UltraV: хэт ягаан туяаны индекс бүхий зөөврийн тоолуур: 10 алхам (зурагтай)

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Арьсны өвчний улмаас өөрийгөө наранд ил гаргах боломжгүй байсан тул далайн эрэг дээр өнгөрөөсөн цагаа хэт ягаан туяаны тоолуур бүтээхэд зориулав. UltraV.

Энэ нь Arduino Nano rev3 дээр бүтээгдсэн бөгөөд хэт ягаан туяаны мэдрэгч, 3в батерейны хүчдэлийг нэмэгдүүлэх DC/DC хөрвүүлэгч, жижиг OLED дэлгэцтэй. Хэт ягаан туяаны индексийг ямар ч үед, хаана ч хамаагүй мэдэж байхын тулд үүнийг зөөврийн байлгах нь миний гол зорилго байсан.

Алхам 1: эд анги ба бүрэлдэхүүн хэсгүүд

• Микроконтроллер Arduino Nano rev.3
• ML8511 хэт ягаан туяаны мэдрэгч
• 128 × 64 OLED diplay (SSD1306)
• MT3608 DC-DC алхам
• CR2 батерей
• CR2 батерейны эзэмшигч
• солих
• хаалтны хайрцаг

Алхам 2: Мэдрэгч

ML8511 (Lapis Semiconductors) нь хэт ягаан туяаны мэдрэгч бөгөөд хэт ягаан туяаны эрчимийг дотор болон гадаа олж авахад тохиромжтой. ML8511 нь дотоод өсгөгчөөр тоноглогдсон бөгөөд хэт ягаан туяаны хүчнээс хамааран гэрэл гүйдлийг хүчдэл болгон хувиргадаг. Энэхүү өвөрмөц онцлог нь ADC гэх мэт гадаад хэлхээнд хялбар интерфэйсийг санал болгодог. Цахилгаан унтраах горимд ердийн зогсолтын гүйдэл 0.1μA байдаг тул батерейны ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.

Онцлог:

• Хэт ягаан туяа, хэт ягаан туяанд хэт мэдрэмтгий фотодиод
• Суулгасан үйлдлийн өсгөгч
• Аналог хүчдэлийн гаралт
• Бага хангамжийн гүйдэл (300μA төрөл) ба бага зогсолтын гүйдэл (0.1μA төрөл.)
• Жижиг, нимгэн гадаргуутай холбох багц (4.0mm x 3.7mm x 0.73mm, 12 зүү керамик QFN)

Харамсалтай нь надад мэдрэгчийг хамгаалах хэт ягаан туяаны тунгалаг материал олох боломж олдсонгүй. Миний туршсан бүх төрлийн ил тод бүрхүүл (хуванцар, шил гэх мэт) нь хэт ягаан туяаны хэмжилтийг сулруулж байв. Илүү сайн сонголт бол кварцын хайлуулсан цахиурын шил юм, гэхдээ би боломжийн үнээр олоогүй байгаа тул мэдрэгчийг хайрцгийн гадна, задгай агаарт үлдээхээр шийдлээ.

Алхам 3: Үйл ажиллагаа

Хэмжилт хийхийн тулд төхөөрөмжийг асаагаад нарны цацрагийн чиглэлтэй зэрэгцүүлэн хэдэн секундын турш нар руу чиглүүл. Дараа нь дэлгэц дээр үзээрэй: зүүн талд байгаа индекс үргэлж шуурхай хэмжигдэхүүнийг харуулдаг (200 мс тутамд нэг), харин баруун талд байгаа уншилт нь энэ сессийн явцад авсан хамгийн их уншилт юм: энэ бол танд хэрэгтэй зүйл юм.

Дэлгэцийн зүүн доод хэсэгт хэт ягаан туяаны индексийг хэмжих ДЭМБ-ын эквивалент нэрсийг (ДОО, ДУНД, ДЭЭД, ДЭЭД, ӨНДӨР, Хэт их) мэдээлсэн болно.

Алхам 4: Зайны хүчдэл ба унших

Би CR2 батерейг хэмжээ, багтаамжаараа (800 мАч) сонгож авдаг. Би UltraV -ийг зуны турш ашигласан бөгөөд батерей нь 2.8 вольт уншдаг хэвээр байгаа тул сонголтоо хийхдээ сэтгэл хангалуун байна. Ажиллаж байх үед хэлхээ нь 100 мА орчим урсдаг боловч уншилтын хэмжилт хэдхэн секундээс хэтрэхгүй. Батерейны нэрлэсэн хүчдэл 3v тул би хүчдэлийг 9 вольт хүртэл нэмэгдүүлэхийн тулд DC-DC алхам хөрвүүлэгчийг нэмж Вин зүүтэй холбосон.

Батерейны хүчдэлийг дэлгэц дээр харуулахын тулд би аналог оролт (A2) ашигласан. Arduino аналог оролтыг 0 -ээс 5V хооронд тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг хэмжихэд ашиглаж болох боловч энэ техникийг тохируулах шаардлагатай. Тохируулга хийхийн тулд танд мультиметр хэрэгтэй болно. Эхлээд хэлхээгээ эцсийн батарейгаар (CR2) асааж, компьютерийн USB тэжээлийг бүү ашигла; зохицуулагчаас Arduino дээрх 5V -ийг хэмжих (Arduino 5V зүү дээр байгаа): энэ хүчдэл нь анхдагчаар Arduino ADC лавлах хүчдэлд ашиглагддаг. Одоо хэмжсэн утгыг ноорог дээр дараах байдлаар оруулна уу (би 5.023 уншсан гэж бодъё):

хүчдэл = ((урт) нийлбэр / (урт) NUM_SAMPLES * 5023) / 1024.0;

Ноорог дээр би хүчдэлийн хэмжилтийг дунджаар 10 гаруй дээжээр авч байна.

Алхам 5: Схем ба холболтууд

Алхам 6: Програм хангамж

Дэлгэцийн хувьд би ийм төрлийн OLED дэлгэцийн хувьд маш уян хатан, хүчирхэг U8g2lib -ийг ашигласан бөгөөд энэ нь өргөн фонт, сайн байршуулах функцийг сонгох боломжийг олгодог.

ML8511 -ээс авсан хүчдэлийн уншилтын талаар би ADC хөрвүүлэгчийн суурь болгон 3.3v Arduino лавлах зүү (1%дотор нарийвчлалтай) ашигласан. Тиймээс 3.3V зүү дээр дижитал хөрвүүлэлтийн аналог хийж (A1-д холбосноор), дараа нь энэ уншилтыг мэдрэгчийн уншилттай харьцуулснаар бид VIN ямар ч байсан хамаагүй үнэн бодит уншилтыг гаргаж авах боломжтой болно. 3.4 В -оос дээш байвал).

int uvLevel = averageAnalogRead (UVOUT); int refLevel = дундажAnalogRead (REF_3V3);

Бүтэн кодыг дараах линкээс татаж авна уу.

Алхам 7: Хаалттай хайрцаг

Худалдааны хуванцар хайрцган дээрх тэгш өнцөгт дэлгэцийн цонхыг гараар огтлох талаар хэд хэдэн (муу) туршилт хийсний дараа би үүнийг өөрөө хийхээр шийдсэн. Тиймээс, CAD програмын тусламжтайгаар би хайрцгийг зохион бүтээсэн бөгөөд үүнийг аль болох бага байлгахын тулд би CR2 батерейг ар талд нь суулгасан (зайны хайрцгийг өөрөө наасан).

Дараах линкээс хавтасны STL файлыг татаж авна уу.

Алхам 8: Ирээдүйн сайжруулалтууд

• Хэт ягаан туяаны спектрометр ашиглан бодит цагийн хэт ягаан туяаны индексийг янз бүрийн нөхцөлд хэмжих (хэт ягаан туяаны спектрометр нь маш үнэтэй);
• ML8511 гаралтыг Arduino микроконтроллероор нэгэн зэрэг бүртгэх;
• ML8511 гаралтыг олон төрлийн агаар мандлын нөхцөлд бодит цагийн UVI бодит утгатай холбох алгоритмыг бичнэ үү.

Алхам 9: Зургийн галлерей

Алхам 10: Зээл

• Карлос Ортс:
• Arduino форум:
• Электроникийг эхлүүлэх:
• U8g2lib:
• Дэлхийн эрүүл мэндийн байгууллага, хэт ягаан туяаны индекс: