Bachelor's Thesis

Photographic Exposure Meter

Final Thesis 2.19 MB Appendix 190.22 kB

Author of thesis: Jakub Ryszard Rogiewicz

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: doc. Ing. et Ing. Pavel Šteffan, Ph.D.

Reviewer: Ing. Adam Šlechta

Abstract:

The goal of this thesis is to design a working light meter for analogue photography. Functionally it will be a lux meter with conversion of photometric values to photographic ones.
The theoretical part of the work discusses the concept of light measurement and the units by which the light can be described. It then goes on by describing photographic units and their conversion from the measured illuminance. Then it continues with descriptions of various types of photodetectors  and their comparisons to each other.
The practical of the work focuses on the actual design of the light meter. It goes on describing the choices behind each component and function. Including the explanation of electronic schematics, PCB layout and firmware.
The last chapter focuses on the actual measurements and compares them to the lab grade spectroradiometer ILT950. Based on the measurements, it was confirmed that the light meter needs to be calibrated to function. After the internal calibration the measurements were found to be adequate and ready to use in photography. The last measurement used the bracketing photographic method. The pictures taken were judged based on loss of details.

Keywords:

Light meter, lux meter, illuminance, luminance, exposure value, photodiode, microcontroller

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své závěrečné práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl na otázky komise: K: Jak dlouho trvá, než máte data k dispozici? S: Není to jedna konkrétní doba, u senzoru můžeme nastavovat integrační dobu. K: V čem byl programován mikrokontroler PIC. S: V C, MPLAB. K: Jak si představit 1 klx? S: Není to příliš mnoho, díky korekci u senzoru je senzor použitelný. K: Otázka na nastavení clony? S: Komise je s odpovědí spokojena.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Microelectronics and Technology (BPC-MET)

Composition of Committee

doc. Ing. Tomáš Frýza, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Vladislav Musil, CSc. (místopředseda)
doc. Mgr. Zdenka Fohlerová, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Prášek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Pavlík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Martin Adámek, Ph.D. (člen)

Bakalářská práce s názvem „Expozimetr pro fotografii“, kterou vypracoval Jakub Ryszard Rogiewicz, představuje komplexní návrh a realizaci expozimetru pro analogovou fotografii. Autor navrhl a implementoval zařízení založené na senzoru VEML7700, mikrokontroléru PIC18F06Q40 a vlastním systému správy napájení, přičemž celý vývoj podložil odpovídající teoretickou analýzou. Velmi pozitivně hodnotím promyšlený návrh hardwaru i firmwaru, správnou volbu použitých komponent a důkladné experimentální ověření funkčnosti. Přesnost přístroje byla porovnána s laboratorním etalonem ILT950 a výsledky potvrdily dobrou linearitu měření i vhodnost implementované jednobodové kalibrace pro fotografické účely. Praktické testy metodou bracketingu navíc prokázaly použitelnost navrženého zařízení v reálné praxi.
Po formální stránce je práce zpracována na velmi dobré úrovni, má logickou strukturu a opírá se o 57 relevantních odborných zdrojů. Text je odborně správný a srozumitelný, přičemž autor vhodně propojuje teoretické poznatky s praktickou realizací.
Student během řešení bakalářské práce prokázal schopnost samostatné tvůrčí práce a úspěšně využil znalosti z oblasti optiky, elektroniky i programování vestavěných systémů. Po celou dobu řešení pracoval samostatně, s vysokým nasazením, a dosažené výsledky pravidelně konzultoval. Z předložené práce je zřejmé, že zadání bylo splněno v plném rozsahu. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A – výborně. Points proposed by supervisor: 90

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Adam Šlechta

Student se ve své bakalářské práci zabýval návrhem a měřením expozimetru určeného pro fotografii. V první části teoretického rozboru se student zaměřil na popis základních parametrů světla a pojmů spojených s fotografováním. V druhé se pak věnuje popisu vlastností a principu fungování některých senzorů světelného záření. Tato pasáž je srozumitelně a logicky napsána, jedinou výtku bych měl k podkapitole "Fotoelektrický jev" která mohla zajít více do detailu, což by usnadnilo popis navazujících kapitol.

Dále pak student v práci popisuje vlastní návrh a výrobu expozimetru. Postup návrhu a výroby je v práci popsán systematicky. Vzhledem k návrhu bych měl několik poznámek: 1) Student v práci odhaduje maximální napájecí proud, avšak vůbec nezmiňuje možnost vzniku proudové špičky během náběhu zařízení. Následně student vybírá zdroj schopný dodat až patnáctinásobek jím odhadnutého maximálního proudu, avšak z textu není jasné, z jakého důvodu tak učinil. 2) To že není možné zařízení používat během nabíjení, vidím jako poměrně velký nedostatek. Dokážu si představit situaci kdy chci zařízení dobíjet z powerbanky a zároveň používat. 3) Pozitivně hodnotím že student navrhl vlastní DPS, avšak nutno podotknout že většina součástek se nachází na jednotlivých modulech, a proto není návrh DPS příliš komplexní. 4) Student popisuje že fotosenzor VEML je k hornímu dílu krabičky přichycen pomocí přívodního kabelu, který slouží jako "provizorní pružina". Tento způsob uchycení senzoru, který je navíc citlivý na úhel, pod jakým na něj světlo dopadá, mi přijde velmi nevhodný. Vzhledem k tomu že krabička byla vytištěna na 3D tiskárně nevidím důvod, proč by na ni nemohl být pro tento senzor umístěný držák.

Poslední část práce student věnuje měření a ozkoušení funkce expozimetru. Data jsou jasně prezentována a student také prezentuje použití expozimetru v praxi porovnáním fotografií s různě nastaveným expozičním stupněm. Zde bych akorát vytknul popis světelných podmínek, kdy popis "Snímky byly pořízeny v květnu v 15 hodin" není příliš vypovídající a možná by bylo vhodnější provést toto měření uvnitř v lépe kontrolovatelných podmínkách.

Jako celek je práce napsána a členěna logicky a systematicky. Nachází se v ní avšak nemalý počet překlepů a gramatických chyb. Student v práci navrhl, vyrobil a změřil vlastnosti jím navrženého expozimetru čímž splnil zadání v plném rozsahu. Navzdory některým nedostatkům hodnotím práci 75 body a doporučuji ji k obhajobě. Topics for thesis defence:
  1. Je toto finální podoba zařízení, nebo máte v plánu dále zařízení vylepšovat? Pokud ano, co by se podle vás dalo zlepšit?
  2. Která fáze návrhu či výroby pro vás představovala největší výzvu a z jakého důvodu?
Points proposed by reviewer: 75

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová