怎样制作紫外线指数计

第1步：零件和组件

微控制器Arduino Nano rev.3

ML8511紫外传感器

128×64 OLED显示屏（SSD1306）

MT3608 DC-DC步骤-li

CR2电池

CR2电池座

开关

外壳盒

步骤2：传感器

ML8511（Lapis Semiconductors）是一种紫外线传感器，适用于采集紫外线室内或室外强度。 ML8511配有内部放大器，可根据紫外线强度将光电流转换为电压。这种独特的功能为ADC等外部电路提供了简便的接口。在省电模式下，典型待机电流为0.1μA，从而延长电池寿命。

特点：

对UV-A和UV敏感的光电二极管-B

嵌入式运算放大器

模拟电压输出

低电源电流（典型值300μA）和低待机电流（典型值0.1μA）

小而薄的表面贴装封装（4.0mm x 3.7mm x 0.73mm，12芯陶瓷QFN）

不幸的是，我没有机会发现任何紫外线 - 透明材料，以保护传感器。我测试过的任何一种透明盖子（塑料，玻璃等）都会减弱紫外线测量。更好的选择似乎是石英熔融石英玻璃，但我没有找到任何合理的价格，所以我决定将传感器放在盒子外面，露天。

步骤3：操作

要采取措施，只需打开设备并将其指向太阳几秒钟，使其与方向保持一致太阳光线。然后在显示屏上观察：左侧的索引始终显示即时测量值（每个200毫秒一个），而右侧的读数是此会话期间的最大读数：这是您需要的值。

在显示屏的左下方，还报告了测量的紫外线指数的WHO等效命名法（低，中等，高，极高，极端）。

步骤4：电池电压和读数

我选择CR2电池，因为它的尺寸和容量（800 mAh）。我整个夏天都使用UltraV，电池仍然可以读取2.8V，所以我对这个选择非常满意。操作时，电路消耗约100 mA，但读数测量不会超过几秒钟。由于电池额定电压为3v，我添加了一个DC-DC升压转换器，使电压高达9伏，并将其连接到Vin引脚。

为了使电池电压指示在显示，我使用了模拟输入（A2）。 Arduino模拟输入可用于测量0到5V之间的直流电压，但这种技术需要校准。要执行校准，您需要一个万用表。首先使用最终电池（CR2）为电路供电，不要使用计算机的USB电源;从稳压器（在Arduino 5V引脚上找到）测量Arduino上的5V：默认情况下，此电压用于Arduino ADC参考电压。现在将测量值放入草图中，如下所示（假设我读到5.023）：

voltage = （（long）sum / （long）NUM_SAMPLES * 5023） / 1024.0;

在草图中，我将电压测量值作为10个样本的平均值。

步骤5：原理图和连接

步骤6：软件

对于显示器，我使用了U8g2lib，它非常灵活，功能强大，适用于此类OLED显示器，允许多种字体选择和良好的定位功能。

关于ML8511的电压读数，我使用3.3v Arduino参考引脚（精度在1％以内）作为ADC转换器的基础。因此，通过在3.3V引脚上进行模数转换（通过将其连接到A1），然后将此读数与传感器的读数进行比较，我们可以推断出真实的读数，无论VIN是什么（只要它高于3.4V）。

int uvLevel = averageAnalogRead（UVOUT）;

int refLevel = averageAnalogRead（REF_3V3）;

float outputVoltage = 3.3 / refLevel * uvLevel;

从以下链接下载完整代码。

步骤7：外壳案例

在商业塑料盒上手动切割矩形显示窗口的几次（坏）测试后，我决定自己设计它。因此，在CAD应用程序中，我设计了一个盒子并尽可能地保持它的小巧，我将CR2电池从外部安装在背面（电池盒粘在盒子上）。

下载机箱的STL文件，来自以下链接。

步骤8：可能的未来改进

使用紫外光谱仪在各种条件下测量实际的实时UV指数值（紫外光谱仪非常昂贵）;

使用Arduino微控制器同时记录ML8511的输出;

写入算法以关联ML8511在广泛的大气条件下实时输出到实际UVI值。

步骤9：图像库