Портативный люксметр: 7 шагов (с фотографиями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Этот проект посвящен созданию портативного люксметра. Его можно использовать в школах, где дети могут измерять различные источники света.

Функции:

1. Измерьте интенсивность света в люксах.

2. Рассчитайте солнечное излучение от люкс до ватт / м2 (коэффициент 112).

3. зарядка аккумулятора через USB-порт

Общая стоимость без футляра составляет около 13 $. Люксметру требуется 15 мА, поэтому он проработает долгое время от одного Li-Ion аккумулятора.

Шаг 1: спецификация

Для проекта вам понадобятся следующие компоненты (партнерские ссылки, если хотите меня поддержать):

Arduino Pro Mini 5 В

Ссылка

MAX44009

• Широкий диапазон от 0,045 до 188000 люкс VCC = 1,7–3,6 В ()
• ICC = 0,65 мкА рабочий ток
• Диапазон температур от -40 ° C до + 85 ° C
• Ссылка

OLED-дисплей

• Размер диагонали экрана ： 0,96 дюйма
• Количество пикселей ： 128 x 64

• Глубина цвета ： Монохромный (желтый и синий)
• Размер ： 27,8 x 27,3 x 4,3 мм
• Рабочее напряжение: 3,3 ~ 5 В постоянного тока
• Мощность: 0,06 Вт
• Максимальный угол обзора:> 160 градусов
• Режим работы ： 1/32 Яркость (кд / м2) ： 150 (ном.) При 5 В
• Интерфейс ： I2C
• Ссылка

TP4056

• нужен USB-кабель для микро-USB для зарядки
• вход 5В

Ссылка

Литий-ионный аккумулятор

• 3 - 4,2 Вольт
• Ссылка

18650 держатель

Ссылка

Перемычка переключателя

Ссылка

Кабели и заголовок

• от женщины к женщине
• женский и мужской заголовок
• Ссылка на кабели
• Ссылка на заголовки контактов

Шаг 2: Схема

Вам, конечно же, понадобится 5V Arduino для питания его от литий-ионного аккумулятора (4, 2 В!)

Подключения:

Arduino - MAX44009 (то же для OLED-дисплея)

A4 - ПДД

A5 - SCL

VCC - VIN

GND - GND

TP4056 - Arduino Pro Mini OUT + - VCC

Arduino - аккумулятор

VCC - плюс терминал (макс. 5 В для Arduino 5 В)

Arduino - перемычка переключателя

GND - первый переключатель

TP4056 - переключатель перемычки

OUT - - второй переключатель

Аккумулятор - перемычка переключателя

минусовая клемма - первый и второй переключатель

Шаг 3: Код

#включают

#include #include

#включают

#include "MAX44009.h"

MAX44009 Люкс (0x4A);

float lux; плавающие ватты; // OLED-дисплей TWI-адрес #define OLED_ADDR 0x3C Adafruit_SSD1306 display (-1); // перезапуск отображения с помощью кнопки сброса на arduino void setup () {Lux. Begin (0, 188000); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); display.clearDisplay (); display.display (); // отображаем строку текста display.setTextSize (1); display.setTextColor (БЕЛЫЙ); display.setFont (& FreeSerif9pt7b); display.setCursor (1, 15); display.print («MAX44009»); display.display (); } void loop () {люкс = Lux. GetLux (); // получить люкс ватт = Lux. GetWpm (); // получаем ватт / м2, только для источника СОЛНЦА display.fillRect (1, 20, 100, 100, ЧЕРНЫЙ); // создаем черный прямоугольник на позиции значений display.setCursor (1, 40); display.print (люкс); display.setCursor (80, 40); display.print («люкс»); display.setCursor (1, 60); display.print (Вт); display.setCursor (80, 60); display.print («Вт / м»); display.setCursor (115, 55); display.print («2»); display.display (); задержка (1000); }

Шаг 4: припой

Я создаю на макетной плате разъем для Arduino Pro Mini и контакты для подключения других вещей. Еще я строю простой корпус из фанеры. Для крепления дисплея к двери, а также для стыков используйте пластиковый провод с застежкой-молнией.

Шаг 5: зарядка

Монтирую модуль зарядки - TP4056 к люксметру. Красный свет показывает зарядку, синий свет не подключен usb-кабель (micro usb). С помощью перемычки я могу включать / выключать зарядку.

Шаг 6: Официальный план урока

1. Учитель опишет, что такое люкс, ватт, и опишет, как работать с люксметром.

2. Студентам будет предложено измерить люкс:

a, выберите источники света и измерьте расстояние от источника с помощью измерителя длины

б, измерьте интенсивность источника света

c, запишите все значения в таблицу.

Шаг 7: собственное измерение

1. Уличный светильник дает 5-25 люкс, вероятно, в зависимости от высоты источника света.
2. Дневной свет дает 80 000 - 100 000 люкс, в зависимости от угла между датчиком и солнечными лучами.
3. Солнце под облаками в солнечный день 15 000 люкс
4. ЖК-монитор дает 78 люкс (расстояние 0 см), 63 люкс (10 см), 50 люкс (20 см)
5. смартфон 60 люкс (0 см)
6. в помещении в солнечный день задвинутые жалюзи 60 люкс

Для расчета ватт / м2 вам необходимо знать световую отдачу (в люменах на ватт).

Для Солнца это около 110 люмен / Вт (в горизонтальной плоскости), 96 люмен / Вт (при прямых лучах Солнца).

Так что для Sun я получаю прямую интенсивность 700-900 Вт / м2.

Калькулятор люкс в ватт / м2