobb szélén, és fordítva az EV18 -nak

3. lépés: A lux értékek olvasása és kompenzálása | VEML7700

Miközben lapozgattam a Vishay VEML7700 Adafruit táblájához tartozó adatlapját, meglehetősen nyugtalanító észrevételt találtam:

Az érzékelő csak lineárisan működik 0 és 1000Lux (!) Között

lásd a képernyőképet a narancssárga (lineáris) és a kék (tényleges érzékelő kimenet) vonallal

A napfény (EV15) körülbelül 80 000 lux, ami azt jelenti, hogy az érzékelő nemlineáris részének kompenzálása nélkül teljesen haszontalan lenne fénymérőként.

Vishay tudja ezt, ezért ügyfeleiknek egy másik pdf -t adtak, amelynek címe A VEML7700 tervezése alkalmazásba.

Ebben a pdf-ben talál egy képletet az érzékelők nemlinearitásának kompenzálására:

LUX_CORR = 6.0135e-13*pow (LUX, 4) -9.3924e-9*pow (LUX, 3)+8.1488e-5*pow (LUX, 2)+1.0023*LUX

Ahol a LUX_CORR a korrigált Lux-érték, a LUX pedig az érzékelő által kiadott érték.

Ezeket a változókat használtam, a táblázatban használt különböző változókat.

Engem kissé zavar, hogy az Adafruit egyetlen szóval sem említi ezt az oldalukon, a dokumentációjukban, a könyvtárukban vagy máshol.

Így az első napokban azon tűnődtem, hogy a fénymérőm miért csak 20000 Lux maximális teljesítményt ad ki közvetlen napfényben is.

Ha megnézed a piros és a kék vonallal ellátott grafikont, láthatod, hogy miért: mert a kompenzációs képlet nélkül nem mehet feljebb.

De van még egy tipp az érzékelő dokumentációjában:

Ez a kompenzációs képlet csak akkor működik, ha az érzékelőt 25 ms -ra és 1/8 erősítési arányra állítja.

Ez könnyen elvégezhető az Adafruits könyvtárral a következőkkel:

veml.setGain (VEML7700_GAIN_1_8); veml.setIntegrationTime (VEML7700_IT_25MS);

az üresség beállításában ()

Tehát miután 1/8 és 25 ms-ra állította, és hozzáadta a kompenzációs képletet, akár 120000 luxot is mérhet, ami elég ahhoz, hogy elfedje a napfényt 80-100k Lux-on

4. lépés: Arduino / C-kód

Mivel a használt kijelzőtől és a preferált vezérlőtől függ, nem részletezem túl sokat, csak néhány gondolatot és tippet kell hozzáfűznöm, különösen az Adafruit könyvtárak és a 128x32 px OLED használata esetén:

az üres beállításban:

beállítottam a VEML könyvtárrészt:

veml.setGain (VEML7700_GAIN_1_8);

veml.setIntegrationTime (VEML7700_IT_25MS);

veml.setLowThreshold (10000);

veml.setHighThreshold (20000);

veml.interruptEnable (igaz);

az üres körben:

feltétlenül adja hozzá a kompenzációt:

int LUX_CORR = 6.0135e-13*pow (LUX, 4) -9.3924e-9*pow (LUX, 3)+8.1488e-5*pow (LUX, 2)+1.0023*LUX;

Ha EV -t szeretne vásárolni a Lux -tól, használja ezt a sort:

float EV = log2 ((LUX_CORR/2.5));

a bitképek mozgatása

annak biztosítása érdekében, hogy a bitképek csak akkor mozogjanak, ha az értékek 160Lux és 655360Lux között vannak, ahogy az előző lépésben leírtuk, csomagolja be egy ilyen if záradékba:

ha (LUX_CORR> 159 && LUX_CORR <655361)

Ezt követően le kell térképeznünk az EV értékeket a koordinátákra, mivel az EV tartomány két számjegyű, és szeretnénk 128 px fölött a kijelzőről áthelyezni őket a teljes kijelzőn, és nagyobb értékekre van szükségünk.

Mivel már lebegő számot kaptunk, ezt csak megszorozzuk 100 -zal, és ezt az egész számot használjuk a koordináták feltérképezésére

int EV_DSPL = EV*100;

és:

TIME = térkép (EV_DSPL, 600, 1900, -260, 39); APERTURE = térkép (EV_DSPL, 600, 1900, 39, -260);

Mint látható az én esetemben a bitkép minimális pozíciója -260 képpont, a maximális pedig 39 képpont.

Itt látható az is, hogy úgy változtattam a koordinátákat, hogy a két bitkép ellentétes irányba mozogjon

Ezután el kell helyeznünk a bitképeket a koordináták szerint:

display.drawBitmap ((TIME), (0), TIMES_bmp, 352, 16, 1); display.drawBitmap ((APERTURE), (15), APERTURES_bmp, 352, 16, 1);

És ez minden, amit meg kell tenni

Bónuszként egyenes EV és Lux értékeket jelenítek meg, amikor az érzékelő 160Lux alatti értékeket ad ki, csak azért, mert látni akartam valamit a tesztelés során.

5. lépés: Összeállítás

Mivel mind a kijelző, mind az érzékelő I2C -t használ a kommunikációhoz, a tényleges hardver felépítése a lehető legegyszerűbb.

Csak csatlakoztassa az adatokat, az óra földjét és a 3 V -os vezetékeket az Arduino -hoz, és már indulhat is.

Hozzáadtam egy grafikát, hogyan csináltam szalaglappal, de ahogy korábban említettük, használhat kábeleket, vagy akár szárnyat is építhet hozzá, minden attól függ, hogy melyik vezérlőt és kijelzőt használja.

A grafikám szerint a fehér pontokat a kijelzőhöz és az érzékelőhöz kell csatlakoztatni, a sárga pontokat pedig a csecsebecséhez.

Az egyetlen kivétel az I2C vonal adattüske lenne, amely a kijelzőhöz csatlakozik, ez a tű pedig a Trinkets adatcsaphoz is csatlakozik.

Úgy döntöttem, hogy nem használok ki/be kapcsolót, hanem nyomógombot és két 3V -os gombelemet használok ideiglenes bekapcsolásra, amíg megnyomom a gombot. 1 másodperc alatt bekapcsol, így elég gyors ahhoz, hogy megkíméljem a gombot és kicsinyítsem.