UltraV: портативдүү ультрафиолет индекси: 10 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Дерматологиялык көйгөйдөн улам өзүмдү күнгө чыгара албай, пляжда өткөрө турган убактымды ультрафиолет нурларынын эсептегичин жасоого жумшадым. UltraV.

Бул Arduino Nano rev3 менен курулган, ультрафиолет сенсору, 3v батарея кубаттуулугун жогорулатуу үчүн DC/DC конвертери жана кичинекей OLED дисплейи бар. Негизги максатым-УК-индексин каалаган убакта жана каалаган жерде оңой билүү үчүн, аны портативдүү сактоо.

1 -кадам: Бөлүктөр жана компоненттер

• Микроконтроллер Arduino Nano rev.3
• UV сенсор ML8511
• 128 × 64 OLED диплей (SSD1306)
• MT3608 DC-DC кадамы
• CR2 батареясы
• CR2 батарея кармагыч
• которуу
• корпус корпусу

2 -кадам: сенсор

ML8511 (Lapis Semiconductors) - бул ультрафиолет сенсору, ал ички же сыртта ультракызгылт интенсивдүүлүгүн алууга ылайыктуу. ML8511 фото-токту ультрафиолет интенсивдүүлүгүнө жараша чыңалууга айландыруучу ички күчөткүч менен жабдылган. Бул уникалдуу өзгөчөлүк ADC сыяктуу тышкы схемаларга оңой интерфейсти сунуштайт. Күчтү өчүрүү режиминде, типтүү күтүүчү ток 0.1µA болуп, батарейканын иштөө мөөнөтүн узартат.

Өзгөчөлүктөрү:

• UV-A жана UV-B сезгич фотодиоддор
• Камтылган операциялык күчөткүч
• Аналогдук чыңалуу
• Төмөн камсыздоо тогу (300 мкА тип) жана күтүү күчү төмөн (0.1 мкА тип)
• Чакан жана ичке бетине орнотулган пакет (4.0mm x 3.7mm x 0.73mm, 12-пин керамикалык QFN)

Тилекке каршы, сенсорду коргоо үчүн ультрафиолет нурунан тунук материал табууга мүмкүнчүлүк болгон жок. Мен текшерген ар кандай тунук капкак (пластмасса, айнек ж. Б.) Ультрафиолет нурун өлчөөнү начарлатып жиберди. Жакшыраак тандоо кварц менен эритилген кремний айнек окшойт, бирок мен акылга сыярлык баада тапкан жокмун, ошондуктан сенсорду кутунун сыртында, ачык асманда калтырууну чечтим.

3 -кадам: операциялар

Ченөө үчүн, жөн гана түзмөктү күйгүзүп, күндүн нурунун багыты менен бир калыпта кармап, күнгө бир нече секунд көрсөтүп туруңуз. Андан кийин дисплейге көңүл буруңуз: сол жактагы индекс дайыма ылдамдыкты көрсөтөт (ар бири 200 мс), ал эми оң жактагы окуу бул сессияда алынган максималдуу көрсөткүч: бул сизге керек.

Дисплейдин төмөнкү сол бөлүгүндө ДСУнун эквиваленттүү номенклатурасы (ТӨМӨН, МОДЕРАТИВДҮҮ, ЖОГОРУ, ӨТӨ ЖОГОРУ, Өтө ЖОК) ченелген UV-индекси жөнүндө да айтылат.

4 -кадам: Батарея чыңалуусу жана окуу

Мен CR2 батарейканы тандап, анын көлөмү жана кубаттуулугу үчүн (800 мАч). Мен UltraVди жай бою колдондум жана батарейка дагы эле 2,8 в окуйт, андыктан мен тандоодон абдан канааттандым. Иштетилгенде, схема болжол менен 100 мА төгөт, бирок окуу өлчөөсү бир нече секунддан ашпайт. Батарейканын номиналдык чыңалуусу 3v болгондуктан, чыңалууну 9 вольтко чейин жеткирүү үчүн DC-DC ствокоператорун кошуп, аны Vin пинге туташтырдым.

Батареянын чыңалуусун дисплейде көрсөтүү үчүн мен аналогдук кирүүнү (A2) колдондум. Arduino аналогдук кириштери 0 жана 5V ортосундагы DC чыңалуусун өлчөө үчүн колдонулушу мүмкүн, бирок бул ыкма калибрлөөнү талап кылат. Калибрлөө үчүн мультиметр керек болот. Биринчиден, акыркы батарейкаңыз менен (CR2) жана компьютерден USB кубатын колдонбоңуз; жөнгө салгычтан Arduinoдогу 5Vны өлчөө (Arduino 5V пининде бар): бул чыңалуу демейки боюнча Arduino ADC маалымдама чыңалуусу үчүн колдонулат. Эми ченелген маанини эскизге төмөнкүчө коюңуз (мен 5.023 окудум дейли):

чыңалуу = ((узун) сумма / (узун) NUM_SAMPLES * 5023) / 1024,0;

Эскизде мен чыңалуу өлчөөсүн орточо 10 үлгүдөн алып жатам.

5 -кадам: Схема жана туташуулар

6 -кадам: Программалык камсыздоо

Дисплей үчүн, мен U8g2libди колдондум, ал мындай OLED дисплейлери үчүн абдан ийкемдүү жана күчтүү, бул ариптердин кеңири тандалышына жана жакшы жайгашуу функцияларына мүмкүнчүлүк берет.

ML8511ден чыңалуу боюнча, ADC конвертеринин негизи катары 3.3v Arduino шилтемесин (1%ичинде так) колдондум. Ошентип, 3.3V пиндеги санариптик конверсияга аналог жасоо менен (аны A1ге туташтыруу менен) жана андан кийин бул окууну сенсордон алынган көрсөткүчкө салыштыруу менен, VIN кандай болсо да, чыныгы окууну экстраполяциялай алабыз (3.4V жогору болгондо).

int uvLevel = averageAnalogRead (UVOUT); int refLevel = averageAnalogRead (REF_3V3); float outputVoltage = 3.3 / refLevel * uvLevel;

Толук кодду төмөнкү шилтемеден жүктөп алыңыз.

7 -кадам: Корпустун иши

Коммерциялык пластикалык кутуга тик бурчтуу дисплей терезесин кол менен кесүү боюнча бир нече (жаман) сыноолордон кийин, мен ага өзүмдүн дизайнымды түзүүнү чечтим. Ошентип, CAD тиркемеси менен мен кутучаны иштеп чыктым жана аны мүмкүн болушунча кичине кармоо үчүн, CR2 батарейкасын арткы жагына сырттан орнотуп койдум (батарея кармагычы кутунун өзүнө жабыштырылган).

Төмөнкү шилтемеден корпус үчүн STL файлын жүктөп алыңыз.

8 -кадам: Келечектеги мүмкүн болгон жакшыртуулар

• UV спектрометрин колдонуңуз, реалдуу убакытта UV-Indexтин ар кандай шарттарында (UV спектрометрлери абдан кымбат).
• ML8511ден Arduino микроконтроллери менен бир убакта чыгууну жазуу;
• ML8511 чыгарылышын атмосфера шарттарынын кеңири диапазонунда реалдуу убакытта чыныгы UVI маанисине байланыштыруу үчүн алгоритм жазыңыз.

9 -кадам: Сүрөт галереясы

10 -кадам: Кредиттер

• Карлос Ортс:
• Arduino форуму:
• Электрониканы баштоо:
• U8g2lib:
• Дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюму, UV индекси: