với cảm biến tia cực tím, tia cực tím có thể rất hữu ích. Chúng tôi có thể sử dụng nó cho các ứng dụng như khử trùng, phát hiện vết bẩn, hệ thống kiểm soát côn trùng phóng điện (máy diệt côn trùng), bảo mật danh tính và quang học (quang khắc).
Mặc dù vậy, liều lượng cực tím tích lũy vẫn gây hại cho sức khỏe con người. Vì vậy, các nhà khoa học phải sử dụng các cảm biến tia cực tím đặc biệt trong phòng thí nghiệm để đảm bảo mức độ ánh sáng cực tím là an toàn. ngoài ra, tia cực tím có thể gây ra phản ứng hóa học không cần thiết trong điều trị thuốc. vì vậy, các công ty dược phẩm thường thuê họ ở nhà máy. tuy nhiên, hướng dẫn dưới đây sẽ nói về các cảm biến tia cực tím và cách sử dụng chúng.
nội dung
cảm biến tia cực tím là gì?
cảm biến tia cực tím hoạt động như thế nào?
loại cảm biến tia cực tím
ứng dụng cảm biến tia cực tím
mô-đun cảm biến tia cực tím cho các bộ điều khiển và máy tính bảng đơn
chọn bộ cảm biến tia cực tím-các thông số kỹ thuật
cách kết nối với bộ cảm biến tia cực tím
kết luận
cảm biến tia cực tím là gì?
người ta cần một cách để kiểm tra hoặc đo độ mạnh của tia cực tím. chủ yếu là vì nó không thể nhìn thấy mắt người, đó là mục đích của bộ cảm biến tia cực tím. họ kiểm tra mức độ tia cực tím trong nhà và ngoài trời. Tên chính thức của quá trình đo lường này là quang phổ tia cực tím, quang phổ, hay quang phổ. một số loại cảm biến tia cực tím có thể được gọi là quang trắc quang ánh sáng.
cảm biến tia cực tím hoạt động như thế nào?
cảm biến tia cực tím chuyển đổi ánh sáng cực tím thành tín hiệu điện. Sau đó, họ gửi những tín hiệu điện này đến đồng hồ đo điện để hiển thị các phép đo của tia cực tím trong khu vực. sau đó các nhà khoa học có thể quan sát và lưu trữ chúng.
Trong một số trường hợp, bạn có thể kết nối một bộ cảm biến tia cực tím với một bộ chuyển đổi dạng số học (ADC). Điều này cho phép bạn kết nối chúng với máy tính (và các thiết bị khác có thể giải thích tín hiệu kỹ thuật số). sau đó, máy tính có thể tạo ra các bản ghi và các biểu đồ sử dụng các tín hiệu từ các cảm biến tia cực tím và adc.
loại cảm biến tia cực tím
các loại cảm biến tia cực tím phổ biến nhất bao gồm:
ống ánh sáng cực tím
chúng được sử dụng để kiểm tra mức độ tia cực tím trong nước và không khí. họ sử dụng các ống quang điện (photoelectronic/ photoelectronic cell) để phát hiện ra bức xạ cực tím xung quanh. bóng đèn thường là bóng đèn trống rỗng. tuy nhiên, nó cũng có thể được bơm. Nó sử dụng các vật liệu kết hợp với các vật liệu chất lượng, chất lượng, hoặc bạc. vật liệu này rất nhạy cảm với ánh sáng.
pin ngăn chặn (các pin quang năng)
chúng là một trong những cảm biến tia cực tím cơ bản nhất. các máy phát hiện tia cực tím dựa trên pin ngăn chặn rất phổ biến vì chúng không cần điện. họ sử dụng ánh sáng cực tím để tạo ra dòng điện. và, nhân tiện, dòng điện này tương ứng với nguồn sáng. Chúng bao gồm ba lớp:
cơ sở kim loại: một tấm kim loại chủ yếu được tạo ra từ sắt. Nó là điện cực đầu tiên.
kim loại titanium: các tấm kim loại cơ bản sử dụng lớp phủ này. nó là một vật liệu bán dẫn.
một lớp vàng hoặc bạc: như một điện cực thứ hai. Vì vậy, nó hoạt động như một bộ sưu tập.
chúng tôi sử dụng chúng để phát hiện ra tia cực tím trong bức xạ mặt trời. chúng tôi cũng sử dụng pin quang năng trong các tấm pin mặt trời.
