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燈光控制器的比較測試

因項目需要,測試了兩家的幾款燈光控制器,都是rs232串口程序控制的。測試方法可供參考。

圖:測試的控制器

測試目的及方法

因為項目上碰到的坑,本測試主要關(guān)心速度方面的。包括:

測試方法:

圖:測試環(huán)境

傳感器使用硅光電池。其響應(yīng)時間估計在微秒級,對這個測試是足夠快的。

圖:硅光電池

本測試的示波器截圖中,綠色通道表示發(fā)出串口命令的時間,高電平為開(on),低電平為關(guān)(off)。黃色通道為硅光電池的電壓。

響應(yīng)延遲

燈亮時亮度都設(shè)為50(最大值都是255); 燈滅時亮度設(shè)為0(h款沒有關(guān)的功能)或直接對應(yīng)于關(guān)(l款)。

l款:實測在約10-12ms后燈光會亮,燈光滅的動作雖然也是從10-12秒開始,但燈滅的反應(yīng)不是那么陡峭,大概需要18ms才能完全熄滅。

l款的命令是8個字節(jié)。9600的波特率傳輸8個字符理論上也需要約7ms. 所以這個延遲屬于一個合理的水平(為了測試速度的極限值,測試程序并沒有讀控制器的回應(yīng);如果回讀,會慢不少)。

圖:開和關(guān)的響應(yīng)延遲(l款)

h款的響應(yīng)延遲在50ms左右,要等亮度穩(wěn)定下來,極端情況下要超過60ms。同樣也是燈滅花的時間更多。

圖:開和關(guān)的響應(yīng)延遲(h款)

廠家說在完全關(guān)和亮之間切換,花的時間會比較多,多于亮度變化的時間。下圖是用最低亮度1作為“關(guān)”進行的測試。可以看到改善并不顯著,亮的時間少了約10ms,但暗下來的時間多了約20ms.

圖:開和暗的響應(yīng)延遲(h款)

最小命令間隔

不斷縮小發(fā)送命令的間隔,可以看到變化。

比如,下圖是l款12ms,可以看到基本是正常的。

圖:命令間隔12ms(l款)

當間隔減至11ms時,從波形上可以看到有的命令來不及處理。肉眼也可看到閃爍節(jié)奏的偶爾變化。

圖:命令間隔11ms(l款)

這說明對于l款,12ms是最小的命令間隔。這個值和前面測的響應(yīng)延遲基本相當。

下面是h款的,50ms基本正常,

圖:命令間隔50ms(h款)

40ms時,命令看起來沒有遺漏。但有些在沒有完全滅時就開始下一個周期了。

圖:命令間隔40ms(h款)

30ms時,命令應(yīng)該也沒有遺漏,但燈基本上沒有滅下來。

圖:命令間隔30ms(h款)

所以對于h款,比較安全的命令間隔還是應(yīng)該在50ms以上。

燈光頻閃

前面的波形中可以看到,對于l款,高電平(即燈亮的時候)特別粗。其實這是因為燈光有頻閃。我們可以順便測試一下。

方法很簡單,將燈打到常開,用示波器的更高檔查看其波形的交流分量??梢钥吹筋l閃頻率大約90khz。這對調(diào)光led是一個正常的水平。

圖:l款燈光頻閃(亮度50)

對于h款,則沒有頻閃。這可能是因為它用的恒流驅(qū)動模式。

圖:h款燈光無頻閃(綠色是樹莓派低電平)

作為對比,綠色線是樹莓派gpio的低電平,可以看到其噪聲的大小。而燈光的波動比它小得多,可見燈光控制器電源和驅(qū)動還是不錯的。

測試程序

測試程序放在github上:https://github.com/loblab/lightctrl

在python環(huán)境下運行。測命令延遲需要一個電平作為對比,所以用了樹莓派。除此之外,其它測試其實是可以在pc上完成的。

圖:測試程序

小結(jié)

本文對容易被忽視的rs232燈光控制器的程控速度和響應(yīng)做了定量的測試。命令響應(yīng)延遲和連續(xù)命令的最小間隔基本上相當。

l款的表現(xiàn)屬于正常水平,也符合串口通訊的中端定位(更快的可能要使用網(wǎng)絡(luò)接口了)。

h款的電源和燈光驅(qū)動做得不錯,完全無頻閃。但通訊和處理速度上太慢(波特率9600的款更慢)。基本上只能用在低速切換的場合。但這產(chǎn)品定位就有點矛盾。無頻閃固然好,但對于非超高速攝影(一般拍照,ms級曝光時間),90khz的頻閃是完全夠用的(原因可見前文:用相機定量檢測燈光的頻閃)。

另外,h款的串口接口用目前通用的usb轉(zhuǎn)串口線不能連接(因為rx和tx反了)。l款的可以直接用。盡管rs232的rx和tx也是挺混亂的,但目前市場上的主流線纜也是一種事實標準,和它匹配會比較方便。還有,l款使用數(shù)顯和數(shù)調(diào),程控和手動是完全同步的,而h款還是多旋鈕的方式。兩種方式各有利弊,但數(shù)顯數(shù)調(diào)更符合潮流一些。

綜上,感覺h家的這款產(chǎn)品在接口和通訊上比同類產(chǎn)品落后了一代。希望廠家能及時改善,與時俱進,提升產(chǎn)品競爭力。

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