UV sensor (GUVA-S12SD)

Dit project wordt niet meer ondersteund. Er wordt gekeken naar een passende oplossing.

Deze sensor kent een brede toepassing, het is in staat het niveau van de UV (ultraviolet) zonnestraling te detecteren door middel van zijn unieke GUVA-S12SD-chip. De opstelling kan worden gebruikt in projecten voor het bewaken van ultraviolette straling die wordt vrijgemaakt door zonlicht en UV-lampen.

De sensor is ideaal voor het bewaken van de straling op stranden of in de buurt van zwembaden om de gebruiker te waarschuwen voor het risico van huidverbranding. Het kan ook worden gebruikt om UV-intensiteit te controleren en UV-vlamdetectoren bij UV-desinfectie.

De module, met een typische UV-detectiegolflengte van 200 – 370 nm, geeft een gekalibreerde analoge spanning af die varieert met de intensiteit van het UV-licht, dus eigenlijk is alles wat u hoeft te doen, dit te verbinden met een ADC-ingang en de waarde in te lezen.

Specificaties
– Voltage: 2,5 V ~ 5 V
– UV-golflengte: 240 – 370 nm
– Uitgangssignaal: analoog
– Actief gebied: 0,076 mm2
– Reactie: 0,14A / W
– Spectraal detectiebereik: 240-370nm
– Donkere stroom: 1nA
– Lichtstroom: 101 tot 125 nA UVA, 1 mW / cm2
– Werktemperatuur: -20 ~ 85ºC

Aansluitpinnen
– S : Signaal – 0 tot 1000mV (0 tot 10 UV-index) *
– VCC : 3.3V tot 5.5V (5mA huidige consumptie)
– GND : 0V (aardverbinding)

De geijkte meetwaarden van de sensor sluiten aan bij de UV-index, deze ziet er als volgt uit:

World Health Organisation Classification / Standard UV Index vs. Sensor Module’s Output Voltage

Analoog signaal
De GUVA-S12SD sensor heeft een analoge uitgang. Omdat de GPIO-header van de Raspberry Pi alleen digitale signalen kan herkennen gebruiken we de bekende MCP3008 A/D converter om de analoge signalen naar bruikbare digitale signalen om te zetten.

De AD-converter MCP3008
Een analoog-digitaal omzetter of AD-converter (ADC) zet een analoog signaal, bijvoorbeeld een spanningssignaal, om in een digitaal signaal. De MCP-chip zet een analoge voltage om in een getal tussen de 0 en 1023 (10 bit). De MCP3008 heeft 8 analoge ingangen en is met een SPI interface uit te lezen met de Raspberry Pi. Kijk hier voor gedetailleerde informatie over de MCP3008.

De MCP3008 wordt als volgt met de Raspberry Pi verbonden.

Vervolgens wordt de GUVA module met de MCP3008 verbonden

Note: Van de MCP3008 worden pin 2 t/m 8 niet gebruikt

Het aansluitschema
De uitgang van de GUVA-sensor verbinden we met de input (CH0) van de A/D-omzetter. Deze wordt vervolgens met de GPIO-header pinnen van de Raspberry Pi verbonden.

System update/upgrade en bibliotheek (spidev) laden
Voordat we met de code kunnen opstarten, willen we dat het systeem up-to-date is met

sudo apt-get update

Nu nog even alles upgraden met

sudo apt-get upgrade

En python-dev installeren met

sudo apt-get install python-dev

Zet in de configuratie de SPI interface aan

sudo raspi-config

Is het spi-device beschikbaar?
Controleer dit met ls /dev/spi*

* Als het aangeeft: no such file or directory! Dan is SPI niet geactiveerd!

Controleer of raspi-config zijn werk heeft gedaan

grep -i 'dtparam' /boot/config.txt

Zie je dtparam=spi=on staan?

Zo niet? Ga dan weer naar de config met

sudo raspi-config

en zet de SPI-interface aan

Start vervolgens de Raspberry Pi opnieuw op met

sudo reboot

Python

Start de code op met python guva.py

Als alles goed is zou dit de uitkomst moeten zijn

Test
Omdat de zon niet altijd aanwezig is, dacht ik met een UV LED (“black light”) de sensor te kunnen beschijnen en waarden te kunnen zien. Helaas, de sensor kan weliswaar een beetje reageren, maar heeft een ander (spectraal) detectiebereik dan de UV LED, te weten 240-370nm. Een UV LED genereerd een golflengte van zo’n 365 nanometer.

Kortom: De zon is de enige echte bron om echt metingen mee te kunnen doen.

Voorbeeld: spectrum van een typische UV-LED

Eigenschappen per golflengtebereik
Afhankelijk van de golflengte van uv-straling, heeft deze straling bepaalde eigenschappen.

Uv A (320-420 nm)
• Uv A vormt 98,7% van de uv-straling die het aardoppervlak bereikt. De ozonlaag heeft hierop weinig invloed.
• Veroorzaakt huidveroudering.
• Gaat grotendeels door glas en kleding. Veroorzaakt het verkleuren van stoffen en verf.
• Veroorzaakt melanoom, de dodelijkste vorm van huidkanker.

Uv B (280-320 nm)
• Uv B vormt 1,3% van de uv-straling die het aardoppervlak bereikt. De ozonlaag heeft hierop een grote invloed.
• Zet zuurstof om in ozon en herstelt zo langzaam de ozonlaag.
• Veroorzaakt verbranden en bruin worden.
• Gaat niet door ‘gewoon’ glas (gefilterd tot ongeveer 300 nm), wel door kwartsglas.
• Veroorzaakt andere vormen van huidkanker.
• 270-300 nm zijn de beste golflengtes voor de vorming van vitamine D.

Uv C (100-280 nm)
• Deze dodelijke uv-straling wordt volledig door de atmosfeer tegengehouden.
• Zet zuurstof om in ozon en herstelt zo langzaam de ozonlaag.
• Is zeer destructief voor huidcellen. Veroorzaakt binnen korte tijd laesies.


STORING: “Kan de spi-dev module niet vinden”
Het kan voorkomen dat na het opstarten van guva.py start de volgende melding (‘ImportError: No module named spidev’) zich voordoet.

Dit probleem ligt niet aan het python script, maar aan je besturingssysteem. guva.py maakt gebruik van de spidev module. Soms is deze niet in oudere versies van het besturingssysteem aanwezig en zal de module geïnstalleerd moeten worden. Mijn zoektocht heeft de volgende fix opgeleverd:

sudo apt-get install python-dev python-pip

en/of

sudo pip install spidev

sudo reboot

Daarna deed het script precies wat het moest doen.

Have A Nice Day!

Geef als eerste een reactie

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.


*