Um dispositivo de medição de índice UV falante, usando o sensor VEML6075 e o pequeno camarada locutor: 5 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Verões chegando! O sol está brilhando! O que é ótimo.

Mas à medida que a radiação ultravioleta (UV) está ficando mais intensa, pessoas como eu ficam com sardas, pequenas ilhas marrons nadando em um mar de pele vermelha, queimada de sol e coceira.

Ser capaz de ter informações em tempo real disponíveis sobre a intensidade da luz ultravioleta que atinge sua pele aumentaria a conscientização e reduziria o risco de danos à pele. Então, por que não construir um dispositivo simples para este propósito? Decidi usar o sensor UV VEML6075 que permite medir tanto UV-A quanto UV-B, e assim fornecer valores mais precisos do que muitos outros sensores disponíveis (veja a última etapa para detalhes). E o UV-B é a parte perigosa. Mas como apresentar os valores medidos? Barras de LED e telas OLED são boas, mas não muito práticas sob o sol forte. A comunicação verbal é a nossa forma diária de transferência de informações, mas até agora é difícil usá-la em projetos de microcontroladores. Uma nova opção é o "Little Buddy Talker" (LBT), um pequeno breakout que contém um chip com 254 palavras e pode 'falá-las' através de um conector de fone de ouvido. Cada palavra é definida por um endereço, basicamente um número, e é muito fácil deixar o LBT falar em frases. Para tarefas mais complexas, você pode usar a biblioteca Arduino "Word100" para controlar o LBT.

O dispositivo descrito a seguir consiste em um sensor breakout VEML6075, um Arduino e o Little Buddy Talker, é muito fácil de configurar e pode ser alimentado por uma fonte de alimentação USB ou baterias, dependendo do microcontrolador utilizado.

Se preferir manter a privacidade das informações do índice UV, use fones de ouvido. Um pequeno alto-falante movido a bateria pode ser uma boa solução para escolas, jardins de infância ou outros locais públicos. Gostaria de mencionar o projeto Kickstarter em andamento para o Big Buddy Talker, que contém mais de 1000 palavras.

E não se esqueça de usar protetor solar

Etapa 1: Materiais necessários

VEML6075 UV A&B sensor breakout - eu comprei o meu na Aliexpress por cerca de 10 US $

5V -> 3V level shifter - necessário porque o VEML6075 tem uma lógica de 3V. Eles estão disponíveis por alguns $ / €.

Little Buddy Talker - disponível em www.engineeringshock.com em 25 CA $

Microcontrolador compatível com Arduino Uno - usei um MonkMakesDuino, mas qualquer versão deve funcionar

Placa de ensaio e cabos jumper

Alto-falante e / ou fones de ouvido - dependendo da sua aplicação

Power pack USB Um dia ensolarado!

Etapa 2: Montagem e uso

Para colocar o dispositivo em funcionamento é bastante simples:

• coloque seu Arduino, deslocador de nível, VEML6075 breakout e o Little Buddy Talker em sua placa de ensaio.
• Use um dos trilhos de alimentação da placa de pão para 3V e outro para 5V, conecte-os ao aterramento, portas 3V e 5V do seu Arduino.
• conecte as portas de alimentação do deslocador de nível aos trilhos de alimentação apropriados
• conecte duas portas de dados no lado 5V do deslocador de nível às portas SDA (A4) e SDA (A5) do Arduino
• conecte as portas de dados correspondentes no lado 3V com as portas SCL e SDA do sensor
• conecte as portas GND e VCC do sensor ao aterramento e 3V
• conecte o LBT ao Arduino e alimente: LBT 5V a 5V, LBT GD ao aterramento, LBT DI ao Arduino 11, LBT SC ao Arduino 13, LBT CS ao Arduino 10

Instale as bibliotecas de software necessárias no IDE. A biblioteca "VEML7065" que usei pode ser encontrada em 14 pontos (consulte a próxima etapa). "Wire" é necessário para a comunicação I2C com o sensor, "SPI" para a comunicação com o Little Buddy Talker via SPI.

Execute o script fornecido (consulte a próxima etapa).

Os valores dos índices UV Raw, UV-A, UV-B e UV e outras informações são exibidos no monitor serial.

O índice UV medido é "falado" pelo LBT. O VEML6075 está calculando o índice UV muito preciso, mas como falta "ponto" no conjunto de palavras do LBT, os valores são dados como: "nível" - valor (como número inteiro, "zero" a "doze") - "alto" / "baixo" (se o restante estiver acima ou abaixo de 0,5), que deve ser bom o suficiente para a maioria das aplicações.

Você pode alterar o script para alterar a frequência com que as medições são feitas e o que é medido e enviado ao monitor serial. Com um pouco de programação, você pode até definir níveis de limiar para um "aviso" (LBT: 148 / 0x94), "alerta" (LBT: 143 / 0x8f) ou "alarme" (LBT: 142 / 0x8e).

Para medir o nível máximo de UV, você deve direcionar o sensor diretamente para o sol

Etapa 3: O Script

Em grande medida, o roteiro é uma compilação do trabalho de outras pessoas a quem gostaria de agradecer.

Eu usei o script VEML6075 retirado do 14core, https://www.14core.com/wiring-the-veml6075-ultraviolet-a-ultraviolet-b-light-sensor/, onde você também pode baixar a biblioteca VEML6075 necessária.

Outra opção seria o script e a biblioteca do schizobovine:

Meu script basicamente faz uma medição, faz uma pequena interpretação numérica e diz ao amiguinho que fala quais palavras ele deve falar. Como cada uma das 254 palavras no LBT tem um número de índice, por ex. 209 ou 0xd1 para "nível", basta enviar esses números. Com relação aos valores do índice UV (0 a 12), usei a função 'map' para 'traduzir' os valores para as palavras "zero" (54, 0x 36) até "doze" (66, 0x42).

Como mencionado antes, um valor de índice de UV como 4,3 é dado como "quatro baixo" e 5,7 como "cinco alto".

Se você gosta de otimizar o script, dê uma olhada na lista de palavras em anexo contida no LBT.

Etapa 4: Outlook

Com um pouco mais de esforço, ele deve ser capaz de colocar todas as peças em uma caixinha que permita medir o índice UV onde quer que você vá: enquanto esquia, caminha, anda de bicicleta, faz um piquenique ou na praia.

Outra opção seria colocar o sensor em um chapéu ou boné e colocar a caixa com os componentes eletrônicos em outro lugar.

Ou para construir um script que calcule a dose cumulativa de UV que você recebeu e diga quando você deve partir para a sombra.

Mas nunca se esqueça: Use protetor solar !!!

Etapa 5: links e informações adicionais

Abaixo você encontra links para projetos semelhantes e mais informações sobre o assunto:

DIY UV Meter com Arduino e um Nokia 5110 Display - https://www.instructables.com/id/DIY-UV-Meter-With … - é um muito bom instrutivo usando mais componentes do dia-a-dia e também fornece muitas informações básicas.

O verão está chegando! Let's DIY a Carry-on UV Detector - https://www.instructables.com/id/Summer-Is-Coming-… - descreve uma boa solução móvel em uma caixa com uma barra de LED como indicador. É baseado na plataforma Seed Grove usando um breakout com um sensor de luz SI1145. Este sensor não mede realmente UV, mas calcula o índice de UV a partir das intensidades de luz visível e IV.

Outro projeto usando um surto SI1145 é encontrado em Adafruit - https://learn.adafruit.com/adafruit-si1145-breakou… - oferecendo a solução Adafruit completa usual. Eles ainda têm uma "Flora" da versão do sensor que você pode fixar em tecido.

Adafruit (e outros) também estão oferecendo breakouts para o sensor VEML6070. Este sensor realmente mede UV, mas fornecerá valores de medição precisos, mas não é um índice de UV fácil de interpretar.

Muitas informações gerais são encontradas no site da EPA Sunsafety, por exemplo, em:

A folha de dados do VEML6075 pode ser encontrada aqui:

E eu recomendaria dar uma olhada na folha de aplicação a seguir, que oferece muitas informações básicas e de onde eu tirei as imagens espectrais: