Μια συσκευή μέτρησης ομιλίας UV, χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα VEML6075 και τον μικρό φίλο ομιλητή: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Έρχονται καλοκαίρια! Ο ήλιος λάμπει! Αυτό είναι υπέροχο.

Αλλά καθώς η υπεριώδης ακτινοβολία (UV) γίνεται πιο έντονη, άνθρωποι σαν εμένα παθαίνουν φακίδες, μικρά καφέ νησιά που κολυμπούν σε μια θάλασσα κόκκινου, ηλιοκαμένου, φαγούρα δέρματος.

Η δυνατότητα να έχετε διαθέσιμες πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο σχετικά με την ένταση του υπεριώδους φωτός που φτάνει στο δέρμα σας θα αυξήσει την ευαισθητοποίηση και θα μειώσει τον κίνδυνο βλάβης του δέρματος. Γιατί λοιπόν να μην φτιάξουμε μια απλή συσκευή για αυτόν τον σκοπό; Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω τον αισθητήρα UV VEML6075 που επιτρέπει τη μέτρηση τόσο της UV-A όσο και της UV-B, και έτσι δίνει ακριβέστερες τιμές από πολλούς άλλους διαθέσιμους αισθητήρες (δείτε το τελευταίο βήμα για λεπτομέρειες) Το Και το UV-B είναι το επικίνδυνο μέρος. Αλλά πώς να παρουσιάσετε τις μετρημένες τιμές; Οι μπάρες LED και οι οθόνες OLED είναι ωραίες, αλλά όχι πολύ πρακτικές σε έντονο ήλιο. Η λεκτική επικοινωνία είναι ο καθημερινός τρόπος μεταφοράς πληροφοριών, αλλά μέχρι στιγμής είναι δύσκολο να τη χρησιμοποιήσουμε σε έργα μικροελεγκτών. Μια νέα επιλογή είναι το "Little Buddy Talker" (LBT), ένα μικρό ξεμπλοκάρισμα που περιέχει ένα τσιπ με 254 λέξεις και μπορεί να τις "μιλήσει" μέσω σύνδεσης ακουστικών. Κάθε λέξη ορίζεται από μια διεύθυνση, βασικά έναν αριθμό, και είναι πολύ εύκολο να αφήσει το LBT να μιλήσει σε προτάσεις. Για πιο πολύπλοκες εργασίες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη βιβλιοθήκη Arduino "Word100" για τον έλεγχο του LBT.

Η συσκευή που περιγράφεται παρακάτω αποτελείται από ένα ξεμπλοκάρισμα αισθητήρα VEML6075, ένα Arduino και το Little Buddy Talker, είναι πολύ εύκολο να ρυθμιστεί και μπορεί να τροφοδοτηθεί από ένα τροφοδοτικό USB ή μπαταρίες, ανάλογα με τον μικροελεγκτή που χρησιμοποιείται.

Εάν προτιμάτε να κρατήσετε ιδιωτικές τις πληροφορίες του δείκτη UV, χρησιμοποιήστε ακουστικά. Ένα μικρό ηχείο με μπαταρία μπορεί να είναι μια καλή λύση για σχολεία, παιδικούς σταθμούς ή άλλους δημόσιους χώρους. Θα ήθελα να αναφέρω το τρέχον έργο Kickstarter για το Big Buddy Talker, το οποίο περιέχει πάνω από 1000 λέξεις.

Και μην ξεχνάτε να φοράτε αντηλιακό

Βήμα 1: Απαιτούμενα υλικά

VEML6075 UV Αισθητήρας A & B breakout - πήρα το δικό μου από το Aliexpress για περίπου 10 US $

Μετατροπέας στάθμης 5V -> 3V - απαιτείται καθώς το VEML6075 έχει λογική 3V. Διατίθενται για μερικά $/€.

Little Buddy Talker - διαθέσιμο από το www.engineeringshock.com στα 25 CA $

Συμβατός μικροελεγκτής Arduino Uno - Χρησιμοποίησα ένα MonkMakesDuino, αλλά οποιαδήποτε έκδοση θα πρέπει να λειτουργεί

Καλώδια Breadboard και jumper

Τηλέφωνα ηχείων ή/και κεφαλής - ανάλογα με την εφαρμογή σας

USB power pack Μια ηλιόλουστη μέρα!

