👔 👏🏿 🤢 यूवीए यूवीबी को मापने 🐩 👒 👨‍👨‍👧

हम सभी सूरज से प्यार करते हैं और निश्चित रूप से हम मानव त्वचा के लिए पराबैंगनी विकिरण के खतरों के बारे में जानते हैं। जाहिर है, आप लंबे समय तक समुद्र तट पर धूप सेंक नहीं सकते। लेकिन यह बिल्कुल स्पष्ट नहीं है, क्या सूरज के नीचे टी-शर्ट में चलना और तैरना, पहाड़ों में चलना संभव है? क्रास्नाया पॉलीआना में पहाड़ों में सूरज से एक और "जलने" के बाद, सवाल पैदा हुआ - पराबैंगनी विकिरण के त्वरित सूचकांक को कैसे मापना है और पता है कि छाया में कब छिपाना है। नतीजतन, यह छोटा उपकरण पैदा हुआ था - कई अतिरिक्त कार्यों के साथ एक यूवी विकिरण सेंसर।

डिवाइस क्या होना चाहिए

मुख्य कार्य यूवी विकिरण सूचकांक को मापना है। इसके अलावा, मैं कम से कम 0.5 डिग्री की सटीकता के साथ हवा के तापमान और पानी के तापमान को मापना चाहता था (विशेषकर जब मैंने बर्फ के पानी के साथ पूल में डुबकी ली और एक चीनी थर्मामीटर को देखा जो वहां तैर रहा था - 28 डिग्री, और आसपास नहीं था)। और हां, बैटरी पावर।

मुख्य घटक: VEML6075 + MCP3421 + STM8

यूवी इंडेक्स को मापने के लिए कई सेंसर नहीं हैं। आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला यूवी जांच एक फोटोट्रांसिस्टर है। लेकिन यह जांचना काफी मुश्किल था। चुनाव डिजिटल सेंसर पर गिर गया - VEML6075। वह बहुत अच्छा निकला। एकमात्र नकारात्मक यह है कि खरीदना मुश्किल है, वितरण को आधिकारिक चैनलों के माध्यम से एक महीने तक इंतजार करना पड़ा - "पांचवां तत्व" (चीन ने इस पर विचार नहीं किया - एक बार डिवाइस में गुणवत्ता का अनुमान लगाना अप्रिय है)। सेंसर के फायदे:

घर पर आसान अंशांकन
सेंसर सतह की कोसाइन प्रतिक्रिया - किरणों की घटनाओं के लिए लेखांकन
दो श्रेणियों में सटीक सूचकांक रीडिंग - यूवीए यूवीबी
कम खपत
I2C संचार - पूरी तरह से डिजिटल सेंसर

प्रारंभ में, सेंसर का आकार डरावना 2x2 मिमी था, कोई गर्म हवा की बंदूक नहीं थी, मुझे लगा कि एक साधारण टांका लगाने वाले लोहे के साथ इस तरह के एक ट्राइफ़र को मिलाप करना मुश्किल होगा - लेकिन यह ठीक निकला।

दूसरा सवाल - पानी के तापमान की माप, एक थर्मोकपल के साथ तय किया गया। इस सेंसर से सटीक डेटा पढ़ने के लिए, एक बहुत ही सटीक एडीसी का उपयोग करें, एक एकीकृत संदर्भ वोल्टेज स्रोत के साथ - MCP3421। के-प्रकार के थर्मोकपल के लिए 18-बिट रिज़ॉल्यूशन + 8x सिग्नल प्रवर्धन 0.01 डिग्री तापमान रिज़ॉल्यूशन देता है - पर्याप्त से अधिक। परिसर के तापमान को मापने की आवश्यकता को देखते हुए, सटीकता 0.2 डिग्री के क्षेत्र में थी। उबलते पानी और बर्फ को मापने के द्वारा जाँच की जाती है।

माइक्रोकंट्रोलर के रूप में - सबसे सरल और सस्ता विकल्प - STM8S003F3। सब कुछ बोर्ड पर है - टाइमर, I2C - सेंसर के लिए आवश्यक है, आदि।

चूंकि डिवाइस को सूरज में काम करना चाहिए, एक एलसीडी स्क्रीन को एक संकेतक के रूप में उपयोग किया जाता है। मैं कॉम्पैक्टनेस चाहता था - मैंने इसे चुना:

प्रबंधन के साथ पीड़ा थी। एक पारंपरिक माइक्रोकंट्रोलर पर एलसीडी पिन को मल्टीप्लेक्सिंग करना अभी भी वह काम है, लेकिन सामान्य तौर पर सबकुछ ठीक हो गया।

