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第1步：什么是夜間污染及其測量方法

便攜式氣象站的制作教程

夜間污染來自燈具，汽車，房屋，城市中的巨大液晶面板和人類制造的每一盞燈。那燈光叫人工。對于觀察者來說，人造光是從城市看星星的主要問題，他們必須走出城市。對于人類來說，高光污染是有害的。還有樹木，草和動物。

為了檢查你所在地的光污染，你可以在這里看到lightpollutionmap

它只是模型，真正的價值觀會有所不同。這就是為什么我創建了這個luxmeter。

對于測量光污染，我只測量lux并計算幅度/arsec2。

我可以從lux到candela每suqare米計算：

1 cd/m2 = 1 lux

每平方秒的幅度（ mag/arcsec2 ）描述夜空背景（它叫表面亮度）。

關于wiki的更多內容：表面亮度

計算cd/m2到mag/arcsec2的公式為：

［mag中的值/arcsec2］ = Log10（［以cd/m2為單位］/108000）/- 0.4

unihedron.com/projects/darksky/magconv.php

第2步：BOM

對于這個項目，你需要：

1。 WEMOS D1 Mini或任何微控制器

（我使用wemos，因為它是最小的，有usb 端口，你可以嘗試Arduino Nano）

WEMOS D1 MINI

WEMOS D1 MINI 10件

用于編程和上傳的USB線代碼到wemos

2。 TSL2591傳感器

TSL2591

3。 HTU21D溫濕度傳感器

HTU21D

4。 OLED顯示屏0.96（128 x 64）

OLED顯示屏

5。 18650電池

18650鋰離子電池

電池18650支架

6。 TP4056充電模塊

tp4056

7。切換按鈕或傾角跳線

swtich red dip

swifhers，很多不同的

8。面包板和杜邦電纜

小面包板

面包板套件

9。案例，我用木材+膠帶創建

繁文縟節

Prusa 3D打印機，我希望我能用塑料做案例：D

Step 3：電路

電路非常簡單：

將所有i2c模塊（TSL2591，OLED，HTU21D）連接到SCL和SDA引腳在wemos上（SDA - 》 D2，SCL - 》 D1）。

用來自wemos的3.3 V電源供電。

將電池的端子連接到wemos上的5V引腳和tp4056充電模塊上的電池+引腳連接到電池上的正端子。

將所有接地連接在一起。

步驟4：HTU21D傳感器

我購買新的溫度傳感器，測量精度為0.3°C！

物聯網你應該知道這個傳感器（來自sparkfun）：

使用 I2C 接口

典型濕度精度±2％

典型溫度精度±0.3°C

濕度為0到100％，但不推薦使用此傳感器惡劣的環境它可能與水接觸（如下雨）。

3.3V傳感器 - 使用內聯邏輯電平轉換器或10k電阻來限制5V信號

一次只能有一個HTU21D傳感器駐留在I2C總線上

我的總結：這是一個很好的傳感器，因為它的測量精度為0.3°C，溫度和濕度都是。優點是I2C干擾和3.3V，但在我的情況下無關緊要。

步驟5：TSL2591

該傳感器因其靈敏度（188微升lux！）而適用于測量夜空污染。

1。是可能的紅外和全量測量的二極管。我不使用它。

2。電壓調節器從5V到3.3 V

芯片規格（來自adafruit）：

近似人眼響應

極寬的動態范圍1到600，000，000計數

Lux范圍： 188 uLux 靈敏度，最高88，000 Lux輸入測量值。

溫度范圍： -30 至80 * C

電壓范圍： 3.3-5V 進入板載穩壓器

接口： I2C

這板/芯片使用I2C 7位地址0x29 （固定）

尺寸：19mm x 16mm x 1mm/.75“x .63”x .04“重量：1.1g

2個二極管用于測量 - IR和全光譜

摘要：

188 uLux是perferct，也是I2C通信很簡單。也許問題可以修復I2C地址（0x29）。板載穩壓器也很好，可以在冬天使用傳感器（霜凍）。

步驟6：代碼

您需要這些庫（我將它們添加到一個zip文件中）：

Adafruit-GFX-Li brary-master

adafruit_gfx_library_master

Adafruit_HTU21DF_Library-master

Adafruit_Sensor-master

Adafruit_TSL2591_Library-master

《代碼：你可以使用我的，或創建自己的。不要忘記為夜空測量設置最大積分時間（600 MS）和增益到最大值（GAIN_MAX）。

如果您嘗試使用我的代碼，請下載ino文件。當我從instructable我的代碼復制時，庫有問題。

我使用加載月亮圖像只是為了好玩。您可以使用任何，只需使用此頁面獲取數組：

http://javl.github.io/image2cpp/

//https://lastminuteengineers.com/oled-display-arduino-tutorial/

//http://javl.github.io/image2cpp/

// mcd to magnitude http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php.。.

// The HD44780 is a controller for character-based liquid crystal displays （LCDs）。 http://unihedron.com/projects/darksky/magconv.php.。.

