【雕爷学编程】Arduino动手做（151）---S12SD紫外线模块

news2024/11/25 8:17:03

37款传感器与执行器的提法，在网络上广泛流传，其实Arduino能够兼容的传感器模块肯定是不止这37种的。鉴于本人手头积累了一些传感器和执行器模块，依照实践出真知（一定要动手做）的理念，以学习和交流为目的，这里准备逐一动手尝试系列实验，不管成功（程序走通）与否，都会记录下来—小小的进步或是搞不掂的问题，希望能够抛砖引玉。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验一百五十一：S12SD紫外线传感器模块太阳光强度检测传感器模块高灵敏LM358放大

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知识点：紫外线（Ultraviolet rays）

紫外线是阳光中波长为100～400纳米（nm）的光线，可以分为UVA（紫外线A，波长320～400纳米，长波）、UVB（波长280～320纳米，中波）、UVC（波长100～280纳米，短波）3种。其中，UVA的致癌性最强，晒红及晒伤作用是UVB的1000倍。UVC则一般会被臭氧层阻隔。IR(Infrared)是红外线，可造成晒红、微血管扩张、皮肤炎，并促进紫外线的致癌性。紫外线照射会让皮肤产生大量自由基，导致细胞膜的过氧化反应，使黑色素细胞产生更多的黑色素，并往上分布到表皮角质层，造成黑色斑点。紫外线可以说是造成皮肤皱纹、老化、松弛及黑斑的最大元凶。紫外线照射人体时，能促进人体合成维生素D，以防止患佝偻病，经常让小孩晒晒太阳就是这个道理。紫外线还具有杀菌作用，医院里的病房就利用紫外线消毒。但过强的紫外线会伤害人体，应注意防护。

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紫外线指数

是指当太阳在天空中的位置最高时（一般是在中午前后，即从上午十时至下午三时的时间段里），到达地球表面的太阳光线中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。紫外线指数变化范围用0－15的数字来表示，通常，夜间的紫外线指数为0，热带、高原地区、晴天时的紫外线指数为15。当紫外线指数愈高时，表示紫外线辐射对人体皮肤的红斑损伤程度愈加剧，同样地，紫外线指数愈高，在愈短的时间里对皮肤的伤害也愈大。

紫外线指数用0 ~ 15的数字来表示。通常规定，夜间的紫外线指数为0，在热带、高原地区，晴天无云时的紫外线指数为15。紫外线指数值越大，表示紫外线辐射对人体皮肤的红斑损伤程度愈加剧，同样地，紫外线指数越大，也表示在愈短的时间里对皮肤的伤害愈强。 紫外线指数为0、1、2时，表示太阳辐射中的紫外线量最小，这个量对人体基本上没有影响；紫外线指数为3或4时，表示太阳辐射中的紫外线量是比较低的，对人体的可能影响也是比较小的；紫外线指数为5和6时，表示紫外线的量为中等强度，对人体皮肤也有中等强度的伤害影响；紫外线指数为7、8、9时，表示有较强的紫外线照射强度，这时，对人体的可能影响就比较大，需要采取相应的防护措施；而当紫外线指数大于10时，表示紫外线照射量非常强，对人体有最大的影响，必须采取防护措施。

为了方便公众记忆、理解和使用，紫外线指数值一般从0开始，一直到10（含大于10）为终，再根据这些数值，将紫外线指数的预报等级划分为五级。具体如下：指数值0到2，一般为阴或雨天，此时紫外线强度最弱，预报等级为一级；

指数值3到4，一般为多云天气，此时紫外线强度较弱，预报等级为二级；

指数值5到6，一般为少云天气，此时紫外线强度较强，预报等级为三级；

指数值7到9，一般为晴天无云，此时紫外线强度很强，预报等级为四级；

指数值达到或超过10，多为夏季晴日，紫外线强度特别强，预报等级为五级。

当紫外线为最弱（0 ~ 2级）时对人体无太大影响，外出时戴上太阳帽即可；紫外线达3 ~ 4级时，外出时除戴上太阳帽外还需备太阳镜，并在身上涂上防晒霜，以避免皮肤受到太阳辐射的危害；当紫外线强度达到5 ~ 6级时，外出时必须在阴凉处行走；紫外线达7 ~ 9级时，在上午10时至下午4时这段时间最好不要到沙滩场地上晒太阳；当紫外线指数大于等于10时，应尽量避免外出，因为此时的紫外线辐射极具有伤害性。需要说明的是，上述指数值和强度等级，依据中国气象局的统一规定，是以每天10时到14时这4个小时监测的平均紫外线指数和强度作为标准。一般来说，紫外线最大值出现于中午12时前后，人们在日常生活中（尤其是夏天）要尽可能地避免在这一时段进行室外活动，即使冬天晒太阳也应选择上午10时前、下午3时后的“黄金时段”。

