Projekt:Sonnenuhr
 Sonnenuhr
Status: beta | |
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| Beschreibung | Messgerät für UV-Strahlenbelastung |
| Ansprechpartner | Andreas |
Übersicht
Ansprechpartner
Fraxinas
Kurze Beschreibung
Anders als der Name vielleicht auf den ersten Blick suggeriert, ist dieses Projekt keine Sonnenuhr, die über einen Schlagschatten den Sonnenstand anzeigt. Stattdessen soll das ein UV-Messgerät werden, bei dem mit den Zeigern einer Analoguhr angezeigt wird, wie lange man sich aktuell ungeschützt draußen aufhalten darf, bis die Gefahr eines Sonnenbrands besteht. Dabei soll vom einem durchschnittlichen weißen Hauttyp ausgegangen werden. Wenn die aktuelle UV-Strahlung z.B. einen sicheren Aufenthalt von 20 Minuten zulässt, sollen die Zeiger dementsprechend auf 12:20 Uhr gedreht werden. Wenn sich z.B. bei Bewölkung der Wert verändert, sollen sich die Zeiger entsprechend mitbewegen (Hysterese einbauen). Die Anzeige soll netzunabhängig mit einer Solarzelle und Pufferbatterie versorgt werden.
Finanzierung
Aufwand relativ gering. Das teuerste ist der Arduino, UV-Sensor $ 2.83, Schrittmotor aus dem Schrott, Solarzelle und Ziffernblatt suche ich auch noch ausrangierte ✔
Einsatzzweck
Die Sonnenuhr soll erstmals bei Veranstaltung:BrüderschaftderVölker2019 eingesetzt werden, als Motivation dafür, sich an der Infotheke mit kostenloser Sonnenmilch einzucremen. Danach auch gerne auf anderen Open-Air-Veranstaltungen, z.B. Veranstaltung:Camp2019
Beteiligte Personen
- Fraxinas
Benötigte Teile
- ✔ Arduino aus dem Fundus
- ✔ GY-8511 ML8511 UVB UV Rays Sensor (Aliexpress)
- ✔ analoge Wanduhr mit gut lesbaren Ziffernblatt (Spende von Kito)
- ✔ Schrittmotor
aus DVD-Laufwerkvom Backspace - ✔ Solarzelle + Pufferakku
- ✔ Platine und Bauelemente (Schalter, Stepper-Treiber, Spannungswandler, Ladeschaltung)
- Gehäuse
Uhrantrieb
Vor dem Einbau des fertigen bipolaren Schrittmotors haben wir versucht, den originalen Sekundenmotor des Uhrwerks zu benutzen. Dieser Arbeitet nach dem Funktionsprinzip eines Lavet-Schrittmotors. Diese Bauform kommt mit einer einzelnen Spule aus, die im Sekundentakt mit kurzen Pulsen jeweils wechselnder Polarität beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird sehr wenig Energie benötigt und die Uhr kann mit einer Batteriezelle mehrere Jahre durchlaufen. Das Original-Tastverhältnis wurde mit dem Digitalen Speicheroszilloskop mit 32:968 Millisekunden gemessen. Andererseits ist dadurch prinzipbedingt keine Umkehr der Laufrichtung möglich, so wie wir sie aber benötigen. Ab einer gewissen Taktgeschwindigkeit (ungefähr 12 Hz) läuft der Sekundenzeiger relativ zufällig vor- oder rückwärts und wechselt auch wild die Richtung. So kam ich auf die Idee, mit Hilfe einer selbst gefeilten Hilfsspule den entscheidenden Impuls zu geben. Dafür habe ich aus Blech einen zusätzlichen Stator ausgeschnitten/zugefeilt, der dann ca. 30-45° versetzt zum ursprünglichen angeordnet werden soll und muss diesen noch entsprechend wickeln.
Fazit: Funktioniert leider nicht, im Uhrwerksgehäuse ist leider nicht genügend Platz um den zweiten Stator unterzubringen. Stattdessen kommt ein unipolarer Ministepper zum Einsatz, den uns der Backspace netterweise mitgegeben hat!
Projekttagebuch
| Date | Name | Was |
|---|---|---|
| 5.5.2019 | Fraxinas | Erster Arduino-Sketch zum Auslesen des UV-Sensors |
| 7.5.2019 | Fraxinas | Beim Open Space Experimente zur Ansteuerung von Kito's Uhr |
| 25.5.2019 | Fraxinas | Ansteuerung Uhr mittels Stepper fertig |
| 26.5.2019 | Fraxinas | Beginn Design Schematics und Board in KiCAD |
| 29.5.2019 | Fraxinas | Experimente zur Justage per Poti |
| 31.5.2019 | Fraxinas | GPN19: Versorgung per Solarzelle |
| 26.6.2019 | Fraxinas | Isolationsfräsen der Platine im Space |
| ... | ... | ... |
| 19.7.2019 | Fraxinas | Einsatz bei Brüderschaft der Völker (DEADLINE!) |
Referenzen
Code liegt auf https://github.com/Schaffenburg/sonnenuhr
Sensor tutorial: https://learn.sparkfun.com/tutorials/ml8511-uv-sensor-hookup-guide/all