Een sprekend UV-index meetinstrument, met behulp van de VEML6075-sensor en de Little Buddy Talker - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Zomer komt eraan ! De zon schijnt! Dat is fijn.

Maar naarmate ultraviolette (UV) straling intenser wordt, krijgen mensen zoals ik sproeten, kleine bruine eilandjes die zwemmen in een zee van rode, door de zon verbrande, jeukende huid.

Het kunnen beschikken over realtime informatie over de intensiteit van het UV-licht dat uw huid bereikt, zou het bewustzijn vergroten en het risico op huidbeschadiging verminderen. Dus waarom zou u voor dit doel niet een eenvoudig apparaat bouwen? Ik besloot om de VEML6075 UV-sensor te gebruiken waarmee zowel UV-A als UV-B kan worden gemeten, en daardoor nauwkeurigere waarden geeft dan veel andere beschikbare sensoren (zie laatste stap voor details). En UV-B is het gevaarlijke deel. Maar hoe de meetwaarden presenteren? LED-balken en OLED-schermen zijn leuk, maar niet zo praktisch in fel zonlicht. Verbale communicatie is onze dagelijkse manier van informatieoverdracht, maar is tot nu toe moeilijk te gebruiken in microcontrollerprojecten. Een nieuwe optie is de "Little Buddy Talker" (LBT), een kleine breakout die een chip bevat met 254 woorden en deze kan 'spreken' via een koptelefoonaansluiting. Elk woord wordt gedefinieerd door een adres, eigenlijk een nummer, en het is heel gemakkelijk om de LBT in zinnen te laten spreken. Voor complexere taken kunt u de Arduino-bibliotheek "Word100" gebruiken om de LBT te besturen.

Het hieronder beschreven apparaat bestaat uit een VEML6075 sensor breakout, een Arduino en de Little Buddy Talker, is zeer eenvoudig in te stellen en kan worden gevoed door een USB-powerpack of batterijen, afhankelijk van de gebruikte microcontroller.

Als u de informatie over de UV-index liever privé houdt, gebruik dan een koptelefoon. Een kleine luidspreker op batterijen kan een goede oplossing zijn voor scholen, kleuterscholen of andere openbare plaatsen. Ik wil graag het lopende Kickstarter-project voor de Big Buddy Talker noemen, dat meer dan 1000 woorden bevat.

En vergeet niet om zonnebrandcrème te dragen

Stap 1: Benodigde materialen

VEML6075 UV A&B sensor breakout - Ik heb de mijne van Aliexpress voor ongeveer 10 US$

5V -> 3V niveauverschuiver - vereist omdat de VEML6075 een 3V-logica heeft. Ze zijn beschikbaar voor een paar $/€.

Little Buddy Talker - verkrijgbaar bij www.engineeringshock.com voor 25 CA$

Arduino Uno-compatibele microcontroller - ik heb een MonkMakesDuino gebruikt, maar elke versie zou moeten werken

Breadboard en startkabels

Luidspreker en/of koptelefoon - afhankelijk van uw toepassing

USB power pack Een zonnige dag!

Stap 2: Montage en gebruik

Om het apparaat in gebruik te nemen is vrij eenvoudig:

• plaats je Arduino, level shifter, VEML6075 breakout en de Little Buddy Talker op je breadboard.
• Gebruik een van de stroomrails op het breadboard voor 3V en een voor 5V, verbind ze met de grond-, 3V- en 5V-poorten van je Arduino.
• sluit de voedingspoorten van de niveauverschuiver aan op de juiste stroomrails
• sluit twee datapoorten aan de 5V-zijde van de levelshifter aan op SDA (A4) en SDA (A5) poorten van de Arduino
• verbind de corresponderende datapoorten aan de 3V-zijde met de SCL- en SDA-poorten van de sensor
• sluit de GND- en VCC-poorten van de sensor aan op Ground en 3V
• sluit de LBT aan op de Arduino en voed: LBT 5V tot 5V, LBT GD naar aarde, LBT DI naar Arduino 11, LBT SC naar Arduino 13, LBT CS naar Arduino 10

Installeer de vereiste softwarebibliotheken in de IDE. De "VEML7065"-bibliotheek die ik heb gebruikt, is te vinden op 14core (zie volgende stap). "Wire" is nodig voor de I2C-communicatie met de sensor, "SPI" voor de communicatie met de Little Buddy Talker via SPI.

Voer het meegeleverde script uit (zie volgende stap).

UV Raw-, UV-A-, UV-B- en UV-indexwaarden en andere informatie worden weergegeven op de seriële monitor.

De gemeten UV-index wordt "gesproken" door de LBT. De VEML6075 berekent de UV-index zeer nauwkeurig, maar omdat "punt" ontbreekt in de reeks woorden van de LBT, worden waarden gegeven als: "niveau" - waarde (als geheel getal, "nul" tot "twaalf") - "hoog"/"laag" (als de rest boven of onder 0,5 is), wat goed genoeg zou moeten zijn voor de meeste toepassingen.

U kunt het script wijzigen om te wijzigen hoe vaak metingen worden gedaan en wat er wordt gemeten en naar de seriële monitor sturen. Met een beetje programmeren kun je zelfs drempelniveaus definiëren voor een "waarschuwing" (LBT: 148/0x94), "alert" (LBT: 143/0x8f) of "alarm" (LBT: 142/0x8e).

Om het maximale UV-niveau te meten, moet u de sensor rechtstreeks op de zon richten

Stap 3: Het script

Het script is voor een groot deel een compilatie van het werk van anderen die ik graag wil bedanken.

Ik heb het VEML6075-script gebruikt van 14core, https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/, waar je ook de vereiste VEML6075-bibliotheek kunt downloaden.

Een andere optie is het script en de bibliotheek van schizobovine:

Mijn script neemt in feite een meting, doet een beetje getalinterpretatie en vertelt de Little buddy Talker welke woorden hij moet spreken. Omdat elk van de 254 woorden op de LBT een indexnummer heeft, b.v. 209 of 0xd1 voor "niveau", u hoeft alleen deze nummers te verzenden. Wat betreft de UV-indexwaarden (0 tot 12) heb ik de 'map'-functie gebruikt om de waarden te 'vertalen' naar de woorden "nul" (54, 0x 36) tot en met "twaalf" (66, 0x42).

Zoals eerder vermeld, wordt een UV-indexwaarde van 4,3 gegeven als "vier laag" en 5,7 als "vijf hoog".

Als u het script wilt optimaliseren, neem dan een kijkje in de bijgevoegde lijst met woorden in het LBT.

Stap 4: Outlook

Met een beetje extra inspanning zou het in staat moeten zijn om alle stukjes in een kleine doos te doen die het mogelijk maakt om de UV-index te meten waar je ook gaat: tijdens het skiën, wandelen, fietsen, picknicken of op het strand.

Een andere optie is om de sensor op een hoed of pet te plaatsen en de doos met de elektronica ergens anders te plaatsen.

Of om een script te bouwen dat de cumulatieve UV-dosis schat die je hebt gekregen en je vertelt wanneer je naar de schaduw moet gaan.

Maar vergeet nooit: gebruik zonnebrandcrème!!!

Stap 5: Links en aanvullende informatie

Hieronder vindt u links naar soortgelijke projecten en meer informatie over het onderwerp:

DIY UV-meter met Arduino en een Nokia 5110-display - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With… - is een erg leuke instructable die meer alledaagse componenten gebruikt en ook veel achtergrondinformatie geeft.

De zomer komt eraan! Laten we een handbagage UV-detector maken - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - beschrijft een mooie mobiele oplossing in een doos met een LED-balk als indicator. Het is gebaseerd op het Seed Grove-platform met behulp van een breakout met een SI1145-lichtsensor. Deze sensor meet eigenlijk geen UV, maar berekent de UV-index uit zichtbare en IR-lichtintensiteiten.

Een ander project dat gebruik maakt van een SI1145-uitbraak is te vinden bij Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - die de gebruikelijke complete Adafruit-oplossing biedt. Ze hebben zelfs een "Flora" van de sensorversie die je op een doek kunt bevestigen.

Adafruit (en anderen) bieden ook breakouts voor de VEML6070-sensor. Deze sensor meet eigenlijk UV, maar geeft je nauwkeurige meetwaarden, maar geen gemakkelijk te interpreteren UV-index.

Op de website van EPA Sunsafety is veel algemene informatie te vinden, b.v. op:

Het datablad voor de VEML6075 vindt u hier:

En ik zou aanraden om een kijkje te nemen op het volgende applicatieblad met veel achtergrondinformatie en waar ik de spectra-afbeeldingen heb genomen: