Một thiết bị đo chỉ số UV biết nói, sử dụng cảm biến VEML6075 và Little Buddy Talker: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Mùa hè sắp đến! Mặt trời đang chiếu sáng! Thật là tuyệt.

Nhưng khi bức xạ tia cực tím (UV) ngày càng gay gắt hơn, những người như tôi bị tàn nhang, những hòn đảo nhỏ màu nâu bơi trong biển đỏ, cháy nắng và ngứa da.

Có thể cung cấp thông tin theo thời gian thực về cường độ của tia UV đến làn da của bạn sẽ nâng cao nhận thức và giảm nguy cơ tổn thương da. Vậy tại sao không chế tạo một thiết bị đơn giản cho mục đích này? Tôi quyết định sử dụng cảm biến UV VEML6075 cho phép đo cả UV-A và UV-B, từ đó đưa ra các giá trị chính xác hơn so với nhiều cảm biến khác có sẵn (xem bước cuối cùng để biết chi tiết). Và UV-B là phần nguy hiểm, nhưng làm thế nào để trình bày các giá trị đo được? Thanh LED và màn hình OLED rất đẹp, nhưng không quá thực tế trong điều kiện ánh nắng chói chang. Giao tiếp bằng lời nói là cách truyền thông tin hàng ngày của chúng ta, nhưng cho đến nay chúng ta vẫn khó sử dụng nó trong các dự án vi điều khiển. Một tùy chọn mới là "Little Buddy Talker" (LBT), một đột phá nhỏ có chứa một con chip với 254 từ và có thể 'nói' chúng thông qua đầu nối tai nghe. Mỗi từ được xác định bằng một địa chỉ, về cơ bản là một số, và rất dễ dàng để LBT nói thành câu. Đối với các tác vụ phức tạp hơn, bạn có thể sử dụng thư viện Arduino "Word100" để điều khiển LBT.

Thiết bị được mô tả trong phần sau bao gồm một điểm đột phá cảm biến VEML6075, Arduino và Little Buddy Talker, rất dễ thiết lập và có thể được cấp nguồn bằng bộ nguồn USB hoặc pin, tùy thuộc vào bộ vi điều khiển được sử dụng.

Nếu bạn muốn giữ bí mật thông tin chỉ số UV, hãy sử dụng tai nghe. Một chiếc loa nhỏ chạy bằng pin có thể là một giải pháp tốt cho trường học, nhà trẻ hoặc những nơi công cộng khác.

Và đừng quên thoa kem chống nắng nhé

Bước 1: Vật liệu cần thiết

VEML6075 UV A&B cảm biến đột phá - Tôi đã nhận được của tôi từ Aliexpress với giá khoảng 10 đô la Mỹ

Bộ dịch mức 5V -> 3V - bắt buộc vì VEML6075 có logic 3V. Chúng có sẵn với giá vài $ / €.

Little Buddy Talker - có trên www.engineeringshock.com với giá 25 CA $

Bộ vi điều khiển tương thích Arduino Uno - Tôi đã sử dụng MonkMakesDuino, nhưng bất kỳ phiên bản nào cũng hoạt động

Breadboard và cáp jumper

Loa và / hoặc điện thoại đeo đầu - tùy thuộc vào ứng dụng của bạn

Bộ nguồn USB Một ngày nắng đẹp!

Bước 2: Lắp ráp và sử dụng

Để khởi động và chạy thiết bị khá đơn giản:

• đặt Arduino, bộ chuyển đổi cấp độ, đột phá VEML6075 và Little Buddy Talker trên bảng mạch của bạn.
• Sử dụng một trong các thanh nguồn trên bảng mạch bánh mì cho 3V và một đường dây cho 5V, kết nối chúng với mặt đất, các cổng 3V và 5V của Arduino của bạn.
• kết nối các cổng nguồn của bộ dịch chuyển mức với các đường ray điện thích hợp
• kết nối hai cổng dữ liệu ở phía 5V của bộ chuyển mức với các cổng SDA (A4) và SDA (A5) của Arduino
• kết nối các cổng dữ liệu tương ứng ở phía 3V với các cổng SCL và SDA của cảm biến
• kết nối các cổng GND và VCC của cảm biến với Ground và 3V
• kết nối LBT với Arduino và nguồn: LBT 5V đến 5V, LBT GD nối đất, LBT DI với Arduino 11, LBT SC với Arduino 13, LBT CS với Arduino 10

Cài đặt các thư viện phần mềm cần thiết trong IDE. Thư viện "VEML7065" mà tôi đã sử dụng có thể được tìm thấy ở 14core (xem bước tiếp theo). "Dây" là cần thiết cho giao tiếp I2C với cảm biến, "SPI" để giao tiếp với Little Buddy Talker qua SPI.

Chạy tập lệnh được cung cấp (xem bước tiếp theo).

Giá trị chỉ số UV Raw, UV-A, UV-B và UV và các thông tin khác được hiển thị trên màn hình nối tiếp.

Chỉ số UV đo được được "nói" bởi LBT. VEML6075 đang tính toán chỉ số UV rất chính xác, nhưng vì "điểm" bị thiếu trong tập hợp các từ của LBT, các giá trị được đưa ra là: "cấp" - giá trị (dưới dạng số nguyên, "không" đến "mười hai") - "high" / "low" (nếu phần còn lại trên hoặc dưới 0,5), đủ tốt cho hầu hết các ứng dụng.

Bạn có thể thay đổi tập lệnh để thay đổi tần suất thực hiện các phép đo và những gì được đo và gửi đến màn hình nối tiếp. Với một chút lập trình, bạn thậm chí có thể xác định các mức ngưỡng cho "cảnh báo" (LBT: 148 / 0x94), "cảnh báo" (LBT: 143 / 0x8f) hoặc "báo động" (LBT: 142 / 0x8e).

Để đo mức UV tối đa, bạn phải hướng cảm biến trực tiếp vào mặt trời

Bước 3: Tập lệnh

Nói chung, kịch bản là sự tổng hợp công việc của những người khác mà tôi muốn cảm ơn.

Tôi đã sử dụng tập lệnh VEML6075 được lấy từ 14core, https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/, nơi bạn cũng có thể tải xuống thư viện VEML6075 cần thiết.

Một tùy chọn khác sẽ là tập lệnh và thư viện của schizobovine:

Về cơ bản, kịch bản của tôi có một phép đo, giải thích một chút về con số và cho Little buddy Talker biết nên nói từ nào. Vì mọi từ trong số 254 từ trên LBT đều có số chỉ mục, ví dụ: 209 hoặc 0xd1 cho "cấp độ", bạn chỉ cần gửi những số này. Liên quan đến các giá trị chỉ số UV (0 đến 12), tôi đã sử dụng chức năng 'bản đồ' để 'dịch' các giá trị thành từ "không" (54, 0x 36) cho đến "mười hai" (66, 0x42).

Như đã đề cập trước đây, giá trị chỉ số UV là 4,3 được cho là "bốn mức thấp" và 5,7 là "năm mức cao".

Nếu bạn muốn tối ưu hóa script, vui lòng xem danh sách các từ có trong LBT đính kèm.

Bước 4: Outlook

Với một chút nỗ lực nữa, nó sẽ có thể đặt tất cả các mảnh vào một chiếc hộp nhỏ cho phép đo chỉ số UV ở bất cứ nơi nào bạn đi: khi trượt tuyết, đi bộ xuyên rừng, đi xe đạp, đi dã ngoại hoặc ở bãi biển.

Một tùy chọn khác sẽ là đặt cảm biến trên mũ hoặc mũ lưỡi trai và đặt hộp cùng với các thiết bị điện tử ở nơi khác.

Hoặc để xây dựng một kịch bản ước tính liều UV tích lũy bạn đã nhận được và cho bạn biết khi nào bạn nên rời khỏi bóng tối.

Nhưng đừng bao giờ quên: Sử dụng kem chống nắng !!!

Bước 5: Liên kết và thông tin bổ sung

Dưới đây, bạn tìm thấy các liên kết đến các dự án tương tự và thông tin thêm về chủ đề:

Máy đo UV Tự làm Với Arduino và Màn hình Nokia 5110 - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With… - là một công cụ hướng dẫn rất hay bằng cách sử dụng nhiều thành phần hàng ngày hơn và cũng cung cấp nhiều thông tin cơ bản.

Mùa hè đang đến! Hãy tự làm một máy dò UV mang theo - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - mô tả một giải pháp di động tốt trong một hộp có thanh LED làm chỉ báo. Nó dựa trên nền tảng Seed Grove sử dụng đột phá với cảm biến ánh sáng SI1145. Cảm biến này không thực sự đo UV mà tính toán chỉ số UV từ cường độ ánh sáng có thể nhìn thấy và IR.

Một dự án khác sử dụng ổ dịch SI1145 được tìm thấy tại Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - cung cấp giải pháp Adafruit hoàn chỉnh thông thường. Họ thậm chí còn có một "Flora" của phiên bản cảm biến mà bạn có thể sửa chữa trên vải.

Adafruit (và những người khác) cũng đang cung cấp các đột phá cho cảm biến VEML6070. Cảm biến này thực sự đo UV, nhưng sẽ cung cấp cho bạn các giá trị đo chính xác, nhưng không phải là chỉ số UV dễ hiểu.

Rất nhiều thông tin chung được tìm thấy trên trang web của EPA Sunsafety, ví dụ: tại:

Bảng dữ liệu cho VEML6075 có thể được tìm thấy tại đây:

Và tôi khuyên bạn nên xem tờ đơn đăng ký sau cung cấp nhiều thông tin cơ bản và từ đó tôi đã chụp ảnh quang phổ: