جهاز حديث لقياس مؤشر الأشعة فوق البنفسجية ، باستخدام مستشعر VEML6075 و Little Buddy Talker: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

قادم الصيف! الشمس مشرقة وهذا شيء عظيم.

ولكن مع ازدياد كثافة الأشعة فوق البنفسجية ، يصاب الناس مثلي بالنمش ، والجزر البنية الصغيرة تسبح في بحر من الجلد الأحمر ، وحروق الشمس ، والحكة.

إن القدرة على الحصول على معلومات في الوقت الفعلي متاحة حول شدة ضوء الأشعة فوق البنفسجية الذي يصل بشرتك من شأنه أن يرفع الوعي ويقلل من خطر تلف الجلد. فلماذا لا نبني جهازًا بسيطًا لهذا الغرض؟ قررت استخدام مستشعر الأشعة فوق البنفسجية VEML6075 الذي يسمح بقياس كل من الأشعة فوق البنفسجية - أ و الأشعة فوق البنفسجية - ب ، وبالتالي إعطاء قيم أكثر دقة من العديد من المستشعرات الأخرى المتاحة (انظر الخطوة الأخيرة للحصول على التفاصيل). والأشعة فوق البنفسجية - باء هي الجزء الخطير ، لكن كيف تقدم القيم المقاسة؟ تعد أشرطة LED وشاشات OLED لطيفة ، ولكنها ليست عملية للغاية في ضوء الشمس الساطع. التواصل اللفظي هو طريقتنا اليومية لنقل المعلومات ، ولكن حتى الآن من الصعب استخدامها في مشاريع وحدات التحكم الدقيقة. الخيار الجديد هو "Little Buddy Talker" (LBT) ، وهو كسر صغير يحتوي على شريحة بها 254 كلمة ويمكنها "التحدث" عبر موصل سماعة الرأس. يتم تعريف كل كلمة من خلال عنوان ، في الأساس رقم ، ومن السهل جدًا السماح لـ LBT بالتحدث في جمل. لمزيد من المهام المعقدة ، يمكنك استخدام مكتبة Arduino "Word100" للتحكم في LBT.

يتكون الجهاز الموصوف في ما يلي من مستشعر VEML6075 و Arduino و Little Buddy Talker ، وهو سهل الإعداد ويمكن تشغيله بواسطة حزمة طاقة USB أو بطاريات ، اعتمادًا على وحدة التحكم الدقيقة المستخدمة.

إذا كنت تفضل الاحتفاظ بخصوصية معلومات مؤشر الأشعة فوق البنفسجية ، فاستخدم سماعات الرأس. قد يكون مكبر الصوت الصغير الذي يعمل بالبطارية حلاً جيدًا للمدارس أو رياض الأطفال أو الأماكن العامة الأخرى ، وأود أن أذكر مشروع Kickstarter المستمر لـ Big Buddy Talker ، والذي يحتوي على أكثر من 1000 كلمة.

ولا تنسى وضع كريم واقي من الشمس

الخطوة 1: المواد المطلوبة

اختراق مستشعر VEML6075 للأشعة فوق البنفسجية A & B - حصلت على منجم من Aliexpress مقابل حوالي 10 دولارات أمريكية

5V -> 3V المستوى شيفتر - مطلوب لأن VEML6075 لديه منطق 3V. كانت متوفرة مقابل بضعة دولارات / يورو.

Little Buddy Talker - متاح من www.engineeringshock.com بسعر 25 دولارًا كنديًا

متحكم دقيق متوافق مع Arduino Uno - لقد استخدمت MonkMakesDuino ، ولكن يجب أن يعمل أي إصدار

الكابلات اللوح والطائر

مكبر الصوت و / أو سماعات الرأس - حسب التطبيق الخاص بك

حزمة طاقة USB في يوم مشمس!

الخطوة 2: التجميع والاستخدام

يعد تشغيل الجهاز وتشغيله أمرًا بسيطًا جدًا:

• ضع Arduino ، ومبدل المستوى ، واختراق VEML6075 و Little Buddy Talker على لوح التجارب.
• استخدم أحد قضبان الطاقة على لوح الخبز لـ 3 فولت وواحد لـ 5 فولت ، وقم بتوصيلهما بمنافذ الأرض و 3 فولت و 5 فولت في Arduino.
• قم بتوصيل منافذ الطاقة لمحول المستوى بقضبان الطاقة المناسبة
• قم بتوصيل منفذي بيانات على الجانب 5 فولت من ناقل المستوى بمنافذ SDA (A4) و SDA (A5) في Arduino
• قم بتوصيل منافذ البيانات المقابلة على الجانب 3V بمنافذ SCL و SDA للمستشعر
• قم بتوصيل منافذ GND و VCC الخاصة بالمستشعر بالأرضي و 3 فولت
• قم بتوصيل LBT بـ Arduino والطاقة: LBT 5V إلى 5V ، LBT GD بالأرض ، LBT DI إلى Arduino 11 ، LBT SC إلى Arduino 13 ، LBT CS إلى Arduino 10

قم بتثبيت مكتبات البرامج المطلوبة في IDE. يمكن العثور على مكتبة "VEML7065" التي استخدمتها عند 14core (انظر الخطوة التالية). مطلوب "سلك" لاتصال I2C مع المستشعر ، "SPI" للتواصل مع Little Buddy Talker عبر SPI.

قم بتشغيل البرنامج النصي المقدم (انظر الخطوة التالية).

يتم عرض قيم مؤشر UV Raw و UV-A و UV-B ومعلومات أخرى على الشاشة التسلسلية.

يتم "نطق" مؤشر الأشعة فوق البنفسجية المقاس بواسطة LBT. يقوم VEML6075 بحساب مؤشر الأشعة فوق البنفسجية دقيقًا للغاية ، ولكن نظرًا لأن "النقطة" مفقودة في مجموعة كلمات LBT ، يتم إعطاء القيم على النحو التالي: "المستوى" - القيمة (كرقم كامل ، "صفر" إلى "اثني عشر") - "مرتفع" / "منخفض" (إذا كان الباقي أعلى أو أقل من 0.5) ، والذي يجب أن يكون جيدًا بما يكفي لمعظم التطبيقات.

يمكنك تغيير البرنامج النصي لتغيير عدد مرات إجراء القياسات وما يتم قياسه وإرساله إلى الشاشة التسلسلية. مع القليل من البرمجة ، يمكنك حتى تحديد مستويات العتبة لـ "تحذير" (LBT: 148 / 0x94) ، "تنبيه" (LBT: 143 / 0x8f) أو "إنذار" (LBT: 142 / 0x8e).

لقياس الحد الأقصى لمستوى الأشعة فوق البنفسجية ، عليك توجيه المستشعر مباشرة إلى الشمس

الخطوة 3: البرنامج النصي

النص عبارة عن تجميع لأعمال آخرين أود أن أشكرهم.

لقد استخدمت البرنامج النصي VEML6075 المأخوذ من 14core ، https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/ ، حيث يمكنك أيضًا تنزيل مكتبة VEML6075 المطلوبة.

سيكون الخيار الآخر هو البرنامج النصي والمكتبة بواسطة schizobovine:

يأخذ البرنامج النصي الخاص بي قياسًا ، ويقوم قليلاً من تفسير الأرقام ويخبر Little buddy Talker بالكلمات التي يجب التحدث بها. نظرًا لأن كل كلمة من 254 كلمة في LBT تحتوي على رقم فهرس ، على سبيل المثال 209 أو 0xd1 لـ "المستوى" ، عليك فقط إرسال هذه الأرقام. فيما يتعلق بقيم مؤشر الأشعة فوق البنفسجية (من 0 إلى 12) ، فقد استخدمت وظيفة "الخريطة" لـ "ترجمة" القيم إلى الكلمات "صفر" (54 ، 0x 36) حتى "اثني عشر" (66 ، 0x42).

كما ذكرنا سابقًا ، تُعطى قيمة مؤشر الأشعة فوق البنفسجية عند 4.3 كـ "أربعة منخفضة" و 5.7 على أنها "ارتفاع خمسة".

إذا كنت ترغب في تحسين النص ، يرجى إلقاء نظرة على قائمة الكلمات المرفقة الواردة في LBT.

الخطوة 4: التوقعات

مع القليل من الجهد الإضافي ، يجب أن تكون قادرًا على وضع كل القطع في صندوق صغير يسمح بقياس مؤشر الأشعة فوق البنفسجية أينما ذهبت: أثناء التزلج أو الرحلات أو ركوب الدراجات أو التنزه أو على الشاطئ.

هناك خيار آخر يتمثل في وضع المستشعر على قبعة أو غطاء ووضع الصندوق مع الإلكترونيات في مكان آخر.

أو لإنشاء برنامج نصي يقدر الجرعة التراكمية للأشعة فوق البنفسجية التي تلقيتها ويخبرك متى يجب أن تغادر إلى الظل.

لكن لا تنس أبدًا: استخدم واقٍ من الشمس !!!

الخطوة 5: الروابط والمعلومات الإضافية

تجد أدناه روابط لمشاريع مماثلة ومزيد من المعلومات حول هذا الموضوع:

يعد مقياس الأشعة فوق البنفسجية DIY مع Arduino وشاشة Nokia 5110 - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With … - تعليمات لطيفة للغاية باستخدام المزيد من المكونات اليومية ، كما أنه يوفر الكثير من المعلومات الأساسية.

الصيف قادم! Let's DIY a Carry-on UV Detector - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - يصف حلاً رائعًا للهاتف المحمول في صندوق به شريط LED كمؤشر. يعتمد على منصة Seed Grove باستخدام جهاز استشعار الضوء SI1145. لا يقيس هذا المستشعر الأشعة فوق البنفسجية في الواقع ولكنه يحسب مؤشر الأشعة فوق البنفسجية من شدة الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء.

تم العثور على مشروع آخر يستخدم تفشي SI1145 في Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou … - يقدم حل Adafruit الكامل المعتاد. لديهم حتى "Flora" من إصدار المستشعر الذي يمكنك تثبيته على القماش.

تقدم Adafruit (وغيرها) أيضًا اختراقات لمستشعر VEML6070. يقيس هذا المستشعر الأشعة فوق البنفسجية في الواقع ، ولكنه يمنحك قيم قياس دقيقة ، ولكن ليس من السهل تفسير مؤشر الأشعة فوق البنفسجية.

يوجد الكثير من المعلومات العامة على موقع EPA Sunsafety الإلكتروني ، على سبيل المثال على الموقع:

يمكن العثور على ورقة البيانات الخاصة بـ VEML6075 هنا:

وأود أن أوصي بإلقاء نظرة على ورقة التطبيق التالية التي تقدم الكثير من المعلومات الأساسية ومن أين التقطت صور الأطياف: https://www.vishay.com/docs/84339/designingveml607 …