基于Arduino開發板和諾基亞5110 LCD顯示屏的紫外線強度計案例

紫外線（Ultraviolet rays），簡稱UV，是太陽發出的光線。由于臭氧層的消耗，這些射線趨于達到極高的限值，可能導致皮膚曬傷等。這就是為什么始終需要每天和每小時對紫外線指數進行預測，以幫助人們保持追蹤和保持安全的原因。為了進行監控，為什么不擁有個人紫外線強度計？

在本篇文章中，我們將使用Arduino開發板和諾基亞5110 LCD顯示屏以及紫外線傳感器（UVM30A）來制作一款紫外線強度計。諾基亞5110用于顯示紫外線強度指數，這個是國際標準單位，用于表示在特定位置和特定時間遇到的來自太陽的紫外線強度。

測量特定位置和特定時間的紫外線指數的目的是為了防止人們受到高紫外線指數射線所引起的危險，因為高紫外線射線可能會導致諸如曬傷等現象。它還可以用來指導人們，以便他們能夠采取足夠的保護措施，例如每天使用防曬霜、太陽鏡、帽子等。試圖將紫外線指數與適當的防護設備匹配的紫外線防護圖如下所示：

從該圖表可以看出，當紫外線水平極高時，建議留在室內，原因是紫外線指數室內大部分為零。這意味著在測試我們將要制造的設備時，應將其拿到外面，如下圖所示，因為在室內測試時該值不會改變。

本文中將使用的UVM30A紫外線傳感器是一個具有幾乎線性輸出的低成本模擬傳感器。這意味著傳感器的輸出分別隨紫外線輻射的成比例增加而增加。從傳感器數據表中摘錄出的傳感器輸出（以mV為單位）相對于紫外線指數的圖表如下所示。

UV指數與傳感器輸出電壓之間的線性關系

它是一個由VCC、GND和模擬信號輸出組成的簡單的三引腳傳感器，這樣就可以開始工作了。

所需的組件

● 紫外線傳感器

● Arduino Uno開發板

● 諾基亞5110 LCD顯示屏

● 面包板

● 連接導線

原理圖

準備好所有組件之后，請按照以下示意圖進行原理圖連接：

我們在之前的文章中介紹了將N0kia 5110 LCD連接到Arduino開發板的方法，但在本文中，我們仍列出了引腳圖的連接方式。同時本文給出了UV傳感器與Arduino開發板的連接方式。

UV傳感器與Arduino開發板的引腳連接表

GND	GND
VCC	VCC
output	A0

諾基亞5110 LCD與Arduino開發板之間的引腳連接表：

Pin 1(RST)	D12
Pin 2(CE)	D11
Pin 3(DC)	D10
Pin 4(DIN)	D9
Pin 5(CLK)	D8
Pin 6(VCC)	VCC
Pin 7(LIGHT)	GND
Pin 8(GND)	GND

在編寫代碼之前，請仔細檢查連接以確認一切正常。

代碼

此項目的代碼非常簡單，我們僅使用一個庫（諾基亞5110 LCD庫）與LCD進行通信?？梢詮拇随溄?a href="http://www.qd573.com/soft/special/" target="_blank">下載該庫。該代碼的基本操作是讀取傳感器輸出連接到的模擬引腳0（A0），并將其轉換為mV，以便我們可以與UV指數表中的值進行比較，并計算該特定位置和時間的UV指數。在計算并確定了紫外線指數之后，該指數通過諾基亞5110 LCD顯示給用戶。下圖顯示了用于比較的紫外線指數表。

與往常一樣，我們將代碼分成小塊，并在給出完整代碼之前進行解釋。首先，我們在代碼中要做的第一件事是導入諾基亞5110 LCD庫，該庫是顯示屏所必需的。

//////////////////////////////////////////////

// Arduino UV Meter //

// with NOKIA 5110 LCD //

// http://www.educ8s.tv //

/////////////////////////////////////////////

#include

導入庫后，我們開始聲明將在代碼中使用的其他變量和常量。

LCD5110 lcd(8,9,10,12,11);

extern unsigned char BigNumbers[];

extern uint8_t splash[];

extern uint8_t ui[];

String UV = "0";

完成后，我們轉到setup函數。我們要做的第一件事是初始化LCD，然后設置顯示器的字體，使用lcd.clrScr()清除屏幕，然后繪制初始位圖。

void setup() {

lcd.InitLCD();

lcd.setFont(BigNumbers);

lcd.clrScr();

lcd.drawBitmap(0, 0, splash, 84, 48);

在執行drawBitmap命令之后，我們更新LCD以反映更改，并延遲3000毫秒以確保啟動畫面在屏幕上停留的時間足夠長。

lcd.update();

delay(3000);

}

setup函數結束后，我們進入loop()函數，這里調用readSensor函數，該函數從UV傳感器讀取值，將其轉換為mV并將其與Index表進行比較以獲得mV的UV索引匹配讀入的值。

void loop() {

int stringLength = 0;

UV = readSensor();

接下來，我們清除屏幕并繪制將要插入索引的UI。

lcd.clrScr();

lcd.drawBitmap(0, 0, ui, 84, 48);

繪制UI后，我們將計算索引的長度，并使用printUV函數將其顯示，然后調用LCD更新命令。

stringLength = UV.length();

printUV(stringLength);

lcd.update();

delay(150);

}

該項目的完整代碼如下。

//////////////////////////////////////////////

// Arduino UV Meter //

// with NOKIA 5110 LCD //

// http://www.educ8s.tv //

/////////////////////////////////////////////

#include

LCD5110 lcd(8,9,10,12,11);

extern unsigned char BigNumbers[];

extern uint8_t splash[];

extern uint8_t ui[];

String UV = "0";

void setup() {

lcd.InitLCD();

lcd.setFont(BigNumbers);

lcd.clrScr();

lcd.drawBitmap(0, 0, splash, 84, 48);

lcd.update();

delay(3000);

}

void loop() {

int stringLength = 0;

UV = readSensor();

lcd.clrScr();

lcd.drawBitmap(0, 0, ui, 84, 48);

stringLength = UV.length();

printUV(stringLength);

lcd.update();

delay(150);

}

void printUV(int length)

{

switch(length)

{

case 1:lcd.print(UV,38,19); break;

case 2:lcd.print(UV,24,19); break;

default:lcd.print(UV,0,19); break;

}

}

String readSensor()

{

String UVIndex = "0";

int sensorValue = 0;

sensorValue = analogRead(0); //connect UV sensor to Analog 0

int voltage = (sensorValue * (5.0 / 1023.0))*1000;//Voltage in miliVolts

if(voltage<50)

{

UVIndex = "0";

}else if (voltage>50 && voltage<=227)

{

UVIndex = "0";

}else if (voltage>227 && voltage<=318)

{

UVIndex = "1";

}

else if (voltage>318 && voltage<=408)

{

UVIndex = "2";

}else if (voltage>408 && voltage<=503)

{

UVIndex = "3";

}

else if (voltage>503 && voltage<=606)

{

UVIndex = "4";

}else if (voltage>606 && voltage<=696)

{

UVIndex = "5";

}else if (voltage>696 && voltage<=795)

{

UVIndex = "6";

}else if (voltage>795 && voltage<=881)

{

UVIndex = "7";

}

else if (voltage>881 && voltage<=976)

{

UVIndex = "8";

}

else if (voltage>976 && voltage<=1079)

{

UVIndex = "9";

}

else if (voltage>1079 && voltage<=1170)

{

UVIndex = "10";

}else if (voltage>1170)

{

UVIndex = "11";

}

return UVIndex;

}

演示

將Arduino開發板連接到計算機，啟動IDE并將代碼粘貼到其中。 在上傳之前，請不要忘記將UI和Splash文件添加到代碼的Arduino sketch文件夾中，因為這可能會引發錯誤。

將代碼上傳到您的開發板上，然后帶到外面以測量您所在區域的紫外線強度。
編輯：hfy