อุปกรณ์วัดดัชนี UV พูดได้โดยใช้เซ็นเซอร์ VEML6075 และ Little Buddy Talker: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ซัมเมอร์กำลังมา ! พระอาทิตย์กำลังส่องแสง ! ซึ่งเยี่ยมมาก

แต่เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) รุนแรงขึ้น คนอย่างฉันก็กลายเป็นกระ หมู่เกาะสีน้ำตาลเล็กๆ แหวกว่ายอยู่ในทะเลสีแดง ผิวไหม้จากแสงแดด และมีอาการคัน

ความสามารถในการมีข้อมูลตามเวลาจริงเกี่ยวกับความเข้มของแสงยูวีที่ส่องถึงผิวของคุณ จะเพิ่มการรับรู้และลดความเสี่ยงที่ผิวจะถูกทำลาย ทำไมไม่สร้างอุปกรณ์ง่ายๆ เพื่อจุดประสงค์นี้ล่ะ ฉันตัดสินใจใช้เซ็นเซอร์ UV VEML6075 ที่สามารถวัดทั้ง UV-A และ UV-B ได้ ด้วยเหตุนี้จึงให้ค่าที่แม่นยำกว่าเซ็นเซอร์อื่นๆ ที่มีอยู่มากมาย (ดูรายละเอียดขั้นตอนสุดท้าย). และ UV-B เป็นส่วนที่เป็นอันตราย แต่จะนำเสนอค่าที่วัดได้อย่างไร? แถบ LED และจอแสดงผล OLED นั้นดี แต่ไม่เหมาะกับแสงแดดจ้า การสื่อสารด้วยวาจาเป็นวิธีการถ่ายโอนข้อมูลทุกวันของเรา แต่จนถึงขณะนี้ยังใช้ได้ยากในโครงการไมโครคอนโทรลเลอร์ ตัวเลือกใหม่คือ "Little Buddy Talker" (LBT) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ขนาดเล็กที่มีชิปที่มีคำศัพท์ 254 คำและสามารถ 'พูด' ได้ผ่านช่องเสียบหูฟัง ทุกคำถูกกำหนดโดยที่อยู่ โดยพื้นฐานแล้วเป็นตัวเลข และมันง่ายมากที่จะให้ LBT พูดเป็นประโยค สำหรับงานที่ซับซ้อนมากขึ้น คุณสามารถใช้ไลบรารี Arduino "Word100" เพื่อควบคุม LBT

อุปกรณ์ที่อธิบายต่อไปนี้ประกอบด้วยเซ็นเซอร์ฝ่าวงล้อม VEML6075, Arduino และ Little Buddy Talker ติดตั้งง่ายมากและสามารถใช้พลังงานจากชุดไฟ USB หรือแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ใช้

หากคุณต้องการเก็บข้อมูลดัชนี UV ไว้เป็นส่วนตัว ให้ใช้หูฟัง ลำโพงขนาดเล็กที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่อาจเป็นทางออกที่ดีสำหรับโรงเรียน โรงเรียนอนุบาล หรือสถานที่สาธารณะอื่นๆ ฉันอยากจะพูดถึงโครงการ Kickstarter ที่กำลังดำเนินอยู่สำหรับ Big Buddy Talker ซึ่งมีคำศัพท์มากกว่า 1,000 คำ

และอย่าลืมทาครีมกันแดดด้วยล่ะ

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุที่จำเป็น

VEML6075 UV A&B sensor breakout - ฉันได้รับของฉันจาก Aliexpress ประมาณ 10 US$

5V -> 3V ระดับ shifter - จำเป็นเนื่องจาก VEML6075 มีลอจิก 3V มีจำหน่ายในราคาเพียง $/€

Little Buddy Talker - หาได้จาก www.engineeringshock.com ราคา 25 CA$

ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เข้ากันได้กับ Arduino Uno - ฉันใช้ MonkMakesDuino แต่เวอร์ชันใดก็ได้ควรใช้งานได้

เขียงหั่นขนมและสายจัมเปอร์

ลำโพงและ/หรือหูฟัง - ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันของคุณ

USB power pack วันที่แดดจ้า!

ขั้นตอนที่ 2: การประกอบและการใช้งาน

ในการทำให้อุปกรณ์ใช้งานได้ค่อนข้างตรงไปตรงมา:

• วาง Arduino, level shifter, VEML6075 breakout และ Little Buddy Talker ไว้บนเขียงหั่นขนมของคุณ
• ใช้รางจ่ายไฟตัวใดตัวหนึ่งบนบอร์ดขนมปังสำหรับ 3V และอีกอันสำหรับ 5V เชื่อมต่อกับพอร์ตกราวด์ 3V และ 5V ของ Arduino ของคุณ
• เชื่อมต่อพอร์ตไฟของตัวปรับระดับกับรางไฟที่เหมาะสม
• เชื่อมต่อพอร์ตข้อมูลสองพอร์ตที่ด้าน 5V ของตัวเลื่อนระดับกับพอร์ต SDA (A4) และ SDA (A5) ของ Arduino
• เชื่อมต่อพอร์ตข้อมูลที่สอดคล้องกันที่ด้าน 3V กับพอร์ต SCL และ SDA ของเซ็นเซอร์
• เชื่อมต่อพอร์ต GND และ VCC ของเซ็นเซอร์กับกราวด์และ 3V
• เชื่อมต่อ LBT กับ Arduino และกำลังไฟ: LBT 5V ถึง 5V, LBT GD กับกราวด์, LBT DI กับ Arduino 11, LBT SC ถึง Arduino 13, LBT CS ถึง Arduino 10

ติดตั้งไลบรารีซอฟต์แวร์ที่จำเป็นใน IDE ห้องสมุด "VEML7065" ที่ฉันใช้สามารถพบได้ที่ 14core (ดูขั้นตอนถัดไป) ต้องใช้ "Wire" สำหรับการสื่อสาร I2C กับเซ็นเซอร์ "SPI" สำหรับการสื่อสารกับ Little Buddy Talker ผ่าน SPI

เรียกใช้สคริปต์ที่ให้มา (ดูขั้นตอนถัดไป)

ค่าดัชนี UV Raw, UV-A, UV-B และ UV และข้อมูลอื่นๆ จะแสดงบนจอภาพแบบอนุกรม

ดัชนี UV ที่วัดได้นั้น "พูด" โดย LBT VEML6075 กำลังคำนวณดัชนี UV ได้แม่นยำมาก แต่เมื่อไม่มี "จุด" ในชุดคำของ LBT ค่าต่างๆ จะถูกกำหนดเป็น: "ระดับ" - ค่า (เป็นจำนวนเต็ม "ศูนย์" ถึง "สิบสอง") - "สูง"/"ต่ำ" (หากส่วนที่เหลืออยู่เหนือหรือต่ำกว่า 0.5) ซึ่งน่าจะดีพอสำหรับการใช้งานส่วนใหญ่

คุณสามารถเปลี่ยนสคริปต์เพื่อเปลี่ยนความถี่ในการวัดและสิ่งที่วัดได้ และส่งไปยังมอนิเตอร์แบบอนุกรม ด้วยการเขียนโปรแกรมเล็กน้อย คุณอาจกำหนดระดับเกณฑ์สำหรับ "คำเตือน" (LBT: 148/0x94), "การแจ้งเตือน" (LBT: 143/0x8f) หรือ "นาฬิกาปลุก" (LBT: 142/0x8e)

ในการวัดระดับรังสียูวีสูงสุด คุณต้องนำเซ็นเซอร์ไปที่ดวงอาทิตย์โดยตรง

ขั้นตอนที่ 3: สคริปต์

สคริปต์นี้เป็นการรวบรวมผลงานของผู้อื่นที่ฉันอยากจะขอบคุณ

ฉันใช้สคริปต์ VEML6075 ที่นำมาจาก 14core https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/ ซึ่งคุณสามารถดาวน์โหลดไลบรารี VEML6075 ที่จำเป็นได้

อีกตัวเลือกหนึ่งคือสคริปต์และไลบรารีโดย schizobovine:

โดยทั่วไป สคริปต์ของฉันใช้การวัด ตีความตัวเลขเล็กน้อย และบอก Little Buddy Talker ว่าควรพูดคำใด เนื่องจากทุก ๆ 254 คำบน LBT มีหมายเลขดัชนีเช่น 209 หรือ 0xd1 สำหรับ "ระดับ" คุณเพียงแค่ส่งหมายเลขเหล่านี้ เกี่ยวกับค่าดัชนี UV (0 ถึง 12) ฉันใช้ฟังก์ชัน 'map' เพื่อ 'แปล' ค่าเป็นคำว่า "ศูนย์" (54, 0x 36) สูงถึง "สิบสอง" (66, 0x42)

ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ ค่าดัชนีรังสียูวีเป็น 4.3 จะได้รับเป็น "ต่ำสี่" และ 5.7 เป็น "สูงห้า"

หากคุณต้องการเพิ่มประสิทธิภาพสคริปต์ โปรดดูรายการคำที่แนบมาใน LBT

ขั้นตอนที่ 4: Outlook

ด้วยความพยายามเพิ่มเติมเล็กน้อย จะสามารถใส่ชิ้นส่วนทั้งหมดลงในกล่องเล็กๆ ที่จะช่วยให้คุณวัดดัชนี UV ได้ทุกที่: ขณะเล่นสกี เดินป่า ขี่จักรยาน ปิกนิก หรือที่ชายหาด

อีกทางเลือกหนึ่งคือวางเซ็นเซอร์ไว้บนหมวกหรือหมวกแล้ววางกล่องพร้อมกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไว้ที่อื่น

หรือเพื่อสร้างสคริปต์ที่ประเมินปริมาณรังสี UV สะสมที่คุณได้รับและแจ้งให้คุณทราบเมื่อคุณควรออกจากเงามืด

แต่อย่าลืม: ทาครีมกันแดด !!!

ขั้นตอนที่ 5: ลิงค์และข้อมูลเพิ่มเติม

ด้านล่างนี้คุณจะพบลิงก์ไปยังโครงการที่คล้ายคลึงกันและข้อมูลเพิ่มเติมในหัวข้อ:

DIY UV Meter พร้อม Arduino และจอแสดงผล Nokia 5110 - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With… - เป็นคำแนะนำที่ดีมากโดยใช้ส่วนประกอบในชีวิตประจำวันมากขึ้นและให้ข้อมูลพื้นฐานมากมาย

ฤดูร้อนกำลังจะมา! มา DIY เครื่องตรวจจับรังสียูวีแบบพกติดตัวกันเถอะ - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - อธิบายวิธีแก้ปัญหาสำหรับอุปกรณ์พกพาที่ดีในกล่องที่มีแถบ LED เป็นตัวบ่งชี้ มันขึ้นอยู่กับแพลตฟอร์ม Seed Grove โดยใช้การฝ่าวงล้อมด้วยเซ็นเซอร์วัดแสง SI1145 เซ็นเซอร์นี้ไม่ได้วัดค่า UV จริง ๆ แต่คำนวณดัชนี UV จากความเข้มของแสงที่มองเห็นและอินฟราเรด

พบโครงการอื่นที่ใช้การระบาดของ SI1145 ได้ที่ Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - นำเสนอโซลูชัน Adafruit ที่สมบูรณ์ตามปกติ พวกเขายังมี "Flora" ของรุ่นเซ็นเซอร์ที่คุณสามารถแก้ไขได้บนผ้า

Adafruit (และอื่น ๆ) ยังเสนอการฝ่าวงล้อมสำหรับเซ็นเซอร์ VEML6070 เซ็นเซอร์นี้วัด UV ได้จริง แต่จะให้ค่าการวัดที่แม่นยำแก่คุณ แต่ไม่ใช่ดัชนี UV ที่ตีความได้ง่าย

พบข้อมูลทั่วไปมากมายในเว็บไซต์ EPA Sunsafety เช่น ที่:

เอกสารข้อมูลสำหรับ VEML6075 สามารถพบได้ที่นี่:

และฉันขอแนะนำให้ดูเอกสารการสมัครต่อไปนี้ซึ่งมีข้อมูลพื้นหลังจำนวนมากและจากตำแหน่งที่ฉันถ่ายภาพสเปกตรัม: