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Autor Tópico: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial  (Lida 6022 vezes)

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Offline alexmiguel

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Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« em: 25 de Novembro de 2014, 22:34 »
Olá Pessoal,

Gostava de ouvir a vossa opinião sobre o seguinte.
Estou a tentar fazer um controlador de luzes com uma função muito especifica dedicada à criação de pássaros.
Basicamente pretende-se acender uma lâmpada interna logo de manha ainda escuro até que a luz solar seja suficiente. Quando houver luz solar suficiente, a lâmpada apaga-se.
O sensor de luz fica num local fixo onde medirá a iluminação da sala e terá de distinguir qual a verdadeira intensidade da luz solar.
Problema: Quando utilizo um LDR ou fototransistor para medir a intensidade da luz, mal a lâmpada se acenda, a condição para ela apagar acontece (existe iluminação suficiente na sala), logo ela apaga-se. E isto sucessivamente.
O que eu pretendo é ter algum tipo de sensor ou esquema que ignore o espectro da luz artificial ou que veja apenas o solar.
Eu vi um aparelho semelhante com exactamente este comportamento. Este parecia ter um sensor semelhante a um LED escuro.
Já testei com um LDR, fototransistor e um receptor de infravermelhos sem sucesso.

Alguém tem alguma ideia de como me posso safar?

Offline jm_araujo

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #1 em: 25 de Novembro de 2014, 22:40 »
Acho que é mais fácil mudar posição ou montagem do sensor por forma a que só receba a luz exterior do que andar a fazer análise espectral das lâmpadas que estás a usar, descobrir que partes do espectro solar não cobrem e arranjar filtros e sensores apropriados para esses mesmos comprimentos de onda...

Um tubo opaco comprido apontado à janela faz maravilhas para evitar a luz proveniente de outras direções

Offline alexmiguel

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #2 em: 25 de Novembro de 2014, 22:44 »
Sem duvida. Essa era definitivamente a minha primeira opção. Mas tal não vai ser possível uma vez que estou a seguir algumas directrizes nesse sentido e não posso alterar. Além disso o facto de já ter visto um aparelho a funcionar correctamente deixou-me a pensar que tipo de sensor terá. Pareceu-me um simples receptor de infravermelhos, mas não encontro informação em lado nenhum sobre algo parecido.

Offline jm_araujo

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #3 em: 25 de Novembro de 2014, 23:02 »
A quantidade de variáveis é enorme. Em iluminação de interior tens lâmpadas incandescentes, de halógeneo, flourescentes (CFL ou tubos), LEDs, e eventualmente até de vapores metálicos. Cada uma tem o seu espetro de emissão, e mesmo dentro de cada tipo tens variações significativas conforme a potência e temperatura de cor.

Infravermelhos encontras mais na luz solar e em lâmpadas de filamento e menos nas outras. Mas a componente da luz solar é muito atenuada na manha e fim de tarde pela atmosfera, e as janelas também não ajudam.

Explica lá que diretrizes são essas que não te permitem meter um sensor apontado à janela dentro de 5 cm de tubo preto opaco?

Offline senso

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #4 em: 25 de Novembro de 2014, 23:11 »
Á uma gajo no youtube que faz criticas/reviews a lampadas de leds e usa a célula solar e um osciloscópio para medir o ripple da luz, é visivel ripple de 100Hz e mesmo de 50Hz nas lampadas incandescentes, agora como é que a luz solar vai ter uma intensidade suficiente para "anular" esse ripple é que acho mais complicado.

Mas se já viste a funcionar não sabes o nome do aparelho para pesquisar?
Outra opção mais "burra" é usar um GPS para teres localização e provavelmente um magnetómetro para teres informação quanto á orientação da coisa, juntamente com um almanaque sabes a posição do sol, só que janelas são uma variavel não controlada, assim como sombras que possam aparecer á frente das janelas, é usado conjuntamente com outros sensores em paineis solares para fazer o seguimento do sol, poderá ou não funcionar para o que queres.

Falando em directrizes, projecto comercial?
Avr fanboy

Offline alexmiguel

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #5 em: 25 de Novembro de 2014, 23:22 »
A quantidade de variáveis é enorme. Em iluminação de interior tens lâmpadas incandescentes, de halógeneo, flourescentes (CFL ou tubos), LEDs, e eventualmente até de vapores metálicos. Cada uma tem o seu espetro de emissão, e mesmo dentro de cada tipo tens variações significativas conforme a potência e temperatura de cor.