मामले ने कंपनी सनेह मॉडल "20-31" से एक छोटा, कॉम्पैक्ट चुना। बाहरी आकार - 35x45x18 मिमी। सब कुछ फिट - बोर्ड, संकेतक और बैटरी।

मैं सर्किट और बोर्ड नहीं दूंगा, सब कुछ गितुब पर है

यूवी सेंसर अंशांकन

सेंसर से रीडिंग प्राप्त करने के बाद - वे बहुत प्रसन्न नहीं थे, वे "हाइड्रो-सेंटर" के रीडिंग के समान नहीं थे। मुझे सीखना था कि सेंसर को ठीक से कैसे कैलिब्रेट किया जाए।

सेंसर रीडिंग के अनुसार यूवी विकिरण सूचकांक की सही गणना करने के लिए, कई स्थिरांक का उपयोग करना आवश्यक है। विशेष उपकरणों के बिना उनकी गणना कैसे करें? यहाँ सूचकांक की गणना के लिए पूर्ण सूत्र है:

स्थिरांक k1 और k2 को उपकरण के बिना गणना नहीं की जा सकती। लेकिन वे सबसे सटीक गणना के लिए आवश्यक हैं, ताकि उन्हें एक इकाई के रूप में लिया जा सके। सेंसर की संवेदनशीलता स्थिरांक तालिका से ली जा सकती है:

हमें पहली पंक्ति से स्थिरांक की आवश्यकता है, चूंकि सेंसर टेफ्लॉन द्वारा कवर नहीं किया गया है (हम ऑप्टिकल टेफ्लॉन नहीं खरीद सकते हैं, इसलिए सेंसर अंततः खुला है)। UVAresp और UVBresp। लेकिन स्थिरांक ए, बी, सी, डी की गणना की जानी चाहिए। मैंने डिबगर के साथ ऐसा किया। एक्सेल में डेटा यूवा, यूवीबी, यूवीकैम 1, यूवीकैम 2 प्राप्त करना और स्थिरांक की गणना करना आवश्यक है। उन्हें डिस्प्ले पर प्रदर्शित करना असुविधाजनक है - बहुत कम अंक हैं। यहीं पर डिबगर की जरूरत है। डेटा प्राप्त करने के बाद एक ब्रेकपॉइंट सेट करें और गणना किए गए मान देखें। आप डीबगिंग और रिवर्स कनेक्शन के दौरान STM8 से ST-लिंक को डिस्कनेक्ट करने की क्षमता का उपयोग कर सकते हैं। इस मामले में, डिबगिंग सत्र बाधित नहीं है! एक अन्य विकल्प STM8 स्टूडियो का उपयोग करना है। यह विशेष कार्यक्रम आपको किसी भी समय चर प्राप्त करने की अनुमति देता है।

विशेष उपकरणों के बिना स्थिरांक की गणना करने के लिए, आइए इसका उपयोग करें (यह सेंसर के लिए आवेदन नोट में वर्णित है)। इसके स्पेक्ट्रम में सूर्य के प्रकाश में यूवी विकिरण, आईआर विकिरण और दृश्यमान विकिरण हैं। यूवी विकिरण की तीव्रता की गणना करने के लिए, आईआर विकिरण और दृश्यमान विकिरण के बारे में अतिरिक्त डेटा को घटाना आवश्यक है। ऐसा करने के लिए, डेटा uvcomp1 (दृश्य विकिरण के लिए जिम्मेदार) और uvcomp2 (IR विकिरण के लिए जिम्मेदार) का उपयोग करें।

उपयोग किए गए सूत्र में स्थिरांक की गणना करने के लिए, दो कृत्रिम प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता होती है:
• एक साधारण तापदीप्त दीपक - यह आईआर स्पेक्ट्रम और दृश्य विकिरण में निकलता है, कोई यूवी विकिरण नहीं है।
एलईडी लैंप - यह केवल दृश्य विकिरण में उत्सर्जन करता है, कोई यूवी और आईआर विकिरण नहीं है
हम एलईडी लैंप के साथ शुरू करते हैं। चूंकि कोई यूवी विकिरण नहीं है, इसलिए संबंधित सूचकांक शून्य होगा।

एलईडी लैंप में IR विकिरण नहीं होता है, इसलिए UVcomp2 0. होगा और इस मामले में, आप गुणांक पा सकते हैं कि

इन गुणांक वाले हैं, पारंपरिक लैंप का उपयोग करते समय गुणांक b और d खोजना मुश्किल नहीं है, जब UVcomp2 शून्य के बराबर नहीं है।

इस सरल विधि का उपयोग करके आप आवश्यक स्थिरांक प्राप्त कर सकते हैं। इस तरह के अंशांकन को शाम के समय किया जाना चाहिए जब धूप और अन्य प्रकाश स्रोत न हों।
एक सही ढंग से कैलिब्रेटेड सेंसर जांचना बहुत आसान है। एक धूप के दिन, दोपहर के समय, जब आकाश में कोई बादल नहीं होते हैं, तो आपको सूर्य पर सेंसर को इंगित करके तीव्रता को मापने की आवश्यकता होती है। रीडिंग को मौसम साइटों पर प्रसारित डेटा से मेल खाना चाहिए।

जब टेनिंग, विकिरण को सही ढंग से मापने के लिए, सेंसर को शरीर की सतह के समानांतर रखा जाना चाहिए। अधिकतम वर्तमान सूचकांक प्राप्त करने के लिए, सेंसर को सूरज को निर्देशित किया जाना चाहिए।

संवेदक ने औसत समय के साथ अधिकतम डेटा के साथ सर्वोत्तम परिणाम दिखाना शुरू कर दिया (सेंसर में इस पैरामीटर को सेट करने की क्षमता है - वह समय जिसके दौरान यह संकेतक औसत है) - 800ms।

रीडिंग को एकदम सही बनाने के लिए, हमें डेवलपर की सिफारिशों का भी पालन करना था - बोर्ड को काले रंग से पेंट करना ताकि यह एक काली फ़नल के साथ सेंसर को प्रतिबिंबित न करे और चारों ओर से घेरे।

अनुभव का उपयोग करें

मैं उपभोग के बारे में तुरंत कहूंगा - यह बहुत छोटा है, यह लगभग 2 एमए है जब सभी सेंसर और माइक्रोकंट्रोलर काम कर रहे हैं। असीम उपयोग के साथ, बैटरी एक बार चार्ज होने पर लगभग 3 महीने तक चलती है।

मैं रीडिंग की सटीकता को बहुत अधिक मानता हूं। मैंने कई क्षेत्रों (मास्को, सोची, क्रीमिया) में जाँच की - रीडिंग मौसम की जगहों के साथ दोपहर में मेल खाती है। इसलिए, मेरा मानना है कि बादल के मौसम में भी उस पर भरोसा किया जा सकता है।

सेंसर के निर्माण में, मुझे यह अध्ययन करना पड़ा कि यूवी विकिरण क्या है, और यह अभी भी कैसे हानिकारक है। यह किस प्रकार के हैं। यह त्वचा को कैसे प्रभावित करता है। क्षितिज पर सूर्य की स्थिति कैसी है और क्या यूवी विकिरण आंखों के लिए हानिकारक है।

व्यक्तिगत रूप से, मैंने खुद पर "जलने" के बारे में सभी लेखों की जाँच की। सेंसर बेहतरीन साबित हुआ। अब, पहाड़ों में सेंसर पर इंडेक्स 13 देखा, मैंने एक तंग शर्ट पर रखा और शरीर के सभी हिस्सों को कवर किया। और शाम को, जब सूचकांक 5 - मैं शांति से चलता हूं और सूरज की गर्म किरणों के नीचे से गुजरता हूं।

मैंने सीखा है कि एक धूप के दिन, आप मास्को में एक अच्छा सनबर्न प्राप्त कर सकते हैं - दोपहर में सूचकांक 9 तक पहुंचता है। और यह भी, कि जब तैराकी करते हैं, तो धूप में बिताया गया समय दोगुना हो जाता है।
मेरे लिए, यह उपकरण बहुत उपयोगी था, मैं अभी भी इसका उपयोग करता हूं, पूरे परिवार को गवाही पर भरोसा है।

फिलहाल, उन्होंने एक बहुत ही सटीक आर्द्रता सेंसर - HTS221 जोड़ा। यह I2C पर भी काम करता है, इसलिए मैंने सिर्फ एक मिनी-बोर्ड बनाया और इसे अंदर चिपकाया। एक वार्निश तार के साथ मिलाप 0.15 मिमी। इसलिए, अब यह नमी को भी दर्शाता है, बाजार पर बिकने वाले चीनी मीटरों की तुलना में बहुत अधिक सटीक है।

मैं बड़े मोटे माइनस के बारे में थोड़ा लिखूंगा - डेवलपर की सिफारिशों के अनुसार, सेंसर को धूल और गंदगी से अलग करने के लिए ऑप्टिकल टेफ्लॉन के साथ सेंसर को बंद करना बेहतर है। रेल में इस तरह के टेफ्लॉन को खोजने के लिए काम नहीं किया, इसलिए सेंसर धूल हो जाता है और कभी-कभी मैं इसे कपास झाड़ू से पोंछता हूं।

यूवीए यूवीबी को मापने

डिवाइस क्या होना चाहिए

मुख्य घटक: VEML6075 + MCP3421 + STM8

यूवी सेंसर अंशांकन

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