Бюджетный спектрометр-пульсометр Uprtek MF250N
Спектрометр — прибор, измеряющий спектр света и позволяющий определить такие параметры, как цветовая температура и индекс цветопередачи. Пульсометр — прибор, измеряющий пульсацию света.
Uprtek MF250N совмещает эти два прибора и, судя по всему, является самым дешёвым спектрометром в мире.
Спектрометры бывают двух видов — те, которые анализируют свет и те, которые анализируют свойства материалов в отражённом свете. Статья в википедии посвящена вторым, а те спектрометры, о которых я рассказываю, используются для анализа света.
Такие спектрометры стоят довольно дорого (прежде всего из-за того, что производятся они небольшими партиями). Прибор UPRtek MK350D (мой обзор), который я использую в проекте Lamptest, стоит $1700 и это ещё считается дёшево. Бюджетный спектрометр-пульсометр Uprtek MF250N стоит вдвое дешевле — $850. От более дорогих моделей он отличается немного меньшей точностью, отсутствием возможности подключения к компьютеру и питанием от батареек. До последней прошивки данные можно было посмотреть лишь на экране прибора, но в новой прошивке добавили возможность сохранения данных на карту памяти, которая раньше использовалась только для обновления прошивок.
Спектрометры Uprtek производит одноимённая тайваньская компания. В разработке спектрометров и написании математических моделей участвовала Санкт-Петербургская компания ИНТЕХ Инжиниринг, она же занимается продажей продукции Uprtek в России. Ещё раз хочу выразить благодарность этой компании и её генеральному директору Алексею Панкрашкину за спектрометр MK350D, предоставленный для проекта Lamptest.
UPRtek MF250N анализирует видимый свет в диапазоне длины волн 380–780 нм и может воспринимать свет при освещённости 70–70000 лк. Разрешение матрицы 16 бит, шаг измерения длины волны 1 нм, шаг записи в файл 2 нм, точность измерения длины волны ± 1 нм, погрешность измерения освещенности ± 5%. По спектру рассчитывается пиковая длина волны, коррелированная цветовая температура (погрешность измерения ± 3.5%), усреднённый индекс цветопередачи Ra (погрешность измерения ± 2.5%). Точность измерений параметров цвета у MF250N немного ниже, чем у более дорогих спектрометров Uprtek (у них погрешность измерения цветовой температуры не превышает 2%, а погрешность измерения CRI 1.5%).
С помощью отдельного датчика измеряются параметры пульсации света. Скорость измерения — 5 измерений в секунду. Диапазон освещённости для измерения пульсации — 30–60000 лк. Измеряемая частота пульсации 5–2000 Гц. Отображаемые параметры пульсации: индекс пульсации, коэффициент пульсации, уровень видимого стробоскопического эффекта (SVM), частота пульсации. Есть режимы графика БПФ (быстрое преобразование Фурье) и осциллографа.
Питание — 4 батареи АА. Время непрерывной работы от батарей — до 5 часов. Размер и вес прибора с батареями — 80×65x30 мм, 300 г.
В комплект поставки входит чехол.
Измерительная головка спектрометра отсоединяется для того, чтобы её можно было переворачивать. Используется разъём USB Type C, но назначение контактов скорее всего нестандартное.
Окно датчиков закрывается непрозрачной крышкой. В центре белое окошко датчика спектрометра (свет раскладывается на спектр с помощью дифракционной решётки и попадает на линейную CMOS-матрицу), сверху окно датчика пульсации.
Прибор питается от четырёх батареек AA. Можно использовать аккумуляторы.
На левом торце кнопка включения/выключения.
На правом торце кнопка запуска измерения спектра.
Экран прибора имеет размеры 43×58 мм (2.8»). Он не сенсорный. Выбор режимов осуществляется четырьмя кнопками.
На правом торце есть резиновая наклейка, под которой есть разъём MiniUSB и слот для карты памяти MicroSD. Разъём использовать не получится, а на карту можно сохранять результаты измерений.
При включении прибор предлагает откалиброваться. Для калибровки нужно закрыть крышку датчика и нажать кнопку с кружком.
Управление осуществляется через меню. Кнопки со стрелками перемещают указатель по меню, кнопка с точкой активирует нужный пункт, кнопка «назад» позволяет вернуться в главное меню.
Первый пункт — основные параметры света.
CCT — цветовая температура;
CRI — индекс цветопередачи;
Lux — освещённость;
λP — пиковая длина волны;
iTime — время интеграции (спектрометр делает много измерений в течение указанного времени и вычисляет средние значения. Чем меньше света, тем большее требуется время интеграции).
Второй пункт — спектр.
Третий, четвёртый и пятый пункты касаются измерения пульсации. Пульсация измеряется непрерывно. Остановить и продолжить непрерывное измерение (режим HOLD) можно кнопкой на правом торце прибора.
Основной экран измерения пульсации — режим FLICKER.
Findex — индекс пульсации. Параметр, учитывающий как изменение яркости при пульсации, так и скважность импульсов.
Fpercent (%) — процент пульсации. Когда пульсация отсутствует, он равен нулю. При максимальной пульсации его значение составляет 100%. Процент пульсации рассчитывается по минимуму и максимуму яркости света.
SVM (Stroboscopic Visibility Measure) — уровень видимого стробоскопического эффекта.
Freq (Hz) — основная частота пульсации.
Режим FFT отображает распределение пульсации по частотам по методу быстрого преобразования Фурье.
Режим LIGHTWAVE отображает осциллограмму формы пульсации.
В режиме SYSTEM можно включить или отключить звук нажатия кнопок, настроить яркость экрана и режим энергосбережения, посмотреть версию прошивки.
Сохранить данные измерения на карту памяти можно в режимах BASIC и FLICKER. Для этого нужно нажать и подержать кнопку с точкой, находясь в одном из этих режимов.
Каждому новому сохранению присваивается новый номер.
Данные сохраняются в формате Excel. Результаты спектрометрии в файле RAW_SPD.XLS, результаты измерения пульсации в файле RAW_FLK.XLS.
Каждая строка в файле RAW_SPD.XLS — новое измерение. В столбце 1 — номер измерения, в столбцах 2–6 цветовая температура, индекс цветопередачи, освещённость, пиковая длина волны, время интеграции. В столбцах 7–207 значения уровня по длинам волн (за единицу принимается значение уровня на пиковой длине волны).
Формат файла RAW_FLK.XLS.
Не удобно, что прибор не может измерять одновременно параметры спектра и пульсации. Переход из одного режима в другой тоже не самый удобный — чтобы перейти из режима измерения параметров спектра в режим измерения пульсации нужно нажать четыре кнопки: (назад, вправо, вправо, точка).
Не очень удобно, что нет автоматического сохранения на карту памяти и нужно каждый раз держать кнопку с точкой в течение двух секунд. С другой стороны хорошо, что возможность сохранения вообще появилась, ведь в предыдущих версиях прошивки её не было.
Однако, не стоит забывать, что Uprtek MF250N стоит вдвое дешевле других спектрометров и он ещё и измеряет пульсацию, так что небольшие недостатки ему можно простить, учитывая что точность измерений у него лишь немного меньше, чем у гораздо более дорогих приборов.
© 2017, Алексей Надёжин
