4. Cảm biến tia UV GUVA-S12SD
1. Mục tiêu
Trong bài này, chúng ta sẽ học cách sử dụng cảm biến GUVA-S12SD để đo cường độ tia cực tím (UV) từ ánh sáng mặt trời. Chỉ số UV là thông tin quan trọng giúp người dân bảo vệ sức khỏe khi ra ngoài trời.
2. Giới thiệu cảm biến GUVA-S12SD
Cảm biến GUVA-S12SD là gì?
GUVA-S12SD là cảm biến quang điện chuyên dụng để đo bức xạ tia cực tím (UV) trong dải sóng 240nm - 370nm. Cảm biến xuất ra tín hiệu analog tỷ lệ thuận với cường độ UV, giúp dễ dàng đo và tính toán chỉ số UV.
Tia UV là gì?
Tia cực tím (Ultraviolet - UV) là bức xạ điện từ từ mặt trời, chia thành 3 loại:
| Loại | Bước sóng | Đặc điểm |
|---|---|---|
| UVA | 315-400 nm | Xuyên qua mây, gây lão hóa da |
| UVB | 280-315 nm | Gây cháy nắng, ảnh hưởng sức khỏe |
| UVC | 100-280 nm | Bị tầng ozone hấp thụ hoàn toàn |
Cảm biến GUVA-S12SD chủ yếu đo UVA và UVB, là hai loại tia cực tím ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.
Thông số kỹ thuật
| Thông số | Giá trị |
|---|---|
| Điện áp hoạt động | 2.5V - 5V |
| Giao tiếp | Analog |
| Dải sóng nhạy | 240 nm - 370 nm |
| Đỉnh nhạy | 300 nm - 350 nm |
| Tín hiệu đầu ra | 0 - 1V (tương ứng UV Index 0-11+) |
| Dòng tiêu thụ | < 1 mA |
| Thời gian phản hồi | < 0.5 giây |
3. Kết nối
Cảm biến GUVA-S12SD sử dụng tín hiệu Analog, kết nối vào cổng analog trên Yolo UNO:
| GUVA-S12SD | Yolo UNO |
|---|---|
| VCC | 3.3V hoặc 5V |
| GND | GND |
| OUT (Signal) | A0 |
Kết nối cảm biến GUVA-S12SD vào cổng A0 trên Yolo UNO như hình dưới:
Lưu ý: Đặt cảm biến hướng lên trời để nhận ánh sáng mặt trời trực tiếp. Không che chắn mặt cảm biến.
4. Giới thiệu khối lệnh
Để lập trình, bạn cần tải thư viện mở rộng Smart City từ liên kết sau:
https://github.com/AITT-VN/yolouno_extension_smartcity.git
(Xem hướng dẫn thêm thư viện mở rộng tại đây hoặc dán đường link trên vào ô tìm kiếm thư viện mở rộng như hình dưới)
Khi sử dụng cảm biến GUVA-S12SD với Yolo UNO, bạn sẽ sử dụng khối lệnh đọc giá trị UV từ thư viện Smart City:
5. Viết chương trình
Chương trình cơ bản: Đo và hiển thị chỉ số UV
Mô tả chương trình:
- Sử dụng khối lệnh từ thư viện Smart City để đọc chỉ số UV.
- Cập nhật hiển thị lên màn hình LCD mỗi 1 giây (hoặc 3 giây).
Bảng phân loại mức độ tia UV (theo WHO)
| Chỉ số UV | Mức độ | Khuyến cáo |
|---|---|---|
| 0-2 | 🟢 Thấp | An toàn, không cần bảo vệ đặc biệt |
| 3-5 | 🟡 Trung bình | Đội mũ, sử dụng kem chống nắng SPF 30+ |
| 6-7 | 🟠 Cao | Hạn chế ra ngoài 10h-14h, dùng kem SPF 50+ |
| 8-10 | 🔴 Rất cao | Tránh ra ngoài khi không cần thiết |
| 11+ | 🟣 Cực cao | Cực kỳ nguy hiểm, ở trong nhà |
Chương trình nâng cao: Cảnh báo mức UV
Thêm tính năng cảnh báo bằng đèn LED RGB:
- UV 0-2 → LED xanh lá + LCD hiển thị “UV: Thap - An toan”
- UV 3-5 → LED vàng + LCD hiển thị “UV: TB - Doi mu”
- UV 6-7 → LED cam + LCD hiển thị “UV: Cao - Han che”
- UV 8-10 → LED đỏ + LCD hiển thị “UV: Rat cao!”
- UV 11+ → LED đỏ nhấp nháy + LCD hiển thị “UV: NGUY HIEM!“
6. Kiến thức mở rộng
Tại sao chỉ số UV thay đổi trong ngày?
Cường độ tia UV phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Thời gian trong ngày: UV mạnh nhất từ 10h - 14h khi mặt trời ở đỉnh.
- Mùa trong năm: UV mạnh hơn vào mùa hè.
- Mây: Mây dày có thể giảm 50-80% UV, nhưng mây mỏng chỉ giảm rất ít.
- Phản xạ: Mặt nước, cát và tuyết phản xạ UV, tăng cường tiếp xúc.
Thí nghiệm thú vị
Đo chỉ số UV vào các thời điểm khác nhau trong ngày (8h, 10h, 12h, 14h, 16h) và lập bảng so sánh:
| Thời gian | Chỉ số UV | Mức độ |
|---|---|---|
| 8:00 | ? | ? |
| 10:00 | ? | ? |
| 12:00 | ? | ? |
| 14:00 | ? | ? |
| 16:00 | ? | ? |
Thử thách: Em hãy đo chỉ số UV ở ngoài trời và dưới tán cây. So sánh kết quả để thấy hiệu quả của việc trồng cây xanh trong thành phố!
