簡易紫外線計

概要

太陽の光には、目に見える光(可視光線)のほかに、目に見えない赤外線や紫外線が含まれています。 紫外線は、地表に届く光の中で、最も波長の短いものです。 紫外線は、波長によって、A、B、C の3つにわけられます

UV-C:大気層(オゾンなど)で吸収され、地表には到達しない。

UV-B:ほとんどは大気層(オゾンなど)で吸収されるが、一部は地表へ到達し、皮膚や眼に有害である。

日焼けを起こしたり、皮膚がんの原因となる。

UV-A:UV-Bほど有害ではないが、長時間浴びた場合の健康影響が懸念されている。

今回は、紫外線センサーを使用して、紫外線を測定し、その強度を表示させて見ました。

動作原理

使用した紫外線センサーは、浜松フォトニクス社製の拡散型フォトダイオード「G7189」です。 次のような特長を持ったセンサーです。 <特長>

感度波長範囲:300~580nm(ピーク波長470nm)

短絡電流:65nA(@1000lx)

暗電流:50pA

受光面サイズ:0.8×0.8mm

有効受光面積:0.58mm^2

受光感度:0.25A/W

パッケージ:プラスチック3ピン

このセンサーの出力をオペアンプで、IV(電流電圧)変換し、紫外線強度(mW/cm2)をLCDに表示します。 有効受光面積と受光感度より、1mW/cm2の時の電圧を求めます。

1.45μA=(0.58×10^-5)×(250×10^-3)

145mV=1.45μA×100kΩ

<概観>

<分光感度特性>

回路図

ソースコード

//********************************************************************** /* ＜紫外線計＞ ■紫外線センサー 浜松ホトニクス社製 GaAsPフォトダイオード＜G7189＞ 有効受光面積：０．５８ｍｍ２ 受光感度：０．２５Ａ／Ｗ １．４５μＡ＝（０．５８×１０＾－５）×（２５０×１０＾－３） オペアンプでＩ／Ｖ変換（１００ｋΩ）した時の１ｍＷ／ｃｍ２の電圧 １４５ｍＶ＝１．４５μＡ×１００ｋΩ */ //********************************************************************** unsigned int measurement(unsigned short channel) { unsigned int ad, cnt; // ad = 0; for (cnt = 0; cnt < 50; cnt++) { ad += Adc_Read(channel); } return (ad); } //********************************************************************** void main() { static unsigned char buf[12], cnt; static unsigned int ad; static double tmp; // OSCCON = 0b01110000; // クロックは8Mhz CMCON = 0b00000111; // コンパレータは使用しない。 // Ａ／Ｄ変換を使用する。 ANSEL = 0b00010100; ADCON1.VCFG1 = 1; ADCON1.VCFG0 = 0; // ポートを初期化する。 TRISA = 0b10111100; TRISB = 0b00001111; // ＬＣＤを初期化する。 Lcd_Custom_Config(&PORTB,7,6,5,4,&PORTA,6,0,1); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF); Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR); // while (1) { ad = measurement(2); tmp = ((double)ad * 2.44140625) / 50.0; // WordToStr((tmp * 1000.0) / 145.0, buf); Lcd_Custom_Out(1, 1, buf); Lcd_Custom_Out(1, 6, "uW/cm2"); // for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) { if (cnt < ((unsigned int)tmp / 156)) Lcd_Custom_Chr(2, cnt + 1, 0xFF); else Lcd_Custom_Chr(2, cnt + 1, ' '); } // Delay_ms(500); } } //**********************************************************************

動作確認

左側:G7189とオペアンプ(LMC662)です。 右側:A/D変換用の基準電圧(2.5V)を発生させる部分です。

PIC16F88とLCD(液晶表示器)部分です。

うす曇のときの紫外線強度です。

晴れてきたときの紫外線強度です。

如何ですか? これから夏場にかけて重宝するのではないでしょうか。 紫外線のUV-Bを測定するのであれば、G5842のほうが適していると思います。

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