#include

#include “Adafruit_HTU21DF.h”

#include “Adafruit_TSL2591.h”

int counter;

// OLED display TWI address

#define OLED_ADDR 0x3C

Adafruit_SSD1306 display（-1）; // - 1 for restart display with restart button on arduino board

Adafruit_HTU21DF htu = Adafruit_HTU21DF（）;

Adafruit_TSL2591 tsl = Adafruit_TSL2591（2591）; // pass in a number for the sensor identifier （for your use later）

uint32_t lum;

uint16_t ir， full;

int ulux;

float lux;

float temp;

float rel_hum;

float mag_arcsec2; // visual mags/arcsecond2 ［value in mag/arcsec2］ = Log10（［value in cd/m2］/108000）/-0.4

// symbols

// degree for Celsius

const unsigned char degree ［］ PROGMEM =

{

0xe，0x11，0x11，0x11，0xe，0x0，0x0，0x0

};

// exponent 2

const unsigned char exponent ［］ PROGMEM =

{

0xe，0x1b，0x3，0x6，0xc，0x18，0x1f，0x0

};

// ‘moon_logo’， 128x64px

const unsigned char intro ［］ PROGMEM = {

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc1， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0xff， 0xfd， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x01， 0xff， 0xfd， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x03， 0xff， 0xc0， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfc， 0x07， 0xff， 0xe0， 0x7f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x07， 0xff， 0xf8， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x0f， 0xff， 0xf0， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x0f， 0xff， 0x77， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x80， 0x1f， 0xbe， 0x7f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x80， 0x1f， 0xcc， 0xff， 0xff， 0x8f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x00， 0x3f， 0xc0， 0xff， 0xff， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x00， 0x3f， 0xc0， 0xff， 0xff， 0x8f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x00， 0x3f， 0xe0， 0x7f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfc， 0x00， 0x3f， 0x80， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf8， 0x00， 0x3f， 0x00， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf8， 0x00， 0x3f， 0xf1， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x3f， 0xf9， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x3f， 0xfb， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x18， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x60， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xef， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x00， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe7， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x00， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe1， 0xe7， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x00， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x07， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x18， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x38， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x48， 0x7f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x80， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0x00， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0xc4， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xfc， 0x00， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x60， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0x80， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0xf0， 0x03， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x07， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x00， 0x00， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0xe3， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x00， 0x00， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x00， 0x01， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf1， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x00， 0x43， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfb， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x00， 0x4f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfb， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x00， 0x5f， 0xff， 0xff， 0x03， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x3f， 0xff， 0xff， 0x87， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x03， 0xff， 0xff， 0xcf， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x01， 0xff， 0xff， 0xb7， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf8， 0x00， 0x01， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf8， 0x00， 0x03， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfc， 0x01， 0x0f， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfc， 0x01， 0xfe， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x00， 0x00， 0x3f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x00， 0x00， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x80， 0x00， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xc0， 0x00， 0x03， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x00， 0x01， 0xff， 0xff， 0xfd， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf0， 0x00， 0x00， 0x7f， 0xff， 0xf3， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf8， 0x00， 0x00， 0x1f， 0xff， 0xc7， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfc， 0x00， 0x00， 0x00， 0xfc， 0x0f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x00， 0x00， 0x00， 0x00， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0x80， 0x00， 0x00， 0x00， 0x7f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x00， 0x00， 0x00， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xf8， 0x00， 0x00， 0x03， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xfe， 0x00， 0x00， 0x1f， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xe0， 0x01， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff，

0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff， 0xff

};

void setup（） {

// htu21d

htu.begin（）;

// tsl2591

sensor_t sensor;

tsl.getSensor（&sensor）;

tsl.setGain（TSL2591_GAIN_MAX）; // MAX， HIGH MED，LOW，

tsl.setTiming（TSL2591_INTEGRATIONTIME_600MS）; // 100MS， 200 MS， 300MS， 400MS，500MS， 600MS

// setup for oled display

display.begin（SSD1306_SWITCHCAPVCC， OLED_ADDR）;

display.clearDisplay（）;

display.display（）;

display.drawBitmap（0， 0， intro， 128， 64， WHITE）;

display.display（）;

delay（1000）;

display.setTextSize（1）;

display.setTextColor（WHITE）;

display.setFont（&FreeSerif9pt7b）;

display.clearDisplay（）;

}

void loop（） {

lux = 0;

ulux =0;

mag_arcsec2=0;

temp=0;

rel_hum=0;

delay（100）;

lum = tsl.getFullLuminosity（）;

ir = lum 》》 16;

full = lum & 0xFFFF;

delay（100）;

lux = tsl.calculateLux（full， ir）; // light intensiti in microlux

ulux= lux*1000000;

if （ulux《0）

{

ulux=0;

}

mag_arcsec2 = log10（lux/108000）/-0.4; //（log（（ulux/108000）） /（-0.4）

temp = htu.readTemperature（）;

rel_hum = htu.readHumidity（）;

display_values（）;

}

void display_values（）

{

//display.drawPixel（120， 50， WHITE）;

display.clearDisplay（）;

display.setCursor（1， 15）;

display.print（temp）;

display.drawBitmap（42， 2， degree， 8，5 ， WHITE）;

display.setCursor（50， 15）;

display.print（“C”）;

display.setCursor（70， 15）;

display.print（rel_hum）;

display.setCursor（114， 15）;

display.print（“%”）;

display.drawLine（1， 20， 127， 20， WHITE）;

display.drawLine（67， 1， 67， 20， WHITE）;

display.setCursor（1， 35）;

display.print（“ulux =”）;

display.setCursor（50， 35）;

display.print（ulux）;

display.setCursor（1， 55）;

display.print（“mag/arsec”）;

display.drawBitmap（70， 45， exponent， 8，8 ， WHITE）;

display.setCursor（83， 55）;

display.print（mag_arcsec2）;

display.display（）;

}

第7步：內部

我創建自己的案例，我使用面包板與杜邦電纜你可以看到。

我用 TP4056 用usb線充電（需要swtich dip jumper）。

如果打開/關閉我使用 dip跳線。

對于日光，TSL2591顯示0，mag/arcsec2為nan。

對于夜空，TSL2591應顯示 0到1000 000 microlux （ulux）和相應的mag/arcsec2

（cca。 14到22 mag/arsec2）。

完整月亮我測得 50k ulux ，這是0.05 lux。

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