Luxímetro portátil: 7 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este projeto é sobre como fazer luxímetro portátil. Pode ser usado em escolas, onde as crianças podem medir diferentes tipos de fontes de luz.

Funções:

1. medir a intensidade da luz em lux.

2. calcular a irradiação solar de lux a watts / m2 (fator 112)

3. carregando a bateria usando a porta USB

O custo total é de cerca de 13 $, sem caixa. O luxímetro leva 15 mA, portanto, funcionará por muito tempo com uma bateria de íons de lítio.

Etapa 1: BOM

Para o projeto, você precisa destes componentes (links de afiliados, se você quiser me apoiar):

Arduino Pro Mini 5V

Ligação

MAX44009

• Ampla 0,045 Lux a 188.000 Lux Faixa VCC = 1,7 V a 3,6 V ()
• ICC = Corrente operacional de 0,65 µA
• Faixa de temperatura de -40 ° C a + 85 ° C
• Ligação

Display OLED

• Tamanho diagonal da tela: 0,96"
• Número de pixels: 128 x 64
• Profundidade de cor: Monocromático (amarelo e azul)
• Dimensão: 27,8 x 27,3x 4,3 mm
• Tensão de trabalho: 3,3 ~ 5V DC
• Potência: 0,06 W
• Ângulo máximo de visualização:> 160 graus
• Serviço ： 1/32 Brilho (cd / m2) ： 150 (Tipo) @ 5V
• Interface ： I2C
• Ligação

TP4056

• precisa de um cabo USB para micro USB para carregar
• entrada 5V

Ligação

Bateria Li-Ion

• 3 - 4,2 Volts
• Ligação

Suporte 18650

Ligação

Switch jumper

Ligação

Cabos e cabeçalho

• feminino para feminino
• cabeçalho feminino e masculino
• Link para cabos
• Link para cabeçalhos de pinos

Etapa 2: Circuito

Você precisa, é claro, de um Arduino de 5 V para alimentá-lo com bateria de íon de lítio (4, 2 V!)

Conexões:

Arduino - MAX44009 (o mesmo para display OLED)

A4 - SDA

A5 - SCL

VCC - VIN

GND - GND

TP4056 - Arduino Pro Mini OUT + - VCC

Arduino - bateria

VCC - terminal plus (máximo 5 V para Arduino 5 V)

Arduino - jumper de switch

GND - primeiro switcher

TP4056 - interruptor de jumper

OUT - - segundo switcher

Bateria - jumper de interruptor

terminal negativo - primeiro e segundo switcher

Etapa 3: Código

#incluir

#include #include

#incluir

#include "MAX44009.h"

MAX44009 Lux (0x4A);

float lux; float watts; // Endereço TWI do display OLED #define OLED_ADDR 0x3C Adafruit_SSD1306 display (-1); // reinicia a tela com o botão de reset no arduino void setup () {Lux. Begin (0, 188000); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); display.clearDisplay (); display.display (); // exibe uma linha de texto display.setTextSize (1); display.setTextColor (WHITE); display.setFont (& FreeSerif9pt7b); display.setCursor (1, 15); display.print ("MAX44009"); display.display (); } loop vazio () {lux = Lux. GetLux (); // obtém luxs watts = Lux. GetWpm (); // obtém watts / m2, apenas para a fonte SUN display.fillRect (1, 20, 100, 100, BLACK); // cria um retângulo preto na posição dos valores display.setCursor (1, 40); display.print (lux); display.setCursor (80, 40); display.print ("lux"); display.setCursor (1, 60); display.print (watts); display.setCursor (80, 60); display.print ("W / m"); display.setCursor (115, 55); display.print ("2"); display.display (); atraso (1000); }

Etapa 4: solda

Eu crio no protótipo do soquete da placa para o Arduino Pro Mini e pinos para conectar outras coisas. Eu também construo uma caixa simples de madeira compensada. Use o fio de cabo zip de plástico para montar o display na porta, também para as juntas.

Etapa 5: Carregando

Eu monto o módulo de carregamento - TP4056 no luxímetro. A luz vermelha mostra o carregamento, a luz azul não está conectada ao cabo usb (micro usb). Com o interruptor de jumper, posso ligar / desligar o carregamento.

Etapa 6: Plano de aula formal

1. O professor descreve o que são luxs, watts e como trabalhar com luxímetro.

2. Os alunos terão a tarefa de medir luxs:

a, escolha fontes de luz e meça a distância da fonte usando medidor de comprimento

b, medir a intensidade da fonte de luz

c, escreva todos os valores na tabela.

Etapa 7: Medição Própria

1. A lâmpada de rua dá 5 - 25 lux, provavelmente depende da altura da fonte de luz.
2. A luz do dia dá 80.000 - 100.000 lux, dependendo do ângulo entre o sensor e os raios solares.
3. Sol sob nuvens durante o dia ensolarado 15.000 lux
4. O monitor LCD me dá 78 lux (distância de 0 cm), 63 lux (10 cm), 50 lux (20 cm)
5. smartphone 60 lux (0 cm)
6. dentro da sala durante o dia de sol cortinas retraídas 60 lux

Para o cálculo de Watts / m2, você precisa saber a eficácia luminosa (em lúmens por watt).

Para o Sol, é cerca de 110 lumens / W (no plano horizontal), 96 lumens / W (nos raios solares diretos).

Portanto, para a Sun, obtenho uma intensidade direta de 700 - 900 W / m2.

Calculadora de lux para watt / m2