Luxmetro portatile: 7 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo progetto riguarda la realizzazione di un luxmetro portatile. Può essere utilizzato nelle scuole, dove i bambini possono misurare diversi tipi di sorgenti luminose.

Funzioni:

1. misurare l'intensità della luce in lux.

2. calcolare l'irraggiamento solare da lux a watt/m2 (fattore 112)

3. ricarica della batteria tramite porta USB

Il costo totale è di circa 13 $ senza custodia. Il luxmetro richiede 15 mA, quindi funzionerà a lungo con una batteria agli ioni di litio.

Passaggio 1: BOM

Per il progetto hai bisogno di questi componenti (link di affiliazione, se vuoi supportarmi):

Arduino Pro Mini 5V

Collegamento

MAX44009

• Ampio range da 0,045 lux a 188.000 lux VCC = da 1,7 V a 3,6 V ()
• ICC = 0,65µA di corrente di esercizio
• Intervallo di temperatura da -40°C a +85°C
• Collegamento

Display OLED

• Dimensione diagonale dello schermo: 0,96"
• Numero di pixel：128 x 64

• Profondità colore: monocromatico (giallo e blu)

• Dimensioni：27,8 x 27,3 x 4,3 mm
• Tensione di lavoro: 3,3 ~ 5 V CC
• Potenza: 0,06 W
• Angolo di visualizzazione massimo: >160 gradi
• Duty：1/32Luminosità (cd/m2)：150 (tipico) @ 5V
• Interfaccia： I2C
• Collegamento

TP4056

• è necessario un cavo da USB a micro USB per la ricarica
• ingresso 5V

Collegamento

Batteria agli ioni di litio

• 3 - 4,2 Volt
• Collegamento

18650 titolare

Collegamento

Ponticello dell'interruttore

Collegamento

Cavi e header

• da femmina a femmina
• intestazione femminile e maschile
• Collegamento ai cavi
• Link alle intestazioni dei pin

Passaggio 2: circuito

Ovviamente hai bisogno di Arduino 5V per alimentarlo con batteria agli ioni di litio (4, 2 V!)

Connessioni:

Arduino - MAX44009 (lo stesso per il display OLED)

A4 - SDA

A5 - SCL

VCC - VIN

GND - GND

TP4056 - Arduino Pro Mini OUT+ - VCC

Arduino - batteria

VCC - terminale plus (max 5 V per Arduino 5V)

Arduino - interruttore jumper

GND - primo commutatore

TP4056 - ponticello interruttore

OUT - - secondo commutatore

Ponticello interruttore batteria

terminale negativo - primo e secondo commutatore

Passaggio 3: codice

#includere

#include #include

#includere

#include "MAX44009.h"

MAX44009 Lux(0x4A);

lux galleggiante; watt galleggianti; // Display OLED indirizzo TWI #define OLED_ADDR 0x3C Adafruit_SSD1306 display(-1); // riavvia il display con il pulsante di ripristino su arduino void setup() { Lux. Begin(0, 188000); display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); display.clearDisplay(); display.display(); // mostra una riga di testo display.setTextSize(1); display.setTextColor(BIANCO); display.setFont(&FreeSerif9pt7b); display.setCursor(1, 15); display.print("MAX44009"); display.display(); } ciclo vuoto() { lux=Lux. GetLux(); // ottieni lux watt =Lux. GetWpm(); // ottiene watt/m2, solo per la sorgente SUN display.fillRect(1, 20, 100, 100, BLACK); // crea un rettangolo nero sulla posizione dei valori display.setCursor(1, 40); display.print(lux); display.setCursor(80, 40); display.print("lusso"); display.setCursor(1, 60); display.print(watt); display.setCursor(80, 60); display.print("L/m"); display.setCursor(115, 55); display.print("2"); display.display(); ritardo(1000); }

Passaggio 4: saldare

Creo su scheda prototipo un socket per Arduino Pro Mini e pin per collegare altre cose. Costruisco anche una semplice custodia in compensato. Utilizzare un cavo in plastica con cerniera lampo per il montaggio del display sulla porta, anche per i giunti.

Passaggio 5: ricarica

Montare il modulo di ricarica - TP4056 su luxmetro. Luce rossa che mostra la ricarica, luce blu cavo USB non collegato (micro usb). Con il ponticello dell'interruttore, posso accendere/spegnere la ricarica.

Passaggio 6: piano di lezione formale

1. L'insegnante descrive cosa sono i lux, i watt e descrive come lavorare con il luxmetro.

2. Gli studenti avranno il compito, per misurare i lux:

a, scegli le sorgenti luminose e misura la distanza dalla sorgente usando il misuratore di lunghezza

b, misurare l'intensità della sorgente luminosa

c, scrivi tutti i valori nella tabella.

Passaggio 7: misurazione propria

1. Il lampione fornisce 5 - 25 lux, probabilmente dipende dall'altezza della sorgente luminosa.
2. La luce diurna fornisce 80 000 - 100 000 lux, a seconda dell'angolo tra il sensore e i raggi solari.
3. Sole sotto le nuvole durante la giornata di sole 15 000 lux
4. Il monitor LCD mi dà 78 lux (distanza 0 cm), 63 lux (10 cm), 50 lux (20 cm)
5. smartphone 60 lux (0 cm)
6. camera interna durante la giornata di sole tende a scomparsa 60 lux

Per il calcolo Watt/m2, è necessario conoscere l'efficienza luminosa (in lumen per watt).

Per il Sole è di circa 110 lumen/W (sul piano orizzontale), 96 lumen/W (sui raggi solari diretti).

Quindi per Sun ottengo un'intensità diretta di 700 - 900 W/m2.

Calcolatore da lux a watt/m2