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紫外线波长与波段

紫外线根据波可分为近紫外线UVA，远紫外线UVB和超短紫外线UVC。

短波UVC

短波紫外线简称UVC，是波长200～280nm(纳米)的紫外光线。短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收，不能到达地球表面。短波紫外线对人体可产生重要作用，因此，对短波紫外线应引起足够的重视。

中波UVB

中波紫外线简称UVB，是波长280～320nm的紫外线。中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不能渗入皮肤内部。但由于其阶能较高，对皮肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，皮肤可出现红肿、水泡等症状。长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化，严重者可引起皮肤癌。由此中波紫外线又被称作紫外线的晒伤(红)段，是应重点预防的紫外线波段。

长波UVA

简称UVA。是波长 315~400nm 的紫外线。长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，起到了防御紫外线，保护皮肤的作用。因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但对皮肤的作用缓慢，可长期积累，是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。

UVA细分

UVA 可再细分为 UVA－2（320～340nm）与 UVA－1（340～400nm）。

UVA－1 穿透力最强，可达真皮层使皮肤晒黑，对皮肤的伤害性最大，但也是对它最容易忽视的，特别在非夏季时 UVA－1 强度虽然较弱，但仍然存在，会因为长时间累积的量，造成皮肤伤害。特别是皮肤老化松弛、皱纹、失去弹性、黑色素沉淀；

UVA－2 则与 UVB 同样可到达皮肤表皮，它会引起皮肤晒伤、变红发痛、日光性角化症（老人斑）、失去透明感。由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线 UVB 的照射；而防止 UVA，则是为了避免皮肤晒黑。在欧美，人们认为皮肤黝黑是健美的象征，所以反而在化妆品中要添加晒黑剂，而不考虑对长波紫外线的防护。这种观点已有所改变，由于认识到长波紫外线对人体可能产生的长期的严重损害，所以人们开始加强对长波紫外线的防护。

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韩国品牌GUEUV-S12SD芯片

真正的UV技术UV-A传感器，GUVA-S12SD-GER1UV具有氮化镓基材料，肖特基型光电二极管，光伏模式运行良好的可视性失明高响应度和低暗电流应用紫外线指数监测大纲图和尺寸UV-A灯监测阴极E-ET ANSDE[1L绝对最大额定值阳极参数符号。最大，单位备注存储温度T，-40 90 C操作温度TOP-30 85 C反向电压V，最大正向电流ITMAX MA光源功率范围POPT01U100MW/TM UVA灯焊接温度T，O260在LOSEC XMUSE：适用于我们的情况下，光源功率超过10omm/cm

特征（在25’C）参数符号最小。泰普。马克斯。单位测试条件暗电流Na VR=O.1 V1O113125 Na UVA灯，1mm/cm的光电电流高21 Na-UVI温度系数为0.08%/CUVA灯响应度RO.14 A/W，=350mm，VR=0V光谱探测范围240 370 10%的R有源区0.076响应曲线光电流沿UV功率“O6TMN18STA2O波长（NM）UV-APowerLMWLCM2紫外线指数警告ESD可能会损坏设备，因此请避免ESD。

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CJMCU-GUVA-S12SD 太阳光 紫外线 强度传感器模块

特点：此模块所有元器件采用 1% 精度元器件制造

1.尺寸小 ：11mm×27mm

2.功耗低：供电电压2.5V～5V，工作电流是微安级

3.线性好

4.灵敏度高

5.高稳定性

6.检测范围宽：240nm-370nm

7.大角度：130度

8.肖特基种类的光敏二极管，适用于光电模式

典型应用：

紫外线测试仪，紫外线手表，户外运动设备，手机移动电话等。尤其是能用到行动电话领域的规格。并有直接对应紫外线指数(UV INDEX)的线性电流。

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S12SD紫外线模块参考电原理图
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实验接线示意图

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该模块具有 200 – 370nm 的典型紫外线检测波长，输出校准模拟电压，该电压随紫外线强度而变化，因此基本上您需要做的就是将其连接到 ADC 输入并读取值。

这个值与紫外线指数有关，看起来像这样

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项目之一：串口读取S12SD紫外线模块检测信息

实验接线：S12SD紫外线模块OUT接Uno的A0

实验开源代码

/*

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）

实验一百五十一：S12SD紫外线传感器模块太阳光强度检测传感器模块高灵敏LM358放大

 项目之一：串口读取S12SD紫外线模块检测信息

 实验接线：S12SD紫外线模块OUT接Uno的A0

*/



void setup() {

 Serial.begin(9600);

}

 

void loop() {

 float sensorVoltage; 

 float sensorValue;

 

 sensorValue = analogRead(A0);

 sensorVoltage = sensorValue/1024*3.3;

 Serial.print("传感器读数 = ");

 Serial.print(sensorValue);

 Serial.println("");

 Serial.print("传感器电压 = ");

 Serial.print(sensorVoltage);

 Serial.println(" V");

 delay(1000);

}

实验串口返回情况

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实验串口绘图器返回情况

（测量室内紫外线情况的波形图）
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实验场景图

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实验串口绘图器返回情况（靠近窗户时的波形）

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实验场景图

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