Infravermelhos encontras mais na luz solar e em lâmpadas de filamento e menos nas outras. Mas a componente da luz solar é muito atenuada na manha e fim de tarde pela atmosfera, e as janelas também não ajudam.

Explica lá que diretrizes são essas que não te permitem meter um sensor apontado à janela dentro de 5 cm de tubo preto opaco?

As directrizes não são importantes para o problema, no entanto posso explicar. Basicamente pretende-se recriar um aparelho já existente, adicionando-lhe mais funcionalidades. O problema é que esse já existente tem exactamente esse comportamento. Por exemplo, aponto-lhe directamente uma lanterna e a lâmpada mantêm-se acesa. No entanto mal uma nuvem destape o sol, a lâmpada apaga-se logo.

Tenho tentado explorar o caso por outra via, medindo a intensidade de luz quando acendo a lâmpada e verificando alterações durante esse período. Por exemplo: uma alteração grande num espaço muito curto de tempo, estará normalmente associada a uma luz a acender. Uma variação mais lenta, já poderá ser da luz solar.
Coloquei a questão para saber se realmente existia algum sensor com esse tipo de características. Se não existir, tenho de me amanhar de outra forma. :)


Á uma gajo no youtube que faz criticas/reviews a lampadas de leds e usa a célula solar e um osciloscópio para medir o ripple da luz, é visivel ripple de 100Hz e mesmo de 50Hz nas lampadas incandescentes, agora como é que a luz solar vai ter uma intensidade suficiente para "anular" esse ripple é que acho mais complicado.

Mas se já viste a funcionar não sabes o nome do aparelho para pesquisar?
Outra opção mais "burra" é usar um GPS para teres localização e provavelmente um magnetómetro para teres informação quanto á orientação da coisa, juntamente com um almanaque sabes a posição do sol, só que janelas são uma variavel não controlada, assim como sombras que possam aparecer á frente das janelas, é usado conjuntamente com outros sensores em paineis solares para fazer o seguimento do sol, poderá ou não funcionar para o que queres.

Falando em directrizes, projecto comercial?

Essas soluções já me parecem mais elaboradas. Por acaso estive a ler um pouco sobre fotodiodos normalmente usados em painéis solares e uma solução poderá passar por ai. Outra poderá passar por sensores UV. Vou pesquisar melhor.
Em relação ao projecto, é totalmente amador e para uso pessoal que se pode estender a alguns amigos na área de criação de pássaros. Quando falei em directrizes foi basicamente o que eu e o meu amigo (ele é que é o criador de pássaros e me desafiou a fazer isto) nos propusemos a fazer. Se complicar o que já existe não fará muito sentido.



Offline jm_araujo

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #6 em: 25 de Novembro de 2014, 23:31 »
Basicamente pretende-se recriar um aparelho já existente, adicionando-lhe mais funcionalidades. O problema é que esse já existente tem exactamente esse comportamento. Por exemplo, aponto-lhe directamente uma lanterna e a lâmpada mantêm-se acesa. No entanto mal uma nuvem destape o sol, a lâmpada apaga-se logo.

Tens a resposta na tua mão: "Don't turn it on, take it apart!!!"
Vê como funciona e imita/melhora!

Offline senso

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #7 em: 25 de Novembro de 2014, 23:32 »
Poderá ser uma opinião controversa, mas porque não reverse engineering nessa tal unidade que já faz isso?

Pode passar simplesmente pelo que referes, variações rápidas de luminosidade, mesmo com um RTC e um bocadinho de código implementas um almanaque simples, afinal só queres saber se o sol já nasceu ou se já se pôs e depois dás uma margem temporal aliado ao outro sensor, que aqui a pensar alto é compensado tanto para rápidas variações como espera ver um certo nivel de luminosidade dado que sabe a posição aproximada do sol é capaz de funcionar.
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Offline paulito

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #8 em: 26 de Novembro de 2014, 01:23 »
para a criação de alguns animais, nomeadamente pássaros usam-se lâmpadas designadas como "lâmpadas de luz de dia", que são lâmpadas que imitam o espectro da luz solar afim de melhorar a saúde e reprodução dos mesmo.

logo se forem usadas lâmpadas deste tipo torna muito mais difícil o teu objectivo. não estou a ver como vais distinguir entre duas fontes de luz que os fabricantes tentam que sejam o mais parecidos possível.....

Offline Sérgio_Sena

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #9 em: 26 de Novembro de 2014, 08:42 »
Algumas solucoes ::

- uso de um RTC + Latitude para efectuar o calculo astronomico e saber onde anda o Sol

- uso de um sensor de Luz com analise do UV Index, ja ha varios no mercado. Como os UV estao presentes em grande quantidade na luz natural do Sol, as luzes artificiais nao especiais passam ao lado



Offline jm_araujo

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #10 em: 26 de Novembro de 2014, 08:45 »
Mas o vidro (janelas) bloqueia quase todos os UV.

Offline KammutierSpule

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #11 em: 26 de Novembro de 2014, 09:52 »
Eu mantenho a visão (original do autor) simplista do caso. So existem dois estados ou há luz suficiente ou não há luz suficiente.

Acho que os dois ingredientes simples que IMO solucionariam o problema seriam: filtro passa baixo e histerese.

Sendo a luz solar aditiva à luz artificial (as intensidades adicionam-se) então seria necessário definir a histerese (intervalo de funcionamento) para que a artificial ligasse quando nao houvesse suficiente luz solar e desligasse para quando (a soma da) luz fosse suficiente.

Contudo, será necessário fazer com que a luz artificial não cause "overshot" e não ultrapasse a necessidade, ou seja suponho que existam (nessas "normas") intervalos de intensidade que poderás trabalhar, logo uma luz ao ligar somando a intensidade da luz actual solar, nao podera ultrapassar o intervalo da histerese. Assim como esse intervalos, ao desligar a luz não poderá fazer com que fique num mínimo que seja necessário voltar a ligar.
Isto é um exercício matematico / engenharia que pode ser feito papel e lapiz.

O filtro passa baixo (no andar analogico de entrada) seria para eliminar o efeito "quando passa uma nuvem" e tornar o funcionamento mais  "smooth".

Idealmente esse sistema seria feito com LEDs e controlado adaptativamente, assim terias sempre a quantidade certa de iluminação.

Boa sorte!

Offline Sérgio_Sena

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #12 em: 26 de Novembro de 2014, 10:21 »
Mas o vidro (janelas) bloqueia quase todos os UV.


Depende da qualidade do vidro, os vidros baratos deixam passar tudo. Se quiseres um vidro q filtre os UVs, entao tem q ter materiais adicionados. Assim como aquelas peliculas q se poem ah posteriori.

Offline Sérgio_Sena

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #13 em: 26 de Novembro de 2014, 10:26 »
Eu vi um aparelho semelhante com exactamente este comportamento. Este parecia ter um sensor semelhante a um LED escuro.
Já testei com um LDR, fototransistor e um receptor de infravermelhos sem sucesso.


Estes escapsulamentos escuros nos photo-diodos/transistores, sao para fazer a filtragem do espectro.
Depende de qual espectro queres medir, podes escolher banda larga, IR ou UV. Ha outros pelo meio, mas estes sao os mais comuns.

Provavelmente o aparelho que viste a funcionar, tem um photo-X cdedicado ao espectro de UV.
Estou a supor!!!!  so fazendo o "take it apart!"


Reverse engineering eu faria, se tivesse o outro aparelho comigo. Fazes a medicao do sinal ah saida do primeiro andar amplificador do photo-X.
Fazes a comparacao do sinal consoante a iluminacao q lhe aplicas.
Assim podes extrapolar que tipo de sensor estah a ser usado.


Offline dvdt

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Re: Sensor/Deteção de luz Solar vs luz Artificial
« Responder #14 em: 26 de Novembro de 2014, 10:28 »
Porra se fosse eu criava um modulo externo com um ldr que pode-se por ao pé da janela ou ate mesmo na rua, na caixa principal de controlo punha outro ldr e depois era só comparar os valores de iluminação, por ate pode estar sol mas nao ser suficiente para os bichos, menos trabalho, menos custo e mais eficaz, este pessoal gosta é de complicar.  :D

P.S. - Eu nao disse ligar um ldr a um fio e por-lo na rua porque com a resistencia do fio nao saia nada na outra ponta, tinha que ser comunicação digital, e nao analogica, só para deixar claro.
David Teles