Przenośny luksomierz: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Ten projekt dotyczy wykonania przenośnego luksomierza. Może być stosowany w szkołach, gdzie dzieci mogą mierzyć różne rodzaje źródeł światła.

Funkcje:

1. zmierzyć natężenie światła w luksach.

2. obliczyć promieniowanie słoneczne od luksów do watów/m2 (współczynnik 112)

3. ładowanie baterii za pomocą portu USB

Całkowity koszt to około 13 $ bez etui. Luksomierz pobiera 15 mA, więc będzie działał długo na jednej baterii Li-Ion.

Krok 1: BOM

Do projektu potrzebujesz tych komponentów (linki afiliacyjne, jeśli chcesz mnie wesprzeć):

Arduino Pro Mini 5V

Połączyć

MAX44009

• Szeroki zakres od 0,045 luksa do 188 000 luksów VCC = 1,7 V do 3,6 V ()
• ICC = 0,65 µA Prąd roboczy
• Zakres temperatur od -40°C do +85°C
• Połączyć

Wyświetlacz OLED

• Przekątna ekranu: 0,96"
• Liczba pikseli: 128 x 64
• Głębia koloru: monochromatyczny (żółty i niebieski)
• Wymiar: 27,8 x 27,3 x 4,3 mm
• Napięcie robocze: 3,3 ~ 5 V DC
• Moc: 0,06 W
• Maksymalny kąt widzenia:> 160 stopni
• Obciążenie: 1/32 Jasność (cd/m2): 150 (Typ) przy 5 V
• Interfejs: I2C
• Połączyć

TP4056

• potrzebujesz kabla USB do micro USB do ładowania
• wejście 5V

Połączyć

Bateria litowo-jonowa

• 3 - 4,2 V
• Połączyć

18650 posiadacz

Połączyć

Przełącz zworkę

Połączyć

Kable i nagłówek

• kobieta z kobietą
• żeński i męski nagłówek
• Link do kabli
• Link do nagłówków pinów

Krok 2: Obwód

Potrzebne jest oczywiście Arduino 5V do zasilania z akumulatora Li-Ion (4, 2 V!)

Znajomości:

Arduino - MAX44009 (tak samo dla wyświetlacza OLED)

A4 - SDA

A5 - SCL

VCC - VIN

GND - GND

TP4056 - Arduino Pro Mini OUT+ - VCC

Arduino - bateria

VCC - zacisk plus (max 5 V dla Arduino 5V)

Arduino - zworka przełącznika

GND - pierwszy przełącznik

TP4056 - przełącznik zworki

OUT - - drugi przełącznik

Akumulator - zworka przełącznika

zacisk minus - pierwszy i drugi przełącznik

Krok 3: Kod

#włączać

#włącz #włącz

#włączać

#include "MAX44009.h"

MAX44009 luksów (0x4A);

luks pływakowy; waty pływakowe; // wyświetlacz OLED adres TWI #define OLED_ADDR 0x3C Adafruit_SSD1306 display(-1); // zrestartuj wyświetlacz przyciskiem resetowania na arduino void setup() { Lux. Begin(0, 188000); display.begin (SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); display.clearDisplay(); display.display(); // wyświetl linię tekstu display.setTextSize(1); display.setTextColor (BIAŁY); display.setFont(&FreeSerif9pt7b); display.setCursor(1, 15); display.print("MAX44009"); display.display(); } void loop() { lux=Lux. GetLux(); // uzyskaj luksy waty =Lux. GetWpm(); // uzyskaj waty/m2, tylko dla źródła SUN display.fillRect(1, 20, 100, 100, BLACK); // utwórz czarny prostokąt na wartościach position display.setCursor(1, 40); display.print(lux); display.setCursor(80, 40); display.print("lux"); display.setCursor(1, 60); display.print(wat); display.setCursor(80, 60); display.print("W/m"); display.setCursor(115, 55); display.print("2"); display.display(); opóźnienie (1000); }

Krok 4: Przylutuj

Tworzę na płytce prototypowej gniazdo dla Arduino Pro Mini oraz piny do podłączenia innych rzeczy. Buduję też proste etui ze sklejki. Użyj plastikowego kabla Zip do montażu wyświetlacza na drzwiach, również do połączeń.

Krok 5: Ładowanie

Zamontowałem moduł ładujący - TP4056 do luksomierza. Czerwone światło pokazujące ładowanie, niebieskie światło niepodłączony kabel usb (micro usb). Za pomocą zworki przełącznika mogę włączyć/wyłączyć ładowanie.

Krok 6: Formalny plan lekcji

1. Nauczyciel opisuje co to są luksy, waty i opisuje jak pracować z luksomierzem.

2. Uczniowie będą mieli za zadanie zmierzyć luksy:

a, wybierz źródła światła i zmierz odległość od źródła za pomocą miernika długości

b, zmierz intensywność źródła światła;

c, zapisz wszystkie wartości do tabeli.

Krok 7: Własny pomiar

1. Lampa uliczna daje 5 - 25 luksów, prawdopodobnie w zależności od wysokości źródła światła.
2. Światło dzienne daje 80 000 - 100 000 luksów, w zależności od kąta pomiędzy czujnikiem a promieniami słońca.
3. Słońce pod chmurką w słoneczny dzień 15 000 luksów
4. Monitor LCD daje mi 78 luksów (odległość 0 cm), 63 luksy (10 cm), 50 luksów (20 cm)
5. smartfon 60 luksów (0 cm)
6. wewnątrz pomieszczenia w słoneczny dzień rolety zwijane 60 lux

Aby obliczyć waty/m2, musisz znać skuteczność świetlną (w lumenach na wat).

Dla Słońca jest to około 110 lumenów/W (w płaszczyźnie poziomej), 96 lumenów/W (w bezpośrednim świetle słonecznym).

Tak więc dla Sun otrzymuję bezpośrednie natężenie 700 - 900 W/m2.

Kalkulator luksów na wat/m2