Un dispositivo di misurazione dell'indice UV parlante, che utilizza il sensore VEML6075 e il Little Buddy Talker: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Estati in arrivo! Il sole splende! Che è fantastico.

Ma poiché le radiazioni ultraviolette (UV) stanno diventando più intense, le persone come me hanno le lentiggini, piccole isole marroni che nuotano in un mare di pelle rossa, bruciata dal sole e pruriginosa.

Essere in grado di avere informazioni in tempo reale disponibili sull'intensità della luce UV che raggiunge la tua pelle aumenterebbe la consapevolezza e ridurrebbe il rischio di danni alla pelle. Allora perché non costruire un semplice dispositivo per questo scopo? Ho deciso di utilizzare il sensore UV VEML6075 che consente di misurare sia UV-A che UV-B, e quindi fornire valori più precisi rispetto a molti altri sensori disponibili (vedi l'ultimo passaggio per i dettagli). E UV-B è la parte pericolosa. Ma come presentare i valori misurati? Le barre LED e i display OLED sono belli, ma non troppo pratici sotto il sole splendente. La comunicazione verbale è il nostro modo quotidiano di trasferire le informazioni, ma finora è difficile utilizzarla nei progetti di microcontrollori. Una nuova opzione è il "Little Buddy Talker" (LBT), un piccolo breakout che contiene un chip con 254 parole e può "parlarle" tramite un connettore per cuffie. Ogni parola è definita da un indirizzo, fondamentalmente un numero, ed è molto facile lasciare che l'LBT parli in frasi. Per compiti più complessi è possibile utilizzare la libreria Arduino "Word100" per controllare l'LBT.

Il dispositivo descritto di seguito è costituito da un sensore breakout VEML6075, un Arduino e il Little Buddy Talker, è molto facile da configurare e può essere alimentato da un alimentatore USB o da batterie, a seconda del microcontrollore utilizzato.

Se preferisci mantenere private le informazioni sull'indice UV, usa le cuffie. Un piccolo altoparlante a batteria potrebbe essere una buona soluzione per scuole, asili nido o altri luoghi pubblici. Vorrei menzionare il progetto Kickstarter in corso per il Big Buddy Talker, che contiene oltre 1000 parole.

E non dimenticare di mettere la crema solare

Passaggio 1: materiali necessari

VEML6075 Rottura del sensore UV A&B - Ho ricevuto il mio da Aliexpress per circa 10 US$

Traslatore di livello 5V -> 3V - richiesto poiché il VEML6075 ha una logica 3V. Sono disponibili per pochi $/€.

Little Buddy Talker - disponibile su www.engineeringshock.com a 25 CA$

Microcontrollore compatibile con Arduino Uno: ho usato un MonkMakesDuino, ma qualsiasi versione dovrebbe funzionare

Breadboard e cavi jumper

Altoparlanti e/o cuffie - a seconda dell'applicazione

Alimentatore USB Una giornata di sole!

Passaggio 2: assemblaggio e utilizzo

Per far funzionare il dispositivo è abbastanza semplice:

• posiziona il tuo Arduino, il cambio di livello, il breakout VEML6075 e il Little Buddy Talker sulla breadboard.
• Usa uno dei binari di alimentazione sulla breadboard per 3V e uno per 5V, collegali con le porte di terra, 3V e 5V del tuo Arduino.
• collegare le porte di alimentazione del traslatore di livello ai binari di alimentazione appropriati
• collegare due porte dati sul lato 5V del traslatore di livello alle porte SDA (A4) e SDA (A5) dell'Arduino
• collegare le corrispondenti porte dati sul lato 3V con le porte SCL e SDA del sensore
• collegare le porte GND e VCC del sensore a Ground e 3V
• collegare LBT ad Arduino e alimentare: LBT 5V a 5V, LBT GD a massa, LBT DI ad Arduino 11, LBT SC ad Arduino 13, LBT CS ad Arduino 10

Installa le librerie software richieste nell'IDE. La libreria "VEML7065" che ho usato si trova su 14core (vedi passaggio successivo). "Wire" è necessario per la comunicazione I2C con il sensore, "SPI" per la comunicazione con Little Buddy Talker tramite SPI.