Βήμα 2: Συναρμολόγηση και χρήση

Το να λειτουργήσει η συσκευή είναι αρκετά απλό:

• τοποθετήστε το Arduino, το επίπεδο αλλαγής ταχυτήτων, το ξεμπλοκάρισμα VEML6075 και το Little Buddy Talker στο ψωμί σας.
• Χρησιμοποιήστε μία από τις ράγες τροφοδοσίας στον πίνακα ψωμιού για 3V και μία για 5V, συνδέστε τις με τις θύρες γείωσης, 3V και 5V του Arduino σας.
• συνδέστε τις θύρες τροφοδοσίας του επιλογέα στάθμης στις κατάλληλες ράγες ισχύος
• συνδέστε δύο θύρες δεδομένων στην πλευρά 5V του επιλογέα στάθμης σε θύρες SDA (A4) και SDA (A5) του Arduino
• συνδέστε τις αντίστοιχες θύρες δεδομένων στην πλευρά 3V με τις θύρες SCL και SDA του αισθητήρα
• συνδέστε τις θύρες GND και VCC του αισθητήρα στο Ground και 3V
• συνδέστε το LBT στο Arduino και τροφοδοτήστε: LBT 5V σε 5V, LBT GD στη γείωση, LBT DI στο Arduino 11, LBT SC στο Arduino 13, LBT CS στο Arduino 10

Εγκαταστήστε τις απαιτούμενες βιβλιοθήκες λογισμικού στο IDE. Η βιβλιοθήκη "VEML7065" που χρησιμοποίησα μπορεί να βρεθεί στο 14core (δείτε το επόμενο βήμα). Το "Wire" απαιτείται για την επικοινωνία I2C με τον αισθητήρα, "SPI" για την επικοινωνία με το Little Buddy Talker μέσω SPI.

Εκτελέστε το παρεχόμενο σενάριο (δείτε το επόμενο βήμα).

Οι τιμές δείκτη UV Raw, UV-A, UV-B και UV και άλλες πληροφορίες εμφανίζονται στη σειριακή οθόνη.

Ο μετρημένος υπεριώδης δείκτης "ομιλείται" από το LBT. Το VEML6075 υπολογίζει τον δείκτη UV με μεγάλη ακρίβεια, αλλά καθώς λείπει το "σημείο" στο σύνολο των λέξεων του LBT, οι τιμές δίνονται ως: "επίπεδο" - τιμή (ως ακέραιος αριθμός, "μηδέν" έως "δώδεκα") - "υψηλό"/"χαμηλό" (εάν το υπόλοιπο είναι πάνω ή κάτω από 0,5), το οποίο θα πρέπει να είναι αρκετά καλό για τις περισσότερες εφαρμογές.

Μπορείτε να αλλάξετε το σενάριο για να αλλάξετε τη συχνότητα λήψης των μετρήσεων και το τι μετρώνται και να αποστέλλονται στη σειριακή οθόνη. Με λίγο προγραμματισμό μπορείτε ακόμη και να ορίσετε επίπεδα κατωφλίου για μια "προειδοποίηση" (LBT: 148/0x94), "alert" (LBT: 143/0x8f) ή "alarm" (LBT: 142/0x8e).

Για να μετρήσετε το μέγιστο επίπεδο υπεριώδους ακτινοβολίας πρέπει να κατευθύνετε τον αισθητήρα απευθείας στον ήλιο

Βήμα 3: Το σενάριο

Σε μεγάλο βαθμό, το σενάριο είναι μια συλλογή από το έργο άλλων που θα ήθελα να ευχαριστήσω.

Χρησιμοποίησα το σενάριο VEML6075 από το 14core, https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/, όπου μπορείτε επίσης να κατεβάσετε την απαιτούμενη βιβλιοθήκη VEML6075.

