UltraV. Դյուրակիր ուլտրամանուշակագույն ինդեքսային հաշվիչ `10 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Մաշկաբանական խնդրի պատճառով չկարողանալով արևի տակ հայտնվել, ես օգտագործեցի լողափում անցկացրած ժամանակը ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների հաշվիչ կառուցելու համար: UltraV.

Այն կառուցված է Arduino Nano rev3- ի վրա, ուլտրամանուշակագույն սենսորով, 3/վ մարտկոցի լարումը բարձրացնելու համար DC/DC փոխարկիչով և փոքր OLED էկրանով: Իմ հիմնական նպատակը այն դյուրակիր պահելն էր, որպեսզի հեշտությամբ իմանայի ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինդեքսը ցանկացած պահի և ցանկացած վայրում:

Քայլ 1: Մասեր և բաղադրիչներ

• Միկրոկառավարիչ Arduino Nano rev.3
• ML8511 ուլտրամանուշակագույն ցուցիչ
• 128 × 64 OLED երկամարտ (SSD1306)
• MT3608 DC-DC ուժեղացում
• CR2 մարտկոց
• CR2 մարտկոցի կրիչ
• անջատիչ
• պարիսպի պատյան

Քայլ 2: Սենսոր

ML8511- ը (Lapis Semiconductors) ուլտրամանուշակագույն սենսոր է, որը հարմար է ներսում կամ դրսում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտենսիվություն ձեռք բերելու համար: ML8511- ը հագեցած է ներքին ուժեղացուցիչով, որը ֆոտո հոսանքը փոխակերպում է լարման `կախված ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտենսիվությունից: Այս եզակի հնարավորությունը հեշտ ինտերֆեյս է առաջարկում արտաքին սխեմաներին, ինչպիսիք են ADC- ն: Անջատման ռեժիմում տիպիկ սպասման հոսանքը 0.1 μA է, ինչը հնարավորություն է տալիս մարտկոցի ավելի երկար կյանք ապահովել:

Հատկություններ:

• Ֆոտոդիոդ `զգայուն ուլտրամանուշակագույն ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների նկատմամբ
• Ներկառուցված գործառնական ուժեղացուցիչ
• Անալոգային լարման ելք
• Supplyածր մատակարարման հոսանք (300 μA տիպ) և ցածր սպասման հոսանք (0.1 μA տիպ):
• Փոքր և բարակ մակերևույթի վրա ամրացվող փաթեթ (4.0 մմ x 3.7 մմ x 0.73 մմ, 12-փին կերամիկական QFN)

Unfortunatelyավոք, ես հնարավորություն չունեցա ուլտրամանուշակագույն թափանցիկ նյութ գտնել սենսորը պաշտպանելու համար: Testedանկացած տեսակի թափանցիկ ծածկույթ, որը ես փորձարկել էի (պլաստիկ, ապակի և այլն) թուլացնում էր ուլտրամանուշակագույն ճառագայթների չափումը: Թվում է, թե ավելի լավ ընտրություն կլինի քվարցով միաձուլված սիլիկատային ապակիները, բայց ես ոչ մի խելամիտ գնով չեմ գտել, ուստի որոշեցի սենսորը թողնել տուփից դուրս ՝ բաց երկնքի տակ:

Քայլ 3: Գործողություններ

Միջոցառում ձեռնարկելու համար պարզապես միացրեք սարքը և այն մի քանի վայրկյան ուղղեք դեպի արևը ՝ այն հավասարեցնելով արևի ճառագայթների ուղղությանը: Այնուհետև դիտեք էկրանին. Ձախում ինդեքսը միշտ ցույց է տալիս ակնթարթային չափումը (յուրաքանչյուրը 200 ms), իսկ աջ կողմում `այս նստաշրջանի ընթացքում կատարված առավելագույն ընթերցումը. Դա այն է, ինչ ձեզ հարկավոր է:

Theուցադրման ներքևի ձախ մասում զեկուցվում է նաև ԱՀԿ համարժեք նոմենկլատուրան (OWԱOWՐ, DԱՄԱՆԱԿ, ԲԱՐՁՐ, ՇԱՏ ԲԱ HIGH, ԲԱՐՁՐ) չափված ուլտրամանուշակագույն ինդեքսի համար:

Քայլ 4: Մարտկոցի լարումը և ընթերցումը

Ես ընտրում եմ CR2 մարտկոց ՝ դրա չափի և հզորության համար (800 մԱ / ժ): Ես ամբողջ ամառ օգտագործեցի UltraV- ը, և մարտկոցը դեռ կարդում է 2.8 վ, այնպես որ ես բավականին գոհ եմ ընտրությունից: Գործողության ընթացքում միացումը հոսում է մոտ 100 մԱ, բայց ընթերցման չափումը չի տևում ավելի քան մի քանի վայրկյան: Քանի որ մարտկոցի անվանական լարումը 3 վ է, ես ավելացրեցի DC-DC բարձրացման փոխարկիչ ՝ լարումը մինչև 9 վոլտ հասցնելու համար և միացրեցի այն Vin կապին:

Էկրանին մարտկոցի լարման ցուցիչ ունենալու համար ես օգտագործեցի անալոգային մուտք (A2): Arduino- ի անալոգային մուտքերը կարող են օգտագործվել 0 -ից 5 Վ -ի միջև DC լարման չափման համար, սակայն այս տեխնիկան պահանջում է ճշգրտում: Կալիբրացիան կատարելու համար ձեզ հարկավոր կլինի բազմիմետր: Նախ միացրեք սխեման ձեր վերջին մարտկոցով (CR2) և մի օգտագործեք համակարգչից USB սնուցումը. Arduino- ի վրա 5V- ը չափեք կարգավորիչից (հայտնաբերված է Arduino 5V կապում). այս լարումը լռելյայն օգտագործվում է Arduino ADC հղման լարման համար: Այժմ տեղադրեք չափված արժեքը ուրվագծի մեջ հետևյալ կերպ (ենթադրենք, ես կարդացի 5.023).

լարման = ((երկար) գումար / (երկար) NUM_SAMPLES * 5023) / 1024.0;

Էսքիզում ես լարման չափումը կատարում եմ որպես միջինից ավելի քան 10 նմուշ:

Քայլ 5: Սխեմատիկ և միացումներ

Քայլ 6: Softwareրագրակազմ

Էկրանի համար ես օգտագործեցի U8g2lib- ը, որը շատ ճկուն և հզոր է այս տեսակի OLED էկրանների համար ՝ թույլ տալով տառատեսակների լայն ընտրություն և տեղադրման լավ գործառույթներ:

Ինչ վերաբերում է ML8511- ից լարման ընթերցմանը, ես օգտագործեցի 3.3v Arduino հղման քորոցը (ճշգրիտ 1%-ի սահմաններում) որպես ADC փոխարկիչի հիմք: Այսպիսով, անալոգային թվային փոխակերպում անելով 3.3V պինով (միացնելով այն A1- ին), այնուհետև համեմատելով այս ցուցանիշը սենսորից ստացված ընթերցման հետ, մենք կարող ենք դուրս բերել իրական կյանքի ընթերցում, անկախ նրանից, թե ինչ է VIN- ը (քանի դեռ այն 3.4 Վ -ից բարձր է):

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

Ներբեռնեք ամբողջական ծածկագիրը հետևյալ հղումից:

Քայլ 7: Պատյան պատյան

Առևտրային պլաստիկ տուփի վրա ուղղանկյուն ցուցադրման պատուհանը ձեռքով կտրելու մի քանի (վատ) փորձարկումներից հետո ես որոշեցի նախագծել իմ սեփականը դրա համար: Այսպիսով, CAD հավելվածով ես տուփ նախագծեցի և այն հնարավորինս փոքր պահելու համար արտաքինից տեղադրեցի CR2 մարտկոցը ՝ հետևի կողմում (մարտկոցի բռնակով սոսնձված տուփի վրա):

Ներբեռնեք STL ֆայլը պարիսպի պատյանների համար ՝ հետևյալ հղումից:

Քայլ 8. Հնարավոր ապագա բարելավումներ

• Օգտագործեք ուլտրամանուշակագույն սպեկտրոմետր `տարբեր պայմաններում իրական ժամանակում ուլտրամանուշակագույն ինդեքսի իրական արժեքները չափելու համար (ուլտրամանուշակագույն սպեկտրոմետրերը շատ թանկ են);
• Միաժամանակ գրանցեք ML8511- ի ելքը Arduino միկրոկառավարիչի միջոցով;
• Գրեք ալգորիթմ ՝ ML8511 թողարկումը իրական ժամանակում իրական մթնոլորտային լայն պայմաններում միացնելու իրական UVI արժեքին:

Քայլ 9: Պատկերասրահ

Քայլ 10: Վարկեր

• Կառլոս Օրթս ՝
• Arduino ֆորում.
• Էլեկտրոնիկայի մեկնարկ.
• U8g2lib:
• Առողջապահության համաշխարհային կազմակերպություն, ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինդեքս ՝