6. Bố cục của luận án
3.6Xây dựng vector đo ánh sáng đa hướng
Giảđịnh một nguồn sáng khả kiến, Quang thông (Φs) của hệ này có thể tính toán dựa trên cường độ sáng 𝐼𝑠 như sau:
Φs=4πIs (3.3)
Đối với nguồn sáng đồng vị, trong đó cường độnhư nhau theo mọi hướng, phép đo quang thông trên một đơn vị diện tích, còn được gọi là hoặc mức sáng trong một khu vực cụ thể hoặc độ rọi, là tỷ số quang thông Φ trên khu vực của bề mặt đo (A). Tuy nhiên, trong môi trường trong nhà mà nguồn không phải là đồng vị, đối với bề mặt bức xạ phẳng của cảm biến, việc tính toán độ rọi (E) cần xem xét cosin góc quan sát (θ) so với bề mặt pháp tuyến như trong biểu thức:
E=ΦscosθA (3.4)
Trong đó: E là độ rọi Φs là quang thông
A là diện tích bề mặt chiếu sáng θ là góc quan sát
Trong hệ thống điều khiển chiếu sáng, giá trị quan sát được ∆E, là sựthay đổi của độ rọi trên bề mặt cảm biến ánh sáng, được sử dụng đểđiều khiển độ sáng của bóng đèn:
∆E=∆ΦsAcosθ (3.5)
Trong hệ thống đề xuất của nghiên cứu, mức độánh sáng được đo theo nhiều hướng. Do đó, nghiên cứu sử dụng véc tơ độ rọi như sau:
57 E= [ E0 E1 . . . EN-1] (3.6)
trong đó N là sốlượng hướng đo và 𝐸𝑛 là độ rọi đo được tại hướng n ∈ [0,N-1] Có hai ưu điểm chính của dữ liệu cảm biến được cung cấp bởi cảm biến ánh sáng xoay so với cảm biến tĩnh. Đầu tiên, cường độánh sáng được đo bằng cảm biến tĩnh phụ thuộc vào một hướng cảm biến duy nhất, góc θ như trong công thức (3.4) và (3.5) trong khi cảm biến quay cung cấp sự kết hợp của ánh sáng từ nhiều hướng. Trong ứng dụng thực tế, chẳng hạn như điều khiển ánh sáng, hướng đo có thể bị chặn bởi một vật thể làm cho giá trị cảm biến của cảm biến tĩnh không chính xác. Cảm biến quay có thể tránh được vấn đề này vì nó đo ánh sáng từ các góc khác nhau. Thứ hai, cảm biến quay sử dụng vectơ độ rọi (3.6) có thể chỉra hướng nguồn sáng chính. Hơn nữa, chúng ta có thể áp dụng phép tính gradient (r) trên vectơ độ rọi đểđo tốc độvà hướng thay đổi của cường độ ánh sáng.
Sau khi xây dựng được hệvector đo ánh sáng đa hướng, nghiên cứu tiến hành các giải pháp nâng cấp cảm biến. Nghiên cứu tập trung vào các khía cạnh sau:
Cải tiến hệ thống quay của cảm biến
Giảm khoảng cách giữa cảm biến và mô-đun xoay.
Tối ưu hóa đường kính tổng thể của cảm biến.
Thêm cảm biến tĩnh để tham chiếu