Luxmeter แบบพกพา: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

โครงงานนี้เกี่ยวกับการผลิตเครื่องวัดแสงแบบพกพา สามารถใช้ในโรงเรียนที่เด็กๆ สามารถวัดแหล่งกำเนิดแสงประเภทต่างๆ ได้

ฟังก์ชั่น:

1. วัดความเข้มของแสงเป็นลักซ์

2. คำนวณการแผ่รังสีแสงอาทิตย์จากลักซ์เป็นวัตต์/ตร.ม. (แฟกเตอร์ 112)

3. ชาร์จแบตเตอรี่โดยใช้พอร์ต USB

ค่าใช้จ่ายทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 13 $ โดยไม่มีกรณี Luxmeter ใช้เวลา 15 mA ดังนั้นจึงใช้งานได้ยาวนานกับแบตเตอรี่ Li-Ion หนึ่งก้อน

ขั้นตอนที่ 1: BOM

สำหรับโครงการคุณต้องการส่วนประกอบนี้ (ลิงค์พันธมิตร หากคุณต้องการสนับสนุนฉัน):

Arduino Pro Mini 5V

ลิงค์

MAX44009

• กว้าง 0.045 Lux ถึง 188, 000 Lux ช่วง VCC = 1.7V ถึง 3.6V ()
• ICC = 0.65µA กระแสไฟขณะใช้งาน
• ช่วงอุณหภูมิ -40°C ถึง +85°C
• ลิงค์

จอแสดงผล OLED

• ขนาดหน้าจอในแนวทแยง：0.96"
• จำนวนพิกเซล：128 x 64
• ความลึกของสี：ขาวดำ (เหลือง&น้ำเงิน)
• ขนาด：27.8 x27.3x 4.3 mm
• แรงดันใช้งาน: 3.3 ~ 5V DC
• กำลังไฟ: 0.06W
• มุมมองสูงสุด: >160 องศา
• หน้าที่：1/32ความสว่าง (cd/m2)：150 (ทั่วไป) @ 5V
• อินเทอร์เฟซ： I2C
• ลิงค์

TP4056

• ต้องการสาย USB to micro USB สำหรับชาร์จ
• อินพุต 5V

ลิงค์

แบตเตอรี่ Li-Ion

• 3 - 4.2 โวลต์
• ลิงค์

ผู้ถือ 18650

ลิงค์

สวิตซ์จัมเปอร์

ลิงค์

สายเคเบิลและส่วนหัว

• หญิงกับหญิง
• ส่วนหัวหญิงและชาย
• เชื่อมโยงไปยังสายเคเบิล
• ลิงก์ไปยังส่วนหัวของหมุด

ขั้นตอนที่ 2: วงจร

แน่นอนว่าคุณต้องมี Arduino 5V เพื่อจ่ายไฟให้กับแบตเตอรี่ Li-Ion (4, 2 V!)

การเชื่อมต่อ:

Arduino - MAX44009 (เหมือนกันสำหรับจอแสดงผล OLED)

A4 - SDA

A5 - SCL

VCC - VIN

GND - GND

TP4056 - Arduino Pro Mini OUT+ - VCC

Arduino - แบตเตอรี่

VCC - ขั้วบวก (สูงสุด 5 V สำหรับ Arduino 5V)

Arduino - สวิตช์จัมเปอร์

GND - ตัวสลับแรก

TP4056 - สวิตช์จัมเปอร์

OUT - - ตัวสลับที่สอง

แบตเตอรี่ - สวิตช์จัมเปอร์

ขั้วลบ - สวิตช์ตัวแรกและตัวที่สอง

ขั้นตอนที่ 3: รหัส

#รวม

#รวม #รวม

#รวม

#รวม "MAX44009.h"

MAX44009 ลักซ์(0x4A);

ลอยลักซ์; ลอยวัตต์; // จอแสดงผล OLED ที่อยู่ TWI #define OLED_ADDR 0x3C จอแสดงผล Adafruit_SSD1306 (-1); // รีสตาร์ทจอแสดงผลด้วยปุ่มรีเซ็ตในการตั้งค่าโมฆะ Arduino () { Lux. Begin (0, 188000); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); display.clearDisplay(); display.display(); // แสดงบรรทัดข้อความ display.setTextSize(1); display.setTextColor(สีขาว); display.setFont(&FreeSerif9pt7b); display.setCursor(1, 15); display.print("MAX44009"); display.display(); } วงเป็นโมฆะ () { lux=Lux. GetLux(); // รับ luxs วัตต์ =Lux. GetWpm(); // รับ watts/m2 เฉพาะสำหรับ SUN source display.fillRect(1, 20, 100, 100, BLACK); // สร้างสี่เหลี่ยมสีดำบนค่าตำแหน่ง display.setCursor(1, 40); display.print(ลักซ์); display.setCursor(80, 40); display.print("ลักซ์"); display.setCursor(1, 60); display.print(วัตต์); display.setCursor(80, 60); display.print("W/m"); display.setCursor (115, 55); display.print("2"); display.display(); ล่าช้า (1000); }

ขั้นตอนที่ 4: ประสาน

ฉันสร้างบนซ็อกเก็ตบอร์ดต้นแบบสำหรับ Arduino Pro Mini และหมุดสำหรับเชื่อมต่อสิ่งอื่น ๆ ฉันยังสร้างเคสเรียบง่ายจากไม้อัด ใช้สาย Zip Zip พลาสติกสำหรับติดตั้งจอแสดงผลที่ประตูและสำหรับข้อต่อ

ขั้นตอนที่ 5: การชาร์จ

ฉันติดตั้งโมดูลการชาร์จ - TP4056 ถึง luxmeter ไฟสีแดงแสดงการชาร์จ ไฟสีน้ำเงินไม่ได้เชื่อมต่อสาย usb (micro usb) ด้วยสวิตช์จัมเปอร์ ฉันสามารถเปิด/ปิดการชาร์จได้

ขั้นตอนที่ 6: แผนการสอนอย่างเป็นทางการ

1. ครูอธิบายสิ่งที่เป็นลักซ์ วัตต์ และอธิบายวิธีการทำงานกับลักซ์มิเตอร์

2. นักเรียนจะมีงานวัดลักซ์:

ก เลือกแหล่งกำเนิดแสง และวัดระยะทางจากแหล่งกำเนิดแสงโดยใช้เกจวัดความยาว

ข วัดความเข้มของแหล่งกำเนิดแสง

c เขียนค่าทั้งหมดลงในตาราง

ขั้นตอนที่ 7: การวัดของตัวเอง

1. โคมไฟถนนให้ความสว่าง 5 - 25 ลักซ์ แล้วแต่ความสูงของแหล่งกำเนิดแสง
2. แสงแดดให้ 80 000 - 100 000 ลักซ์ ขึ้นอยู่กับมุมระหว่างเซ็นเซอร์กับลำแสงของดวงอาทิตย์
3. แดดภายใต้เมฆในช่วงวันที่มีแดด 15,000 ลักซ์
4. จอ LCD ให้ฉัน 78 ลักซ์ (ระยะ 0 ซม.), 63 ลักซ์ (10 ซม.), 50 ลักซ์ (20 ซม.)
5. สมาร์ทโฟน 60 ลักซ์ (0 ซม.)
6. ภายในห้องช่วงแดดออก มู่ลี่หด 60 lux

สำหรับการคำนวณ Watts/m2 คุณจำเป็นต้องทราบประสิทธิภาพการส่องสว่าง (เป็นลูเมนต่อวัตต์)

สำหรับดวงอาทิตย์ จะอยู่ที่ประมาณ 110 ลูเมน/วัตต์ (บนระนาบแนวนอน) 96 ลูเมน/วัตต์ (บนลำแสงดวงอาทิตย์โดยตรง)

ดังนั้นสำหรับดวงอาทิตย์ ฉันได้รับความเข้มโดยตรงที่ 700 - 900 W/m2

เครื่องคิดเลข Lux to watt/m2