Calibración de teléfonos inteligentes para la medición de iluminación de espacios interiores

Abstract

El objetivo de este estudio es proponer criterios de calibración que permitan minimizar el error en la medición de iluminancia utilizando teléfonos móviles, a partir de la comparación sistemática con un patrón áureo. Para ello se contrastaron los valores de iluminancia obtenidos con un luxómetro profesional como patrón áureo, con las lecturas de iluminancia de cuatro aplicaciones Android para la medición de iluminación, instaladas en dos dispositivos móviles, en 17 niveles de iluminancia, desde los 20 lx hasta los 10000 lx variando la distancia a una única fuente de iluminación (LED 24W 6000K, CRI>70). Se calculó el error de lectura directa por dispositivo y por aplicación, cuyos promedios se ubicaron entre 28,36% y 41,77%. La variabilidad inter-dispositivo e inter-aplicación observada no tuvo significación estadística. Luego se aplicaron dos criterios de calibración diferentes a los encontrados en la literatura: El primero de ellos por medio de un único factor de corrección, calculado a partir del valor medio del rango de iluminancia este estudio. Con este criterio se logró un error promedio de -0,45% (DS=1,60). El segundo criterio utilizó una función de potencia para ajustar los datos del dispositivo móvil al patrón áureo, lográndose un error promedio de -0,08% (DS=0,21). Los valores obtenidos mejoran los obtenidos por medio del criterio de ajuste al valor mínimo utilizado en estudios previos. Se discuten las ventajas y desventajas de ambos criterios de calibración y se finaliza dando consideraciones en relación al error tolerable en distintas situaciones prácticas. El objetivo es lograr con un dispositivo móvil, un error comparable al de un luxómetro de bajo costo.

The objective of this study is to propose calibration criteria in order to minimize illuminance measurement errors using mobile phones, upon a systematic comparison with a gold standard. Readings from of a professional luxmeter were compared with the illuminance readings of four Android applications for lighting measurement, installed on two mobile devices, at 17 illuminance levels, from 20 lx to 20 lx. 10,000 lx varying the distance to a single light source (LED 24W 6000K, CRI> 70). The direct reading error was calculated by device and by application, whose averages were between 28.36% and 41.77%. There was interdevice and inter-application variability, which was not statistically significant. Then, two novel calibration criteria were applied: The first one was based on a single correction factor, which was calculated from the mean value of the illuminance range in this study. With this criterion, we achieved a mean error of -0.45% (SD = 1.60). The second criterion used a power function to adjust the data from the mobile device to the gold standard, achieving an average error of -0.08% (SD = 0.21). Our results were better than those obtained 2 through the minimum value criterion found in previous studies. We discussed the pros and cons of both calibration criteria, then we presented insights regarding the tolerable error for different practical situations. The goal is to achieve by means of a mobile device, an error comparable to the one obtained with a low-cost light meter.