【Arduino】168種傳感器系列實(shí)驗(yàn)（154）---ML8511紫外線傳感器

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 13:27

37款傳感器與模塊的提法，在網(wǎng)絡(luò)上廣泛流傳，其實(shí)Arduino能夠兼容的傳感器模塊肯定是不止37種的。鑒于本人手頭積累了一些傳感器和執(zhí)行器模塊，依照實(shí)踐出真知（一定要?jiǎng)邮肿觯┑睦砟�，以學(xué)習(xí)和交流為目的，這里準(zhǔn)備逐一動(dòng)手試試做實(shí)驗(yàn)，不管成功與否，都會(huì)記錄下來(lái)---小小的進(jìn)步或是搞不定的問(wèn)題，希望能夠拋磚引玉。

【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料+代碼+圖形+仿真）
實(shí)驗(yàn)一百五十四：ML8511紫外線傳感器模塊模擬量輸出UV Sensor Breakou

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:21

本帖最后由 eagler8 于 2020-4-14 17:21 編輯

ML8511
是紫外線傳感器，適用于獲取室內(nèi)或室外的紫外線強(qiáng)度。配有內(nèi)部放大器，可根據(jù)紫外線強(qiáng)度將光電流轉(zhuǎn)換為電壓。這項(xiàng)獨(dú)特的功能為與ADC等外部電路提供了便捷的接口。在掉電模式下，典型待機(jī)電流為0.1μA，因此可以延長(zhǎng)電池壽命。
ML8511芯片，是日本商號(hào)沖電氣工業(yè)株式會(huì)社（Oki Electric Industry Co., Ltd.）生產(chǎn)的，敏感波長(zhǎng)：UV-A（320-400nm），UV-B（280-320nm）。

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:24

ML8511特征

•對(duì)UV-A和UV-B敏感的光電二極管

•嵌入式運(yùn)算放大器

•模擬電壓輸出

•低電源電流（典型值300uA）和低待機(jī)電流（典型值0.1uA）

•小型薄型表面貼裝封裝（4.0mm x 3.7mm x 0.73mm，12引腳陶瓷QFN）

ML8511應(yīng)用領(lǐng)域

•智能手機(jī)，手表，氣象站，自行車(chē)導(dǎo)航，配件，游戲

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:28

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:30

ML8511主要參數(shù)
RoHS: 是
產(chǎn)品: Light to Voltage Converters
峰值波長(zhǎng): 365 nm
最大工作溫度: + 70 C
最小工作溫度: - 20 C
安裝風(fēng)格: SMD/SMT
封裝 / 箱體: QFN-12
工作電源電壓: 3.3 V
工作電源電流: 300 uA
封裝: Reel
封裝: Cut Tape
工廠包裝數(shù)量: 1000
電源電壓-最大: 3.6 V
電源電壓-最小: 2.7 V
零件號(hào)別名: ML8511AFCZ05BL

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:48

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:50

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:51

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:52

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 14:53

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 15:12

GY-8511紫外線傳感器模塊GY-ML8511 模擬量輸出UV Sensor Breakou

說(shuō)明：ML8511突破是一個(gè)易于使用的紫外線傳感器。MP8511紫外線（紫外線）傳感器的工作原理是輸出一個(gè)與檢測(cè)到的紫外線數(shù)量相關(guān)的模擬信號(hào)。這種突破可以非常方便地創(chuàng)建設(shè)備，警告用戶曬傷或檢測(cè)紫外線指數(shù)，因?yàn)樗c天氣條件有關(guān)。

此傳感器可最有效地檢測(cè)280-390牛米的光線。這被歸為UVB（燃燒射線）光譜和大部分UVA（曬黑射線）光譜的一部分。它輸出的模擬電壓與測(cè)量的紫外線強(qiáng)度（mW/cm~2）成線性關(guān)系。如果你的微控制器可以做一個(gè)模擬到數(shù)字的信號(hào)轉(zhuǎn)換，那么你可以檢測(cè)紫外線的水平！

沖電氣(OKI)推出內(nèi)建運(yùn)算放大器的紫外線(UV)傳感器IC——ML8511。該產(chǎn)品運(yùn)用絕緣上覆硅(SOI)-CMOS，為該公司首款模擬電壓輸出、無(wú)濾光器的UV傳感器。ML8511可與UV光量成正比輸出模擬電壓。由于可以輸出電壓，因此可以直接連接內(nèi)建MCU的A/D數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，無(wú)需光電轉(zhuǎn)換電路。而且使用小型、薄型表面封裝方式，適合于便攜式設(shè)備用途。

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-4-14 15:16

該模塊采用了通用的ML8511 UV傳感器原件，可以用來(lái)檢測(cè)室內(nèi)或室外的紫外線密度。通過(guò)將光電流轉(zhuǎn)化成電壓的原理來(lái)檢測(cè)UV強(qiáng)度，同時(shí)非常適合被被外部電路所采用。該模塊還具備省電模式可達(dá)0.1uA，適合在智能可穿戴和手機(jī)等設(shè)備上使用。

應(yīng)用
紫外線等級(jí)監(jiān)視器
環(huán)境監(jiān)測(cè)儀、氣象站
DIY紫外線互動(dòng)裝置

技術(shù)規(guī)格
工作電壓：3.3V - 5V
通信接口：Gravity Analog（PH2.0-3P，模擬電壓輸出1V ~ 2.8VDC)
敏感波長(zhǎng)：UV-A（320-400nm），UV-B（280-320nm）
工作溫度：-20~70°C
模塊尺寸：30 x 22mm

ID:347384 · 發(fā)表于 2020-5-12 21:18

支持!!!!!!!!!!!!!

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-5-19 20:32

zero0 發(fā)表于 2020-5-12 21:18
支持!!!!!!!!!!!!!

謝謝鼓勵(lì)

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 17:32

紫外線（Ultraviolet，UV）

是電磁波譜中波長(zhǎng)為400nm～10nm輻射的總稱(chēng)，不能引起人們的視覺(jué)。它是頻率比藍(lán)紫光高的不可見(jiàn)光。英語(yǔ)中，前綴ultra-意為意為“高于，超越”。

1801年，德國(guó)物理學(xué)家里特發(fā)現(xiàn)：在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光，從而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。紫外線是由原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的。自然界的主要紫外線光源是太陽(yáng)，太陽(yáng)光透過(guò)大氣層時(shí)波長(zhǎng)短于 290nm 的紫外線為大氣層中的臭氧吸收掉。

紫外線是陽(yáng)光中波長(zhǎng)為400nm～10nm（納米）的光線。英語(yǔ)為ultraviolet（縮寫(xiě)為UV），前綴ultra-意為“高于，超越”。太陽(yáng)光譜上，紫外線的頻率高于可見(jiàn)光線。可以分為UVA（紫外線A，波長(zhǎng)400nm～320nm，低頻長(zhǎng)波）、UVB（波長(zhǎng)320nm～280nm，中頻中波）、UVC（波長(zhǎng)280nm～100nm，高頻短波）、EUV（100nm～10nm，超高頻）4種。

其中，UVA的致癌性最強(qiáng)，曬紅及曬傷作用是UVB的1000倍。UVC則一般會(huì)被臭氧層阻隔。IR是紅外線（infrared），可造成曬紅、微血管擴(kuò)張、皮膚炎，并促進(jìn)紫外線的致癌性。紫外線照射會(huì)讓皮膚產(chǎn)生大量自由基，導(dǎo)致細(xì)胞膜的過(guò)氧化反應(yīng)，使黑色素細(xì)胞產(chǎn)生更多的黑色素，并往上分布到表皮角質(zhì)層，造成黑色斑點(diǎn)。紫外線可以說(shuō)是造成皮膚皺紋、老化、松弛及黑斑的最大元兇。

紫外線照射人體時(shí)，能促進(jìn)人體合成維生素D，以防止患佝僂病，經(jīng)常讓小孩曬曬太陽(yáng)就是這個(gè)道理。紫外線還具有殺菌作用，醫(yī)院里的病房就利用紫外線消毒。但過(guò)強(qiáng)的紫外線會(huì)傷害人體，應(yīng)注意防護(hù)。

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 17:56

紫外線指數(shù)
是指當(dāng)太陽(yáng)在天空中的位置最高時(shí)（一般是在中午前后，即從上午十時(shí)至下午三時(shí)的時(shí)間段里），到達(dá)地球表面的太陽(yáng)光線中的紫外線輻射對(duì)人體皮膚的可能損傷程度。紫外線指數(shù)變化范圍用0－15的數(shù)字來(lái)表示，通常，夜間的紫外線指數(shù)為0，熱帶、高原地區(qū)、晴天時(shí)的紫外線指數(shù)為15。當(dāng)紫外線指數(shù)愈高時(shí)，表示紫外線輻射對(duì)人體皮膚的紅斑損傷程度愈加劇，同樣地，紫外線指數(shù)愈高，在愈短的時(shí)間里對(duì)皮膚的傷害也愈大。