Eseguire lo script fornito (vedere il passaggio successivo).

I valori dell'indice UV Raw, UV-A, UV-B e UV e altre informazioni vengono visualizzati sul monitor seriale.

L'indice UV misurato è "parlato" dal LBT. Il VEML6075 calcola l'indice UV in modo molto preciso, ma poiché nel set di parole dell'LBT manca "punto", i valori sono dati come: "livello" - valore (come numero intero, da "zero" a "dodici") - "alto"/"basso" (se il resto è superiore o inferiore a 0,5), che dovrebbe essere sufficiente per la maggior parte delle applicazioni.

È possibile modificare lo script per modificare la frequenza con cui vengono eseguite le misurazioni e ciò che viene misurato e inviato al monitor seriale. Con un po' di programmazione si possono anche definire i livelli di soglia per un "warning" (LBT: 148/0x94), "alert" (LBT: 143/0x8f) o "alarm" (LBT: 142/0x8e).

Per misurare il livello massimo di UV devi dirigere il sensore direttamente verso il sole

Passaggio 3: la sceneggiatura

In larga misura, la sceneggiatura è una raccolta del lavoro di altri che vorrei ringraziare.

Ho usato lo script VEML6075 preso da 14core, https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/, dove puoi anche scaricare la libreria VEML6075 richiesta.

Un'altra opzione sarebbe lo script e la libreria di schizobovine:

La mia sceneggiatura fondamentalmente prende una misura, interpreta un po' i numeri e dice al piccolo amico Talker quali parole pronunciare. Poiché ognuna delle 254 parole sull'LBT ha un numero di indice, ad es. 209 o 0xd1 per "level", devi solo inviare questi numeri. Per quanto riguarda i valori dell'indice UV (da 0 a 12) ho usato la funzione 'map' per 'tradurre' i valori nelle parole "zero" (54, 0x 36) fino a "dodici" (66, 0x42).

Come accennato in precedenza, un valore dell'indice UV pari a 4,3 è indicato come "quattro basso" e 5,7 come "cinque alto".

Se ti piace ottimizzare lo script, dai un'occhiata all'elenco allegato di parole contenute nel LBT.

Passaggio 4: Outlook

Con un piccolo sforzo in più dovrebbe essere in grado di mettere tutti i pezzi in una piccola scatola che permetterebbe di misurare l'indice UV ovunque tu vada: mentre scia, fai trekking, vai in bicicletta, fai un picnic o in spiaggia.

Un'altra opzione sarebbe quella di posizionare il sensore su un cappello o un berretto e posizionare la scatola con l'elettronica altrove.

O per creare uno script che stimi la dose UV cumulativa che hai ricevuto e ti dica quando dovresti partire per l'ombra.

Ma non dimenticare mai: usa la protezione solare!!!

Passaggio 5: collegamenti e informazioni aggiuntive

Di seguito sono riportati i collegamenti a progetti simili e ulteriori informazioni sull'argomento:

Misuratore UV fai-da-te con Arduino e display Nokia 5110 - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With… - è un ottimo strumento di istruzione che utilizza più componenti di uso quotidiano e fornisce anche molte informazioni di base.

L'estate sta arrivando! Facciamo DIY un rilevatore UV da trasporto - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - descrive una bella soluzione mobile in una scatola con una barra LED come indicatore. Si basa sulla piattaforma Seed Grove che utilizza un breakout con un sensore di luce SI1145. Questo sensore non misura effettivamente i raggi UV ma calcola l'indice UV dalle intensità della luce visibile e IR.

Un altro progetto che utilizza un focolaio SI1145 si trova su Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - che offre la solita soluzione completa Adafruit. Hanno anche una versione "Flora" della versione con sensore che puoi fissare su un panno.

Adafruit (e altri) offrono anche breakout per il sensore VEML6070. Questo sensore misura effettivamente i raggi UV, ma ti fornirà valori di misurazione precisi, ma non un indice UV di facile interpretazione.

Molte informazioni generali si trovano sul sito web dell'EPA Sunsafety, ad es. su:

La scheda tecnica del VEML6075 è disponibile qui:

E consiglierei di dare un'occhiata al seguente foglio di applicazione che offre molte informazioni di base e da dove ho preso le immagini degli spettri: