Түнкү асман байкоочулары үчүн көчмө аба ырайы станциясы: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2025-01-23 14:51

Жарыктын булганышы дүйнөдөгү көптөгөн көйгөйлөрдүн бири. Бул маселени чечүү үчүн, түнкү асман жасалма жарык менен канчалык булганганын билишибиз керек. Дүйнөдө мугалимдери бар көптөгөн студенттер жарыктын булгануусун кымбат датчиктер менен өлчөөгө аракет кылышат. Мен портативдүү люксметрди (мурунку Portable Luxmeter долбоорун текшерүү үчүн) TSL2591 сенсору бар аба ырайы станциясына алмаштырууну чечтим. Бул сенсор түнкү булганууну өлчөө үчүн жетишерлик сезимтал. Ошондой эле, мен температураны жана нымдуулукту өлчөө үчүн HTU21D кошом.

1 -кадам: Түндүн булганышы деген эмне жана аны кантип өлчөө керек

Түнкү булгануу - бул лампалардан, машиналардан, үйлөрдөн, шаардагы чоң LCD панелдерден жана адам жасаган ар бир жарык. Бул жарык жасалма деп аталат. Байкоочулар үчүн жасалма жарык шаардын жылдыздарын көрүү үчүн негизги көйгөй болуп саналат жана алар шаардын сыртына чыгышы керек. Адам үчүн жогорку жарыктын булганышы зыяндуу. Ошондой эле дарактар, чөптөр жана жаныбарлар үчүн.

Сиздин жердин жарык булгануусун текшерүү үчүн, бул жерден жарыктын булгануу картасын көрө аласыз

Бул бир гана модель, ал эми чыныгы баалуулуктар ар кандай болушу мүмкүн. Ошол үчүн мен ошол люксметрди жараттым.

Жарыктын булганышын өлчөө үчүн мен люкту гана өлчөйм жана чоңдугун/ arsec2 эсептейм.

Мен люкстан канделага чейин эсептей алам:

1 cd/m2 = 1 люкс

Чарчы секунданын чоңдугу (mag/arcsec2) түнкү асмандын фонун сүрөттөйт (ал жер бетинин жарыктыгын чакырат).

Вики жөнүндө көбүрөөк маалымат: Беттин жарыктыгы

Cd/m2ни mag/arcsec2ге эсептөө үчүн формула:

[mag/arcsec2 мааниси] = Log10 ([cd/m2 мааниси]/108000)/-0,4

unihedron.com/projects/darksky/magconv.php

2 -кадам: БОМ

Бул долбоор үчүн сизге керек:

1. WEMOS D1 Mini же каалаган микроконтроллер

(Мен wemos колдоном, анткени ал эң кичинекей, usb порт менен сиз Arduino Nano колдонуп көрсөңүз болот)

WEMOS D1 MINI (Yanwen Экономикалык Аба Почтасы)

WEMOS D1 MINI (AliExpress Standard Shipping)

WEMOS D1 MINI 10 шт (China Post Registered Air Mail - бекер жеткирүү)

программалоо жана кодду жүктөө үчүн USB кабели

2. TSL2591 сенсор

TSL2591 (Yanwen Экономикалык Аба Почтасы)

TSL2591 (China Post Registered Air Mail)

TSL2591 (China Post Registered Air Mail)

3. HTU21D температура жана нымдуулук сенсору

HTU21D (Cainiao Super Economy)

HTU21D (Yanwen Экономикалык Аба Почтасы - бекер жеткирүү)

4. OLED дисплей 0.96 (128 x 64)

OLED дисплей

OLED дисплей

OLED дисплей

5. 18650 батарея

18650 литий -ион батареясы

18650 литий -ион батареясы

батарея 18650 кармагыч

6. TP4056 кубаттоо модулу

tp4056

tp4056

7. которуштуруу баскычтары же секиргич

swtich кызыл чөгүү

тамчылар, ар түрдүү

8. нан жана дюпон кабелдери

кичинекей нан

нан пакети

9. корпус, мен жыгачтан + скотчтон жасайм

кызыл тасма

Prusa 3D принтери, мен пластиктен корпус жасайм деп үмүттөнөм: D.

3 -кадам: Circuit

Circuit абдан жөнөкөй:

Бардык i2c модулдарын (TSL2591, OLED, HTU21D) wemosко SCL жана SDA казыктарына туташтырыңыз (SDA -> D2, SCL -> D1).

Wemos 3.3 V менен аларды кубаттоо.

Батарейканын плюс терминалын wemosдогу 5V пинге жана tp4056 заряддоо модулундагы батарея + пинге батарейканын плюс терминалына туташтырыңыз.

Бардык жерлерди бириктирип коюңуз.

4 -кадам: HTU21D сенсор

Мен 0,3 ° C тактык менен өлчөнүүчү жаңы температура сенсорун сатып алам!

Бул сенсор жөнүндө билишиңиз керек болгон нерселер (sparkfunдан):

• I2C интерфейсин колдонот
• ± 2% типтүү нымдуулук тактыгы
• Типтүү температура ± 0.3 ° C
• Нымдуулук 0дөн 100% га чейин иштейт, бирок бул сенсор суу менен (мисалы, жамгыр) тийиши мүмкүн болгон катаал чөйрө үчүн сунушталбайт.
• 3.3V сенсор - 5V сигналдарын чектөө үчүн логикалык деңгээлдеги конвертерлерди же 10k каршылыгын колдонуңуз
• Бир убакта бир гана HTU21D сенсору I2C автобусунда жашай алат

Менин корутундум: бул жакшы сенсор, анткени ал тактык менен өлчөйт 0.3 ° C жана экөө тең - температура жана нымдуулук. Жакшылары I2C кийлигишүүсү жана кемчиликтери 3.3V, бирок бул менин ишимде мааниге ээ эмес.

5 -кадам: TSL2591

Бул сенсор түнкү асмандын булгануусун өлчөө үчүн жакшы, анткени анын сезгичтиги (188 микро люкс!)

1. мүмкүн болгон жана толук өлчөөчү диоддор. Мен аны колдонбойм.

2. 5Втан 3.3 В.га чейин чыңалуу жөндөгүчү

Чиптин өзгөчөлүктөрү (adafruitтен):

• Адамдын көз реакциясы болжолдуу
• Өтө кең динамикалык диапазон 1ден 600, 000, 000ге чейин
• Lux Range: 188 uLux сезгичтиги, 88, 000ге чейин Lux киргизүү өлчөөлөрү.
• Температура диапазону: -30дан 80 *С.
• Voltage диапазону: 3.3-5V борттогу жөнгө салып
• Интерфейс: I2C
• Бул такта/чип I2C 7-бит дарегин колдонот 0x29 (туруктуу)
• Өлчөмдөрү: 19мм х 16мм х 1мм /.75 "х.63" х.04 "Салмагы: 1.1г
• Ченөө үчүн 2 диод - IR жана Full спектр

Жыйынтык:

188 uLux perferct, ошондой эле I2C байланышы жөнөкөй. Балким, көйгөй I2C дареги (0x29) менен чечилиши мүмкүн. Ошондой эле борттогу жөндөгүч жакшы жана кыш мезгилинде (үшүк) сенсорду колдонууга мүмкүн.

6 -кадам: Код

Сизге бул китепканалар керек (мен аларды бир zip файлына кошом):

• Adafruit-GFX-Китепкана-мастер
• adafruit_gfx_китепкана_мастери
• Adafruit_HTU21DF_Китепкана-мастер
• Adafruit_Sensor-master
• Adafruit_TSL2591_Китепкана-мастер

Код: сиз меники колдоно аласыз же өзүңүздү түзө аласыз. Түнкү асманды өлчөө үчүн максималдуу интеграция убактысын (600 MS) жана максимумга (GAIN_MAX) коюуну унутпаңыз.

Эгерде сиз менин кодумду колдонууга аракет кылсаңыз, ino файлын жүктөп алыңыз. Мен кодду нускамадан көчүргөнүмдө, китепканаларда бир нерсе туура эмес

Мен жөн гана көңүл ачуу үчүн айдын сүрөтүн жүктөйм. Сиз каалаганын колдоно аласыз, массивди алуу үчүн бул баракты колдонуңуз:

javl.github.io/image2cpp/

//https://lastminuteengineers.com/oled-display-arduino-tutorial///https://javl.github.io/image2cpp/ // mcd чоңдугуна чейин https://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php… // HD44780-тамгаларга негизделген суюк кристалдуу дисплейлердин (ЖК) контроллери. https://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php… #include

#кошуу

#кошуу #кошуу #кошуу "Adafruit_HTU21DF.h" #include "Adafruit_TSL2591.h" int counter; // OLED дисплейи TWI дареги #define OLED_ADDR 0x3C Adafruit_SSD1306 дисплейи (-1); // - 1 өчүрүү дисплейи үчүн arduino тактасындагы өчүрүп күйгүзүү баскычы менен Adafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF (); Adafruit_TSL2591 tsl = Adafruit_TSL2591 (2591); // сенсордун идентификатору үчүн номерди киргизиңиз (кийинчерээк колдонууңуз үчүн) uint32_t lum; uint16_t ir, толгон; int ulux; float lux; сүзүү темп; float rel_hum; float mag_arcsec2; // Visual mags/arcsecond² [mag/arcsec2 мааниси] = Log10 ([cd/m2 мааниси]/108000)/-0.4 // символдор // Цельсий const үчүн белгисиз чар даражасы PROGMEM = {0xe, 0x11, 0x11, 0x11, 0xe, 0x0, 0x0, 0x0; // exponent 2 const unsigned char exponent PROGMEM = {0xe, 0x1b, 0x3, 0x6, 0xc, 0x18, 0x1f, 0x0}; // 'moon_logo', 128x64px const unsigned char intro PROGMEM = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc1, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0xff, 0xfd, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x01, 0xff, 0xfd, 0xff, 0xff. 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x03, 0xff, 0xc0, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff. 0xfc, 0x07, 0xff, 0xe0, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x07, 0xff, 0xf8, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x0f, 0xff, 0x77, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x1f, 0xbe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x1f, 0xcc, 0xff, 0xff, 0x8f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x3f, 0xc0, 0xff, 0xff, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0xff, 0xff, 0x8f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x3f, 0xe0, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x3f, 0x80, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x3f., 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x3f, 0xf1, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xf9, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x ff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xfb, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff. 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xe0, 0x18, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x60, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff. 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe1, 0xe7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x07, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x18, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x38, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x48, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x80, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff. 0xff, 0xff, 0xc0, 0xc4, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x60, 0x0f, 0xff, 0xff 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0xf0, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x07, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xc0, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xe3, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf1, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0x43, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfb, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x4f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x5f, 0xff, 0xff, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xff, 0xff, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x00, 0xcf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xb7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x01, 0x0f, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x01, 0xfe, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff., 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x 00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xfd, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf 0x7f, 0xff, 0xf3, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xc7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff. 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x00, 0x00, 0xfc, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00. 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x03, 0x00 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}; жараксыз орнотуу () {// htu21d htu.begin (); // tsl2591 sensor_t сенсор; tsl.getSensor (& сенсор); tsl.setGain (TSL2591_GAIN_MAX); // MAX, HIGH MED, LOW, tsl.setTiming (TSL2591_INTEGRATIONTIME_600MS); // 100MS, 200 MS, 300MS, 400MS, 500MS, 600MS // oled display display.begin үчүн орнотуу (SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); display.clearDisplay (); display.display (); display.drawBitmap (0, 0, киришүү, 128, 64, АК); display.display (); кечигүү (1000); display.setTextSize (1); display.setTextColor (АК); display.setFont (& FreeSerif9pt7b); display.clearDisplay (); } void loop () {lux = 0; ulux = 0; mag_arcsec2 = 0; темп = 0; rel_hum = 0; кечиктирүү (100); lum = tsl.getFullLuminosity (); ir = lum >> 16; толук = lum & 0xFFFF; кечиктирүү (100); lux = tsl.calculateLux (толук, ир); // microlux ulux ичинде жарыктын күчү ulux = lux*1000000; if (ulux <0) {ulux = 0; } mag_arcsec2 = log10 (lux/108000)/-0,4; // (log ((ulux/108000)) /(-0.4) temp = htu.readTemperature (); rel_hum = htu.readHumidity (); display_values ();} void display_values () {//display.drawPixel(120, Display.clearDisplay (); display.setCursor (1, 15); display.print (temp); display.drawBitmap (42, 2, даража, 8, 5, АК); display.setCursor (50, 15); display.print ("C"); display.setCursor (70, 15); display.print (rel_hum); display.setCursor (114, 15); display.print ("%"); display.drawLine (1, 20, 127, 20, АК); display.drawLine (67, 1, 67, 20, АК); display.setCursor (1, 35); display.print ("ulux ="); display.setCursor (50, 35); display.print (ulux); display.setCursor (1, 55); display.print ("mag/arsec"); display.drawBitmap (70, 45, экспонент, 8, 8, АК); дисплей. setCursor (83, 55); display.print (mag_arcsec2); display.display ();}

7 -кадам: Ичинде

Мен жеке корпусту түзөм жана сиз көрүп тургандай, дупонт кабелдери бар нан тактасын колдоном.

Мен USB40 кабели менен батарейканы кубаттоо үчүн TP4056 колдоном (swtich dip jumper керек).

Күйгүзүү/өчүрүү үчүн мен секиргичти колдоном.

Күндүз жарык үчүн TSL2591 0 жана mag/arcsec2 nan көрсөтөт.

Түнкү асман үчүн TSL2591 0дон 1000 000ге чейин microlux (ulux) жана тиешелүү mag/arcsec2 көрсөтүшү керек

(болжол менен 14-22 маг/arsec2).

FullMoon үчүн мен 50к улюкту өлчөдүм, бул 0.05 люкс.