紫外線指數(shù)由兩部分組成，一部分是測(cè)量得到的不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)紫外線強(qiáng)度，另一部分是醫(yī)學(xué)試驗(yàn)得到的不同類(lèi)型皮膚經(jīng)紫外線照射后出現(xiàn)紅斑反映所需要的紫外線劑量，把這兩部分用數(shù)學(xué)方法組合處理后再按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成數(shù)字就形成了向公眾發(fā)布的紫外線指數(shù)。因此紫外線指數(shù)可以理解為，到達(dá)地面的太陽(yáng)紫外線強(qiáng)度以及人類(lèi)裸露皮膚的影響程度，紫外線指數(shù)的數(shù)字越大，對(duì)皮膚造成的損害越大。醫(yī)學(xué)試驗(yàn)證明，以皮膚變紅為標(biāo)準(zhǔn)，紫外線對(duì)皮膚的傷害，不僅和紫外線強(qiáng)度有關(guān)，還和皮膚類(lèi)型以及日曬時(shí)間有關(guān)，所以在紫外線指數(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，我們不僅需要知道不同紫外線指數(shù)的具體含義，還需要知道更多的防曬知識(shí)。

紫外線指數(shù)等級(jí)（Grade of UV Index）
分為一級(jí)~五級(jí)，分級(jí)方法見(jiàn)附表
一級(jí)：0，1，2 最弱<5100~180不需要采取防護(hù)措施；若長(zhǎng)期在戶外，建議涂擦SPF在8-12之間的防曬護(hù)膚品。
二級(jí)：3，4 弱 5~1060~100可以適當(dāng)采取一些防護(hù)措施，涂擦SPF在12-15之間、PA+的防曬護(hù)膚品。
三級(jí)：5，6 中等 10~1530~60外出時(shí)戴好遮陽(yáng)帽、太陽(yáng)鏡和太陽(yáng)傘等；涂擦SPF高于15、PA+的防曬護(hù)膚品。
四級(jí)：7，8，9 強(qiáng) 15~3020~40避免在10點(diǎn)至14點(diǎn)暴露于日光下.外出時(shí)戴好遮陽(yáng)帽、太陽(yáng)鏡和太陽(yáng)傘等，涂擦SPF20左右、PA++的防曬護(hù)膚品。
五級(jí)：10和大于10 很強(qiáng) >=30小于20盡可能不在室外活動(dòng)，必須外出時(shí)，要采取各種有效的防護(hù)措施。

10-5 (1).jpg

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 19:22

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 19:24

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 19:27

GY-8511紫外線傳感器模塊電原理圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 19:31

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 20:06

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+圖形編程+仿真編程）
實(shí)驗(yàn)一百五十四：ML8511紫外線傳感器模塊模擬量輸出UV Sensor Breakou
接線
ML8511 arduino uno
VCC----------------------VCC
OUT----------------------A0
GND----------------------GND
實(shí)驗(yàn)之一：串口顯示ML8511紫外線傳感器數(shù)值
*/
int ReadUVintensityPin = A0; //Output from the sensor
void setup()
{
pinMode(ReadUVintensityPin, INPUT);
Serial.begin(9600); //open serial port, set the baud rate to 9600 bps
Serial.println("Starting up...");
}
void loop()
{
int uvLevel = averageAnalogRead(ReadUVintensityPin);
float outputVoltage = 5.0 * uvLevel/1024;
float uvIntensity = mapfloat(outputVoltage, 0.99, 2.9, 0.0, 15.0);
Serial.print("UVAnalogOutput: ");
Serial.print(uvLevel);
Serial.print(" OutputVoltage: ");
Serial.print(outputVoltage);
Serial.print(" UV Intensity: ");
Serial.print(uvIntensity);
Serial.print(" mW/cm^2");
Serial.println();
delay(100);
}
//Takes an average of readings on a given pin
//Returns the average
int averageAnalogRead(int pinToRead)
{
byte numberOfReadings = 8;
unsigned int runningValue = 0;
for(int x = 0 ; x < numberOfReadings ; x++)
runningValue += analogRead(pinToRead);
runningValue /= numberOfReadings;
return(runningValue);
}
//The Arduino Map function but for floats
float mapfloat(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max)
{
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 20:09

GY-8511紫外線傳感器模塊測(cè)試室內(nèi)紫外線情況，串口顯示

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 20:16

GY-8511紫外線傳感器模塊實(shí)際測(cè)試實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-25 20:21

GY-8511紫外線傳感器模塊接線示意圖

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-26 10:51

上午測(cè)量的室內(nèi)紫外線情況（前面是昨晚測(cè)量的）

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-26 11:17

/*
【Arduino】168種傳感器模塊系列實(shí)驗(yàn)（資料代碼+圖形編程+仿真編程）
實(shí)驗(yàn)一百五十四：ML8511紫外線傳感器模塊模擬量輸出UV Sensor Breakou
實(shí)驗(yàn)接線
ML8511 / Arduino
3.3V = 3.3V
OUT = A0
GND = GND
EN = 3.3V
Arduino 3.3V = Arduino A1
實(shí)驗(yàn)之二：串口顯示ML8511紫外線傳感器數(shù)值（帶3.3V基準(zhǔn)校準(zhǔn)）
*/
//Hardware pin definitions
int UVOUT = A0; //Output from the sensor
int REF_3V3 = A1; //3.3V power on the Arduino board
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(UVOUT, INPUT);
pinMode(REF_3V3, INPUT);
Serial.println("MP8511 example");
}
void loop()
{
int uvLevel = averageAnalogRead(UVOUT);
int refLevel = averageAnalogRead(REF_3V3);
//Use the 3.3V power pin as a reference to get a very accurate output value from sensor
float outputVoltage = 3.3 / refLevel * uvLevel;
float uvIntensity = mapfloat(outputVoltage, 0.99, 2.9, 0.0, 15.0);
Serial.print("MP8511 output: ");
Serial.print(uvLevel);
Serial.print(" MP8511 voltage: ");
Serial.print(outputVoltage);
Serial.print(" UV Intensity (mW/cm^2): ");
Serial.print(uvIntensity);
Serial.println();
delay(100);
}
//Takes an average of readings on a given pin
//Returns the average
int averageAnalogRead(int pinToRead)
{
byte numberOfReadings = 8;
unsigned int runningValue = 0;
for (int x = 0 ; x < numberOfReadings ; x++)
runningValue += analogRead(pinToRead);
runningValue /= numberOfReadings;
return (runningValue);
}
//The Arduino Map function but for floats
//From: http://forum.arduino.cc/index.php?topic=3922.0
float mapfloat(float x, float in_min, float in_max, float out_min, float out_max)
{
return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

復(fù)制代碼

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-26 11:26

ID:513258 · 發(fā)表于 2020-12-26 11:34

ML8511分支板連接到Arduino的接線
ML8511 / Arduino的
3.3V = 3.3V
輸出= A0
地=地
EN = 3.3V
Arduino 3.3V = Arduino A1

最后兩個(gè)連接有些不同。將分線上的EN引腳連接到3.3V以啟用設(shè)備。還要將Arduino的3.3V引腳連接到Arduino模擬引腳1。

這里使用了一個(gè)巧妙的技巧。模數(shù)轉(zhuǎn)換完全依靠VCC。我們假設(shè)這是5.0V，但如果該板由USB供電，則可能高達(dá)5.25V或低至4.75V。由于這個(gè)未知的窗口，這使得Arduino上的ADC相當(dāng)不準(zhǔn)確。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們使用了非常準(zhǔn)確的板載3.3V參考電壓（準(zhǔn)確度在1％以內(nèi)）。因此，通過(guò)在3.3V引腳上進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換（將其連接到A1），然后將該讀數(shù)與傳感器的讀數(shù)進(jìn)行比較，無(wú)論VIN是多少，我們都可以推斷出真實(shí)的讀數(shù)（如只要高于3.4V）。

例如，我們知道Arduino上的ADC在讀取VCC時(shí)將輸出1023。如果從連接到3.3V的連接中讀取669，那么Arduino的電壓是多少？這是一個(gè)簡(jiǎn)單的比例！
VCC / 1023 = 3.3V / 669
求解VCC，我們得到5.05V。如果您有數(shù)字萬(wàn)用表，可以在Arduino上驗(yàn)證5V引腳。

既然我們確切地知道什么是VCC，我們就可以對(duì)UV電壓做一個(gè)更精確的ADC：
UV_Voltage / uvLevel = 3.3 / refLevel
uvLevel這就是我們從OUT圖釘中讀取的內(nèi)容。refLevel這就是我們?cè)?.3V引腳上讀取的內(nèi)容。解決UV_Voltage，我們可以獲得準(zhǔn)確的讀數(shù)。

ID:763174 · 發(fā)表于 2021-4-19 19:19

親，焊接ML8511芯片的溫度應(yīng)該控制在什么范圍，該正向焊還是反向焊接呢

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