Μια άλλη επιλογή θα ήταν το σενάριο και η βιβλιοθήκη του schizobovine:

Το σενάριό μου βασικά λαμβάνει μια μέτρηση, κάνει μια μικρή ερμηνεία αριθμών και λέει στο Little buddy Talker ποιες λέξεις να πει. Καθώς κάθε μία από τις 254 λέξεις στο LBT έχει έναν αριθμό ευρετηρίου, π.χ. 209 ή 0xd1 για "επίπεδο", απλά πρέπει να στείλετε αυτούς τους αριθμούς. Όσον αφορά τις τιμές του δείκτη UV (0 έως 12) χρησιμοποίησα τη συνάρτηση "χάρτης" για να "μεταφράσω" τις τιμές στις λέξεις "μηδέν" (54, 0x 36) έως "δώδεκα" (66, 0x42).

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, μια τιμή δείκτη UV ως 4,3 δίνεται ως "τέσσερα χαμηλή" και 5,7 ως "πέντε υψηλή".

Εάν θέλετε να βελτιστοποιήσετε το σενάριο, ρίξτε μια ματιά στη συνημμένη λίστα λέξεων που περιέχονται στο LBT.

Βήμα 4: Outlook

Με λίγη επιπλέον προσπάθεια θα πρέπει να είναι σε θέση να τοποθετήσει όλα τα κομμάτια σε ένα μικροσκοπικό κουτί που θα επιτρέπει τη μέτρηση του δείκτη υπεριώδους ακτινοβολίας όπου κι αν πάτε: ενώ κάνετε σκι, πεζοπορία, ποδηλασία, πικνίκ ή στην παραλία.

Μια άλλη επιλογή θα ήταν να τοποθετήσετε τον αισθητήρα σε ένα καπέλο ή καπάκι και να τοποθετήσετε το κουτί με τα ηλεκτρονικά αλλού.

Or να δημιουργήσετε ένα σενάριο που υπολογίζει τη σωρευτική δόση UV που έχετε λάβει και σας λέει πότε πρέπει να φύγετε για τη σκιά.

Μην ξεχνάτε όμως ποτέ: Χρησιμοποιήστε αντηλιακό !!!

Βήμα 5: Σύνδεσμοι και πρόσθετες πληροφορίες

Παρακάτω μπορείτε να βρείτε συνδέσμους για παρόμοια έργα και περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το θέμα:

Το DIY UV Meter With Arduino και η οθόνη Nokia 5110-https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With…-είναι ένα πολύ ωραίο εκπαιδευτικό πρόγραμμα που χρησιμοποιεί περισσότερα καθημερινά εξαρτήματα και δίνει επίσης πολλές πληροφορίες στο παρασκήνιο.

Ερχεται το καλοκαίρι! Let's DIY a Carry-on UV Detector-https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-…-περιγράφει μια ωραία λύση για κινητά σε ένα κουτί με μια λωρίδα LED ως ένδειξη. Βασίζεται στην πλατφόρμα Seed Grove χρησιμοποιώντας ένα breakout με έναν αισθητήρα φωτός SI1145. Αυτός ο αισθητήρας δεν μετρά πραγματικά την υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά υπολογίζει τον δείκτη υπεριώδους ακτινοβολίας από ορατές και υπέρυθρες εντάσεις φωτός.

Ένα άλλο έργο που χρησιμοποιεί ένα ξέσπασμα SI1145 βρίσκεται στο Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - προσφέροντας τη συνήθη πλήρη λύση Adafruit. Έχουν ακόμη και μια "Flora" της έκδοσης αισθητήρα που μπορείτε να διορθώσετε σε πανί.

Η Adafruit (και άλλοι) προσφέρουν επίσης breakouts για τον αισθητήρα VEML6070. Αυτός ο αισθητήρας μετρά πραγματικά την υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά θα σας δώσει ακριβείς τιμές μέτρησης, αλλά δεν είναι εύκολο να ερμηνευτεί ο δείκτης UV.

Πολλές γενικές πληροφορίες βρίσκονται στον ιστότοπο EPA Sunsafety, π.χ. στη διεύθυνση:

Το φύλλο δεδομένων για το VEML6075 μπορείτε να το βρείτε εδώ:

Και θα συνιστούσα να ρίξετε μια ματιά στο ακόλουθο φύλλο αίτησης που προσφέρει πολλές πληροφορίες στο παρασκήνιο και από όπου είχα πάρει τις εικόνες φάσματος: