Говорящее устройство для измерения УФ-индекса с использованием датчика VEML6075 и Little Buddy Talker: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Приближается лето! Солнце светит! И это здорово.

Но по мере того, как ультрафиолетовое (УФ) излучение становится все более интенсивным, у таких людей, как я, появляются веснушки, маленькие коричневые островки, плавающие в море красной, загорелой и зудящей кожи.

Возможность получать в режиме реального времени информацию об интенсивности УФ-излучения, попадающего на вашу кожу, повысит осведомленность и снизит риск повреждения кожи. Так почему бы не создать для этой цели простое устройство? Я решил использовать УФ-датчик VEML6075, который позволяет измерять как УФ-А, так и УФ-В, и тем самым дает более точные значения, чем многие другие доступные датчики (подробности см. На последнем шаге). И УФ-В - опасная часть. Но как представить измеренные значения? Светодиодные полосы и OLED-дисплеи хороши, но не слишком практичны при ярком солнечном свете. Вербальное общение - это наш повседневный способ передачи информации, но пока сложно использовать его в проектах микроконтроллеров. Новой опцией является «Little Buddy Talker» (LBT), небольшой прорыв, который содержит чип с 254 словами и может «произносить» их через разъем для наушников. Каждое слово определяется адресом, в основном числом, и очень легко позволить LBT говорить предложениями. Для более сложных задач вы можете использовать библиотеку «Word100» Arduino для управления LBT.

Устройство, описываемое ниже, состоит из разъема датчика VEML6075, Arduino и Little Buddy Talker, очень легко настраивается и может питаться от блока питания USB или батарей, в зависимости от используемого микроконтроллера.

Если вы предпочитаете сохранять конфиденциальность информации об УФ-индексе, используйте наушники. Небольшой динамик с батарейным питанием может быть хорошим решением для школ, детских садов или других общественных мест. Я хотел бы упомянуть текущий проект Kickstarter для Big Buddy Talker, который содержит более 1000 слов.

И не забудьте нанести солнцезащитный крем

Шаг 1. Необходимые материалы

VEML6075 UV датчик A&B - я купил свой на Aliexpress примерно за 10 долларов США

Переключатель уровня 5V -> 3V - требуется, поскольку VEML6075 имеет логику 3V. Они доступны за несколько долларов / евро.

Little Buddy Talker - доступен на сайте www.engineeringshock.com за 25 канадских долларов

Микроконтроллер, совместимый с Arduino Uno - я использовал MonkMakesDuino, но любая версия должна работать

Макетная плата и соединительные кабели

Динамик и / или наушники - в зависимости от вашего приложения

Блок питания USB Солнечный день!

Шаг 2: сборка и использование

Чтобы запустить устройство, довольно просто:

• поместите Arduino, переключатель уровня, коммутационный модуль VEML6075 и Little Buddy Talker на макетную плату.
• Используйте одну из шин питания на макетной плате для 3 В и одну для 5 В, соедините их с портами заземления, 3 В и 5 В вашего Arduino.
• подключите силовые порты переключателя уровня к соответствующим силовым шинам
• подключите два порта данных на стороне 5 В переключателя уровня к портам SDA (A4) и SDA (A5) на Arduino
• соедините соответствующие порты данных на стороне 3 В с портами SCL и SDA датчика
• Подключите порты GND и VCC датчика к земле и 3V
• подключите LBT к Arduino и подайте питание: LBT 5V на 5V, LBT GD на землю, LBT DI на Arduino 11, LBT SC на Arduino 13, LBT CS на Arduino 10

Установите необходимые программные библиотеки в IDE. Библиотеку "VEML7065", которую я использовал, можно найти по адресу 14core (см. Следующий шаг). «Wire» требуется для связи I2C с датчиком, «SPI» для связи с Little Buddy Talker через SPI.

Запустите предоставленный сценарий (см. Следующий шаг).

Значения UV Raw, UV-A, UV-B и UV-индекса и другая информация отображаются на серийном мониторе.

Измеренный УФ-индекс «говорит» LBT. VEML6075 очень точно вычисляет УФ-индекс, но поскольку в наборе слов LBT отсутствует «точка», значения даются как: «уровень» - значение (целое число, от «нуля» до «двенадцать») - «высокий» / «низкий» (если остаток выше или ниже 0,5), которого должно быть достаточно для большинства приложений.

Вы можете изменить сценарий, чтобы изменить частоту выполнения измерений и то, что измеряется и отправляется на последовательный монитор. Немного запрограммировав, вы даже можете определить пороговые уровни для «предупреждения» (LBT: 148 / 0x94), «предупреждения» (LBT: 143 / 0x8f) или «сигнала тревоги» (LBT: 142 / 0x8e).

Чтобы измерить максимальный уровень УФ-излучения, вы должны направить датчик прямо на солнце

Шаг 3: сценарий

В значительной степени этот сценарий является компиляцией работ других, которых я хотел бы поблагодарить.

Я использовал скрипт VEML6075, взятый из 14core, https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/, где вы также можете скачать необходимую библиотеку VEML6075.

Другой вариант - скрипт и библиотека от schizobovine:

Мой сценарий в основном измеряет, немного интерпретирует числа и говорит Маленькому приятелю-говорящему, какие слова говорить. Поскольку каждое из 254 слов LBT имеет порядковый номер, например 209 или 0xd1 для «уровня», вам просто нужно отправить эти числа. Что касается значений УФ-индекса (от 0 до 12), я использовал функцию 'map', чтобы 'перевести' значения в слова «ноль» (54, 0x 36) до «двенадцать» (66, 0x42).

Как упоминалось ранее, значение УФ-индекса 4,3 дается как «четыре минимальных», а 5,7 - как «пять высоких».

Если вы хотите оптимизировать скрипт, просмотрите прилагаемый список слов, содержащихся в LBT.

Шаг 4: Outlook

Приложив немного дополнительных усилий, он сможет поместить все детали в крошечную коробку, которая позволит измерять УФ-индекс, куда бы вы ни пошли: во время катания на лыжах, треккинга, езды на велосипеде, пикника или на пляже.

Другой вариант - поместить датчик на шляпу или колпачок и разместить коробку с электроникой в другом месте.

Или создать сценарий, который оценивает совокупную полученную дозу УФ-излучения и сообщает вам, когда вам следует уйти в тень.

Но никогда не забывайте: используйте солнцезащитный крем !!!

Шаг 5. Ссылки и дополнительная информация

Ниже вы найдете ссылки на похожие проекты и дополнительную информацию по теме:

Измеритель УФ-излучения своими руками с Arduino и дисплеем Nokia 5110 - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With… - очень хороший инструктаж с использованием более повседневных компонентов, а также дает много справочной информации.

Лето наступает! Let's DIY a Carry-on UV Detector - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - описывает красивое мобильное решение в коробке со светодиодной полосой в качестве индикатора. Он основан на платформе Seed Grove, использующей прорыв с датчиком освещенности SI1145. Этот датчик на самом деле не измеряет УФ-излучение, а рассчитывает УФ-индекс по интенсивности видимого и ИК-света.

Другой проект, использующий вспышку SI1145, находится на Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - предлагая обычное полное решение Adafruit. У них даже есть «Флора» сенсорной версии, которую можно закрепить на ткани.

Adafruit (и другие) также предлагают прорывы для датчика VEML6070. Этот датчик на самом деле измеряет УФ, но даст вам точные значения измерения, но не легко интерпретировать УФ-индекс.

На веб-сайте EPA Sunsafety можно найти много общей информации, например по адресу:

Технический паспорт VEML6075 можно найти здесь:

И я бы порекомендовал взглянуть на следующий лист приложений, предлагающий много справочной информации и откуда я взял изображения спектров: