Kituo cha Hali ya Hewa Kubebeka kwa Watazamaji wa Anga za Usiku: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Uchafuzi wa mazingira ni moja wapo ya shida nyingi ulimwenguni. Ili kutatua shida hiyo, tunahitaji kujua ni anga ngapi usiku imechafuliwa na taa bandia. Wanafunzi wengi walio na waalimu ulimwenguni hujaribu kupima uchafuzi wa nuru na sensorer ghali. Niliamua kubadilisha luxmeter yangu inayoweza kubebeka (kwa ukaguzi zaidi mradi wa maagizo ya awali ya Portable Luxmeter) kuwa kituo cha hali ya hewa na sensa ya TSL2591. Sensor hii ni nyeti ya kutosha kupima kipimo cha uchafuzi wa usiku. Pia, ninaongeza HTU21D kwa kipimo cha joto na unyevu.

Hatua ya 1: Ni Nini Uchafuzi wa Usiku na Jinsi Unavyopima

Uchafuzi wa usiku ni mwanga kutoka kwa taa, magari, nyumba, paneli kubwa za LCD jijini na kila nuru iliyotengenezwa na binadamu. Nuru hiyo inaita bandia. Kwa wachunguzi, nuru bandia ni shida kuu kuona nyota kutoka jiji, na lazima waende nje ya jiji. Kwa binadamu, uchafuzi mkubwa wa mwanga ni hatari. Na pia kwa miti, nyasi na wanyama.

Kwa kuangalia uchafuzi mdogo wa mahali pako, unaweza kuona hapa ramani nyepesi

Ni mfano tu, na maadili halisi yanaweza kutofautiana. Ndio sababu niliunda hiyo luxmeter.

Kwa kipimo cha uchafuzi wa mazingira, napima lux tu na mahesabu ya ukubwa / arsec2.

Ninaweza kuhesabu kutoka lux hadi candela kwa mita za suqare:

1 cd / m2 = 1 lux

Ukubwa kwa arcsecond ya mraba (mag / arcsec2) inaelezea asili ya anga la usiku (inaita mwangaza wa uso).

Zaidi juu ya wiki: Mwangaza wa uso

Kwa kuhesabu cd / m2 kwa mag / arcsec2 ni fomula:

[thamani ya mag / arcsec2] = Log10 ([thamani ya cd / m2] / 108000) / - 0.4

unihedron.com/projects/darkky/magconv.php

Hatua ya 2: BOM

Kwa mradi huu unahitaji:

1. Mini ya WEMOS D1 au mdhibiti mdogo

(Ninatumia mamos, kwa sababu ni moja ndogo, na bandari ya usb, unaweza kujaribu Arduino Nano)

WEMOS D1 MINI (Yanwen Economic Air Mail)

WEMOS D1 MINI (Usafirishaji wa AliExpress Kawaida)

WEMOS D1 MINI pcs 10 (Uchapishaji wa Hewa iliyosajiliwa ya Uchina - Usafirishaji wa bure)

kebo ya usb kwa programu na kupakia nambari kwa wemos

2. Sensorer ya TSL2591

TSL2591 (Yanwen Economic Air Mail)

TSL2591 (Barua ya Hewa Iliyosajiliwa ya China)

TSL2591 (Barua ya Hewa Iliyosajiliwa ya China)

3. Joto la joto na unyevu wa HTU21D

HTU21D (Cainiao Uchumi Mkuu)

HTU21D (Yanwen Economic Air Mail - usafirishaji wa bure)

OLED kuonyesha 0.96 (128 x 64)

OLED kuonyesha

OLED kuonyesha

OLED kuonyesha

5. Betri 18650

18650 betri ya lithiamu ion

18650 betri ya lithiamu ion

mmiliki wa betri 18650

6. Moduli ya kuchaji TP4056

t4040

t4040

7. kubadili vifungo au jumper ya kuzamisha

swtich nyekundu kuzamisha

swtichers, mengi tofauti

8. kebo za mkate na dupont

ubao mdogo wa mkate

kitanda cha mkate

9. kesi, ninaunda kutoka kwa mkanda wa kuni +

mkanda mwekundu

Prusa 3D printa, natumai nitafanya kesi kutoka kwa plastiki: D

Hatua ya 3: Mzunguko

Mzunguko ni rahisi sana:

Unganisha moduli zote za i2c (TSL2591, OLED, HTU21D) kwa pini za SCL na SDA kwenye wemos (SDA -> D2, SCL -> D1).

Wape nguvu na 3.3 V kutoka kwa mamos.

Unganisha kituo cha betri pamoja na pini 5V kwenye wemos na betri + pini kwenye moduli ya kuchaji ya tp4056 ili kuongeza kituo kwenye betri.

Unganisha viwanja vyote pamoja.

Hatua ya 4: Sensorer ya HTU21D

Ninunua sensorer mpya ya joto, ambayo hupima kwa usahihi 0.3 ° C!

Vitu unapaswa kujua kuhusu sensa hii (kutoka kwa sparkfun):

• Inatumia kiolesura cha I2C
• Usawa wa kawaida wa unyevu wa ± 2%
• Usahihi wa kawaida wa joto wa ± 0.3 ° C
• Inafanya kazi kutoka 0 hadi 100% ya unyevu lakini sensor hii haipendekezi kwa mazingira magumu ambapo inaweza kuwasiliana na maji (kama mvua).
• Sensor ya 3.3V - tumia vibadilishaji vya kiwango cha mantiki au vipingaji 10k kupunguza ishara za 5V
• Sensorer moja tu ya HTU21D inaweza kukaa kwenye basi ya I2C kwa wakati mmoja

Muhtasari wangu: ni sensa nzuri, kwa sababu inapima kwa usahihi 0.3 ° C na zote mbili - joto na unyevu. Faida ni kuingiliwa kwa I2C na hasara 3.3V, lakini haijalishi kwa upande wangu.

Hatua ya 5: TSL2591

Sensor hii ni nzuri kwa kipimo cha uchafuzi wa anga la usiku kwa sababu ya unyeti (kwa 188 micro lux!).

1. ni diode na uwezekano wa ir na kipimo kamili. Situmii.

2. mdhibiti wa voltage kutoka 5V hadi 3.3 V

Vipimo vya Chip (kutoka kwa matunda):

• Inakadiri Jibu la jicho la Binadamu
• Nguvu pana sana anuwai 1 hadi 600, 000, 000 Hesabu
• Aina ya Lux: 188 unyeti wa uLux, hadi 88, 000 vipimo vya uingizaji wa Lux.
• Kiwango cha joto: -30 hadi 80 * C
• Mbalimbali ya voltage: 3.3-5V ndani ya mdhibiti wa bodi
• Kiolesura: I2C
• Bodi / chip hii hutumia anwani ya I2C 7-bit 0x29 (fasta)
• Vipimo: 19mm x 16mm x 1mm /.75 "x.63" x.04 "Uzito: 1.1g
• Diode 2 za kipimo vyote - IR na wigo kamili

Muhtasari:

188 uLux ni dhana, pia mawasiliano ya I2C ni rahisi. Labda shida inaweza kusanidiwa anwani ya I2C (0x29). Pia kwenye mdhibiti wa bodi ni mzuri na inawezekana kutumia sensa wakati wa baridi (baridi).

Hatua ya 6: Kanuni

Unahitaji maktaba hizi (ninaongeza kwenye faili moja ya zip):

• Adafruit-GFX-bwana-maktaba
• adafruit_gfx_library_master
• Adafruit_HTU21DF_Libra-bwana
• Adafruit_Sensor-bwana
• Adafruit_TSL2591_Librari-bwana

Nambari: unaweza kutumia yangu, au kuunda mwenyewe. Usisahau kuweka wakati wa upeo wa ujumuishaji (600 MS) na upate kiwango cha juu (GAIN_MAX) kwa kipimo cha anga la usiku.

Ikiwa unajaribu kutumia nambari yangu, tafadhali pakua faili ya ino. Wakati ninakili kutoka kwa nambari yangu inayoweza kufundishwa, kitu kibaya na maktaba

Natumia kupakia picha ya mwezi kwa raha tu. Unaweza kutumia yoyote, tumia tu ukurasa huu kupata safu:

javl.github.io/image2cpp/

//https://lastminuteengineers.com/oled-display-arduino-tutorial///https://javl.github.io/image2cpp/ // mcd kwa ukubwa https://unihedron.com/projects/darkky/magconv.php… // HD44780 ni mtawala wa maonyesho ya kioo ya kioevu ya kioevu (LCDs). https://unihedron.com/projects/darkky/magconv.php ……. # pamoja na

# pamoja

# pamoja na # pamoja # # pamoja na "Adafruit_HTU21DF.h" # pamoja na "Adafruit_TSL2591.h" int counter; // OLED onyesha anwani ya TWI #fafanua OLED_ADDR 0x3C Adafruit_SSD1306 onyesho (-1); // - 1 ya kuonyesha upya na kifungo cha kuanza tena kwenye bodi ya arduino Adafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF (); Adafruit_TSL2591 tsl = Adafruit_TSL2591 (2591); // pitisha nambari kwa kitambulisho cha sensa (kwa matumizi yako baadaye) uint32_t lum; uint16_t ir, kamili; int ulux; kuelea lux; kuelea temp; kuelea rel_hum; kuelea mag_arcsec2; // magia ya kuona / arcsecond² [thamani ya mag / arcsec2] = Log10 ([thamani ya cd / m2] / 108000) / - 0.4 // alama // digrii kwa digrii ya Celsius const isiyosainiwa PROGMEM = {0xe, 0x11, 0x11, 0x11, 0xe, 0x0, 0x0, 0x0}; // msaidizi 2 const unsigned char exponent PROGMEM = {0xe, 0x1b, 0x3, 0x6, 0xc, 0x18, 0x1f, 0x0}; // 'moon_logo', 128x64px const unsigned char intro PROGMEM = {0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc1, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0xff, 0xfd, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0x01, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x03, 0xff, 0xc0, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xfc, 0x07, 0xff, 0xe0, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x07, 0xff, 0xf8, 0xff, 0x 0 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xf0, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x0f, 0xff, 0x77, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x1f, 0xbe, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x1f, 0xcc, 0xff, 0xff, 0x8f, 0x, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x3f, 0xc0, 0xff, 0xff, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xc0, 0xff, 0xff, 0x8f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x3f, 0xe0, 0x7f 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x3f, 0x80, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xf8, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x3f, 0xf1, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xf9, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x ff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xfb, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xe0, 0x18, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x60, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xc 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe1, 0xe7, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xe0, 0x07 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x18, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff 0xff, 0xff, 0xe0, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x48, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x80, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0x 0xff, 0xff, 0xc0, 0xc4, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xc0, 0x60 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0xf0, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x07, 0xff 0xff, 0xff 0xc0, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0xe3, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf1, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0x43, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfb, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x4f, 0xff, 0xff 0xff, 0xfb 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x5f, 0xff, 0xff, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x3f, 0xff, 0xff, 0x87, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xcf, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf0, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xb7, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x01, 0x0f, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x01, 0xfe, 0x3f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x3f, 0xff, 0xff, 0x, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x00, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0, 0x00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x 00, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xc0, 0x00, 0x03, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x01, 0xff, 0xff, 0xfd, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xf 0x7f, 0xff, 0xf3, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x1f, 0xff 0xc7, 0xff, 0xff, 0x 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfc, 0x00, 0x00, 0x00, 0xfc, 0x0f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x7f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x00, 0x00, 0x00, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xf8, 0x00, 0x00, 0x03 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xfe, 0x00, 0x00, 0x1f, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xe0, 0x01, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff}; kuanzisha batili () {// htu21d htu.begin (); // tsl2591 sensor_t sensor; tsl senser (& sensor); tsl.setGain (TSL2591_GAIN_MAX); // MAX, HIGH MED, LOW, tsl.setTiming (TSL2591_INTEGRATIONTIME_600MS); // 100MS, 200 MS, 300MS, 400MS, 500MS, 600MS // usanidi wa onyesho la kuonyesha oled. Kuanza (SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR); onyesha wazi Cleplay (); onyesha.display (); onyesha.drawBitmap (0, 0, intro, 128, 64, WHITE); onyesha.display (); kuchelewesha (1000); onyesha.setTextSize (1); onyesha.setTextColor (NYEUPE); onyesha.setFont (& FreeSerif9pt7b); onyesha wazi Cleplay (); } kitanzi batili () {lux = 0; ulux = 0; mag_arcsec2 = 0; temp = 0; rel_hum = 0; kuchelewesha (100); lum = tsl.getFullLuminosity (); ir = lum >> 16; kamili = lum & 0xFFFF; kuchelewesha (100); lux = tsl.calculateLux (kamili, ir); // intensiti nyepesi katika microlux ulux = lux * 1000000; ikiwa (ulux <0) {ulux = 0; } mag_arcsec2 = log10 (lux / 108000) / - 0.4; // (logi ((ulux / 108000)) /(-0.4) temp = htu.readTemperature (); 50, WHITE); onyesha wazi Cleplay (); onyesha.setCursor (1, 15); onyesha.print (temp); onyesha.drawBitmap (42, 2, digrii, 8, 5, NYEUPE); 15. 15); onyesha.print ("C"); onyesha.setCursor (70, 15); onyesha.print (rel_hum); 1, 20, 127, 20, NYEUPE); onyesha.drawLine (67, 1, 67, 20, WHITE); Onyesha.print (ulux); onyesha.setCursor (1, 55); onyesha.print ("mag / arsec"); setCursor (83, 55); onyesha.print (mag_arcsec2); onyesha onyesha ();}

Hatua ya 7: Ndani

Ninaunda kesi yangu mwenyewe na ninatumia ubao wa mkate na nyaya za dupont kama unaweza kuona.

Ninatumia TP4056 kwa kuchaji betri na kebo ya usb (haja swtich dip jumper).

Kwa kuwasha / kuzima mimi hutumia jumper ya kuzamisha.

Kwa mchana, TSL2591 inaonyesha 0 na mag / arcsec2 ni nan.

Kwa anga ya usiku inapaswa kuonyesha TSL2591 kutoka 0 hadi 1000 000 microlux (ulux) na mag / arcsec2 inayofanana

(cca. 14 hadi 22 mag / arsec2).

Kwa fullMoon nilipima 50k ulux ambayo ni 0.05 lux.