ống phóng đại quang điện
đây là một trong những máy dò tia cực tím phổ biến nhất. phần lớn là vì độ nhạy của nó. các ống quang điện thường được tạo thành từ thủy tinh chân không hoặc thạch anh. ống hình ảnh chứa một điện quang điện phát ra điện cực (cát cực quang).
bề mặt bên trong của điện tử điện tử dùng vật liệu nhạy cảm với ánh sáng. Ngoài ra, máy nhân quang điện có 8-10 điện cực phóng quang điện (tùy thuộc vào kích thước của nó). Mỗi điện cực nhân đôi là một tấm cực điện với một sự khác biệt điện áp âm 75-100 volt.
Cuối cùng, ống nhân quang điện có chứa một điện cực thu thập được gọi là phòng nhấp nháy. khi bức xạ ánh sáng chiếu vào bề mặt điện cực, nó sẽ phát ra từ 2 đến 5 electron. điện cực nhân đầu tiên thu hút những electron này, và nó phát ra một tập điện tử riêng cho mỗi electron bị thu hút. mỗi electron nó thu hút từ cực điện sẽ phát ra từ 2 đến 5 electron.
photodiode silicon
photodium silicon là máy phát hiện tia cực tím nhạy nhất. tuy nhiên, nó cũng là thứ đắt nhất. vì lý do này, nó không được ưa chuộng như các ống quang điện. photodiode là một pin pn. nó chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện.
Các nhà sản xuất sản xuất các đèn điện silicon bằng cách áp dụng một vật liệu hình P (thường là nickel) vào một mặt của một mảnh silicon và một vật liệu hình N (thường là phốt pho) vào mặt kia.
photodiode làm việc trong điều kiện lệch ngược. Do vậy, đầu P của photodiode được kết nối với cực âm của nguồn điện (thường là pin) và đầu N được kết nối với cực dương.
khi ánh sáng chiếu vào photodiode, photodiode tạo ra điện tử trong lớp cạn kiệt của nó. quá trình này làm cho dòng điện chảy qua các điện cực. photodiode silicon là thiết bị tốt nhất để phát hiện cường độ tia cực tím trong bức xạ mặt trời.
ứng dụng cảm biến tia cực tím
các cảm biến tia cực tím có thể được áp dụng cho nhiều ứng dụng, ví dụ:
phát hiện đám cháy
bảo mật (thẻ truy cập và thẻ ngân hàng)
nghiên cứu sinh hóa học
sản xuất công nghiệp
theo dõi sức khỏe cấu trúc
nghiên cứu và giám sát môi trường
thuốc
bệnh viện
robot học
trạm thời tiết
mô-đun cảm biến tia cực tím cho các bộ điều khiển và máy tính bảng đơn
thiết bị thiết bị thiết bị điện tử nội địa với bộ cảm biến
Bạn có thể sử dụng microcontroller (hoặc SBC, như Raspberry Pi) và cảm biến tia cực tím để xây dựng máy dò tia cực tím của bạn. các cảm biến tia cực tím này thường sử dụng công nghệ photodiode nhỏ để phát hiện và đo lường ánh sáng xung quanh và tia cực tím trực tiếp. chúng có bộ khuếch đại bên trong có thể điều chỉnh được. ngoài ra, một số bộ cảm biến có chứa một bộ chuyển đổi điện tử.
Tuy nhiên, hầu hết các thiết bị cần được kết nối với ADC trước khi kết nối với một bộ điều khiển hoặc SBC. tuy nhiên, bạn có thể sử dụng các cảm biến tia cực tím này để xây dựng các dự án như hệ thống bóng râm tự động, ghi dữ liệu, hệ thống kiểm soát nông nghiệp và làm vườn, hệ thống phát hiện thời tiết, hệ thống kiểm soát nước, bộ chuyển đổi nhà thông minh và nhiều thứ khác.
mô-đun cảm biến tia cực tím thường bao gồm tối đa 1 chân. tất nhiên, nó phụ thuộc vào mô hình bạn sử dụng. ví dụ, nhiều mô hình thiếu pin. tuy nhiên, cấu hình chân như sau:
rượu
3.3V (hoặc 3V3)
bên ngoài
GND
(tạo thành một động từ) có nghĩa là” làm cho trạng thái”
chọn bộ cảm biến tia cực tím-các thông số kỹ thuật
hệ thống cảm biến tia cực tím
chọn và mua cảm biến tia cực tím với giao diện vi điều khiển, bạn cần phải xem xét một số yếu tố. Các đặc điểm kỹ thuật này bao gồm:
trọng lượng
kích thước (kích thước)
phạm vi công suất
nhiệt độ hoạt động
phạm vi sóng (phản ứng quang phổ/ quang phổ)
chính xác (giới tính)
Phóng đại khả năng điều chỉnh
cài đặt các lỗ (kích thước và vị trí)
cách kết nối với bộ cảm biến tia cực tím
kết nối các chân và dây vào microcontroller arduino
Trước khi bạn tạo một dự án dựa trên cảm biến UV, bạn cần biết cách kết nối nó. phần này sẽ nghiên cứu làm thế nào để làm điều đó.
Yêu cầu:
cáp nối x 5
Arduino Uno (hoặc bất kỳ bộ vi điều khiển tương thích nào khác)
mô-đun cảm biến tia cực tím (3, 3 volt)
bảng thí nghiệm
Ghi chú:
Sau khi thu thập các thiết bị cần thiết, bạn có thể kết nối các bộ cảm biến tia cực tím theo các bước sau:
bước 1: cắm mô-đun cảm biến vào bảng kiểm tra
nối bộ cảm biến tia cực tím và bốn chân được gắn vào cổng” e” của bảng kiểm tra. Đảm bảo rằng chân EN tương ứng với dòng đầu tiên, trong khi chân 3.3 kết nối dòng thứ tư.
Bước 2: Nối EN vào chân 3.3V (kết nối cảm biến vào chính nó)
Nối một đầu của cầu nhảy với hàng đầu tiên (vị trí của đầu nối EN). bạn có thể gắn nó vào cột c. sử dụng cùng một đường dây để kết nối nó với hàng thứ 4 của đầu cắm 3. 3 v trước đó. nó có thể được kết nối cùng một cột với đầu kia.
Bước 3: Kết nối chân OUT vào đầu vào A0 trên Arduino
sau đó, dùng một cáp cáp khác để kết nối với hàng thứ hai của bảng thử nghiệm. bạn có thể sử dụng cột đầu tiên. Tuy nhiên, hãy đảm bảo rằng nó được kết nối vào cùng một dòng với chân OUT trên cảm biến UV. Kết nối đầu kia của cáp nhảy vào đầu vào A0 của Arduino.
Bước 4: Kết nối GND từ cảm biến UV vào GND trên Arduino
Sử dụng cầu nhảy khác một lần nối với hàng thứ ba của bảng kiểm tra, song song với chân GND. Tiếp theo, kết nối đầu còn lại với đầu vào GND trên bo mạch Arduino. chúng tôi khuyến cáo sử dụng một khe cắm đen để kết nối đất (gnd).
bước 5: nối các chân điện nguồn
Nối một khe cắm nhảy vào một cột ở đường thứ 4 của bảng kiểm tra tại chỗ nối chân 3.3. Kết nối đầu kia của cáp nhảy vào đầu vào 3.3V trên Arduino Uno. Hãy chắc chắn rằng bạn không kết nối nó với đầu nối 5V trên Arduino. lỗi này có thể gây ra thiệt hại vĩnh viễn cho bộ cảm biến.
bước 6: kết nối các chân mô phỏng
Chắc phải có một cái khác. một lần nối đầu vào một cột trống ở hàng thứ 4. kết nối đầu còn lại với chân A1 trên Arduino. điều này cho phép nó chuyển đổi đầu ra của cảm biến thành đầu ra điện tử.
Nếu bạn đã thực hiện đúng các bước trên, bạn sẽ có thể kết nối Arduino với PC và kết nối nó với cảm biến UV. Bạn có thể sử dụng các thiết lập trên như là nền tảng cho các dự án tương lai dựa trên cảm biến Arduino và UV.
kết luận
tia cực tím có nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong một thế giới nơi mà con người và ngành công nghiệp cần các mô hình khử trùng thay thế. ví dụ, chúng ta có thể sử dụng chúng trong đèn khử trùng. tuy nhiên, tia cực tím cũng rất nguy hiểm. Vì vậy, chúng ta cần các công cụ để đo lường nó để chúng ta có thể kiểm soát nó. có rất nhiều loại thiết bị phát hiện tia cực tím thương mại. mỗi loại có một loạt những ưu điểm và nhược điểm. tuy nhiên, bạn không cần phải mua nó. Bạn có thể có một cảm biến tia cực tím và xây dựng một thiết bị kiểm tra bằng cách sử dụng bảng thử nghiệm và Arduino Uno. đây chỉ là một số chủ đề mà chúng ta sẽ giải thích trong hướng dẫn này.