This is an old revision of the document!
Smart UV Exposure Alarm
- Autor: Maria-Diana Vulpoi
- Grupa: 331CA
Introducere
Smart UV Exposure Alarm este un sistem inteligent bazat pe un microcontroler Arduino conceput să monitorizeze în timp real intensitatea radiațiilor ultraviolete (UV) din mediul ambiant. Dispozitivul oferă utilizatorilor informații precise asupra nivelului de radiații UV la care se expun atât prin feedback vizual, cât și auditiv. Pentru situațiile în care se dorește doar verificarea vizuală a aparatului a fost inclus și un buton de tip “Mute”.
Scopul principal al proiectului este de a preveni expunerea excesivă și neprotejată la radiațiile ultraviolete, reducând astfel riscul apariției arsurilor solare și a altor afecțiuni dermatologice. Prin oferirea unor măsurători precise și localizate, dispozitivul își propune să atragă atenția utilizatorului asupra unui pericol invizibil, facilitând luarea unor măsuri de protecție imediate (precum aplicarea cremei solare sau retragerea la umbră) în momentul declanșării avertizărilor vizuale și sonore.
Ideea a pornit de la constatarea faptului că, în viața de zi cu zi, oamenii nu conștientizează nivelul real și fluctuațiile radiațiilor ultraviolete, fiind dificil de intuit vizual când lumina soarelui încetează să fie benefică și devine dăunătoare. Deși majoritatea persoanelor folosesc aplicații meteo pe telefonul mobil, acestea oferă doar previziuni și estimări generale pentru arii geografice largi. Astfel, a apărut necesitatea dezvoltării unui dispozitiv portabil și precis, capabil să ofere citiri în timp real, strict pentru locația exactă în care se află utilizatorul la momentul respectiv.
De ce este util? Pentru utilizatori, utilitatea constă în interfața hibridă și în alarma sonoră, care avertizează imediat asupra unui nivel periculos de radiații. Pentru mine, proiectul are o valoare didactică excelentă, oferindu-mi ocazia de a pune în practică materia de la curs prin integrarea perifericelor esențiale într-un sistem embedded complet.
Descriere generală
Sistemul este împărțit în patru categorii logice principale, după cum urmează:
Unitatea de Procesare
- Arduino Uno R3: Acesta preia tensiunile de la senzor prin convertorul analog-digital (ADC), calculează indicele UV și comandă starea modulelor de afișaj și a alarmei.
Module de Intrare (Inputs)
- UV Sensor (ML8511): Măsoară în timp real intensitatea radiațiilor ultraviolete (UV-A și UV-B) din mediul ambiant. Emite o tensiune variabilă (semnal analogic) direct proporțională cu nivelul de radiații, care este citită de pinul ADC al microcontrolerului.
- Push Button (Buton de Mute): Permite interacțiunea manuală a utilizatorului cu sistemul. Acesta este configurat să declanșeze o întrerupere hardware (Interrupt Signal) pe microcontroler, având rolul de a opri instantaneu avertizarea sonoră, fără a bloca sau a încetini restul programului.
Module de Ieșire (Outputs)
- OLED Display (128×32): Un ecran digital compact utilizat pentru a afișa valoarea numerică exactă a indicelui UV și starea sistemului. Microcontrolerul îi trimite datele folosind protocolul de comunicație serială I2C.
- Servo motor: Oferă o reprezentare vizuală, analogică, a nivelului de risc. Este controlat prin generarea unui semnal PWM (Pulse Width Modulation) care îi dictează unghiul exact la care să mute acul indicator pe cadran.
- Buzzer: Reprezintă alarma sonoră a sistemului. Este acționat printr-un semnal digital/PWM doar în momentul în care radiațiile UV depășesc pragul considerat periculos pentru piele.
Sursa de Energie
- Power Source: Reprezintă sistemul de alimentare (o baterie externă tip Power Bank) conectat prin interfața USB. Acesta furnizează tensiunea constantă de 5V necesară funcționării corecte a microcontrolerului și a tuturor perifericelor, asigurând portabilitatea totală a aparatului.
Hardware Design
3.1. Lista de piese
| Componentă | Cantitate | Rol în sistem |
|---|---|---|
| Placă de dezvoltare Arduino Uno | 1 | Unitatea centrală de procesare a datelor |
| Senzor UV ML8511 | 1 | Citește intensitatea radiațiilor UV (semnal analogic) |
| Display OLED 0.96” I2C | 1 | Afișează valoarea procentuală și statusul (interfață utilizator) |
| Servomotor (SG90) | 1 | Controlează acul indicator de pe cadranul fizic |
| Buzzer activ | 1 | Emite o alertă sonoră când se atinge pragul critic |
| Buton (Push-button) | 1 | Declanșează funcția de “Mute” (folosind întreruperi) |
| Breadboard și Fire de conexiune | - | Baza pentru realizarea circuitului de testare |
Schema electrică
Schema a fost realizată folosind mediul de proiectare KiCad. Pinul de activare (EN) al senzorului UV a fost conectat direct la 3.3V pentru a asigura stabilitatea citirilor, eliminând fluctuațiile de tip zgomot.
Software Design
- mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
- librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
- algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
- (etapa 3) surse şi funcţii implementate
Rezultate Obţinute
Concluzii
Download
.
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
Jurnal
Bibliografie/Resurse
