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灯光控制器的比较测试【消息】

发布时间:2020-11-25 23:53:17阅读:来源:万测试验设备

因项目需要,测试了两家的几款灯光控制器,都是rs232串口程序控制的。测试方法可供参考。

图:测试的控制器

测试目的及方法

因为项目上碰到的坑,本测试主要关心速度方面的。包括:

测试方法:

图:测试环境

传感器使用硅光电池。其响应时间估计在微秒级,对这个测试是足够快的。

图:硅光电池

本测试的示波器截图中,绿色通道表示发出串口命令的时间,高电平为开(on),低电平为关(off)。黄色通道为硅光电池的电压。

响应延迟

灯亮时亮度都设为50(最大值都是255); 灯灭时亮度设为0(h款没有关的功能)或直接对应于关(l款)。

l款:实测在约10-12ms后灯光会亮,灯光灭的动作虽然也是从10-12秒开始,但灯灭的反应不是那么陡峭,大概需要18ms才能完全熄灭。

l款的命令是8个字节。9600的波特率传输8个字符理论上也需要约7ms. 所以这个延迟属于一个合理的水平(为了测试速度的极限值,测试程序并没有读控制器的回应;如果回读,会慢不少)。

图:开和关的响应延迟(l款)

h款的响应延迟在50ms左右,要等亮度稳定下来,极端情况下要超过60ms。同样也是灯灭花的时间更多。

图:开和关的响应延迟(h款)

厂家说在完全关和亮之间切换,花的时间会比较多,多于亮度变化的时间。下图是用最低亮度1作为“关”进行的测试。可以看到改善并不显著,亮的时间少了约10ms,但暗下来的时间多了约20ms.

图:开和暗的响应延迟(h款)

最小命令间隔

不断缩小发送命令的间隔,可以看到变化。

比如,下图是l款12ms,可以看到基本是正常的。

图:命令间隔12ms(l款)

当间隔减至11ms时,从波形上可以看到有的命令来不及处理。肉眼也可看到闪烁节奏的偶尔变化。

图:命令间隔11ms(l款)

这说明对于l款,12ms是最小的命令间隔。这个值和前面测的响应延迟基本相当。

下面是h款的,50ms基本正常,

图:命令间隔50ms(h款)

40ms时,命令看起来没有遗漏。但有些在没有完全灭时就开始下一个周期了。

图:命令间隔40ms(h款)

30ms时,命令应该也没有遗漏,但灯基本上没有灭下来。

图:命令间隔30ms(h款)

所以对于h款,比较安全的命令间隔还是应该在50ms以上。

灯光频闪

前面的波形中可以看到,对于l款,高电平(即灯亮的时候)特别粗。其实这是因为灯光有频闪。我们可以顺便测试一下。

方法很简单,将灯打到常开,用示波器的更高档查看其波形的交流分量。可以看到频闪频率大约90khz。这对调光led是一个正常的水平。

图:l款灯光频闪(亮度50)

对于h款,则没有频闪。这可能是因为它用的恒流驱动模式。

图:h款灯光无频闪(绿色是树莓派低电平)

作为对比,绿色线是树莓派gpio的低电平,可以看到其噪声的大小。而灯光的波动比它小得多,可见灯光控制器电源和驱动还是不错的。

测试程序

测试程序放在github上:https://github.com/loblab/lightctrl

在python环境下运行。测命令延迟需要一个电平作为对比,所以用了树莓派。除此之外,其它测试其实是可以在pc上完成的。

图:测试程序

小结

本文对容易被忽视的rs232灯光控制器的程控速度和响应做了定量的测试。命令响应延迟和连续命令的最小间隔基本上相当。

l款的表现属于正常水平,也符合串口通讯的中端定位(更快的可能要使用网络接口了)。

h款的电源和灯光驱动做得不错,完全无频闪。但通讯和处理速度上太慢(波特率9600的款更慢)。基本上只能用在低速切换的场合。但这产品定位就有点矛盾。无频闪固然好,但对于非超高速摄影(一般拍照,ms级曝光时间),90khz的频闪是完全够用的(原因可见前文:用相机定量检测灯光的频闪)。

另外,h款的串口接口用目前通用的usb转串口线不能连接(因为rx和tx反了)。l款的可以直接用。尽管rs232的rx和tx也是挺混乱的,但目前市场上的主流线缆也是一种事实标准,和它匹配会比较方便。还有,l款使用数显和数调,程控和手动是完全同步的,而h款还是多旋钮的方式。两种方式各有利弊,但数显数调更符合潮流一些。

综上,感觉h家的这款产品在接口和通讯上比同类产品落后了一代。希望厂家能及时改善,与时俱进,提升产品竞争力。

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