第1步：什么是夜間污染及其測量方法

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

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

TSL2591

TSL2591

3。 HTU21D溫濕度傳感器

HTU21D

HTU21D

4。 OLED顯示屏0.96（128 x 64）

OLED顯示屏

OLED顯示屏

OLED顯示屏

5。 18650電池

18650鋰離子電池

18650鋰離子電池

電池18650支架

6。 TP4056充電模塊

tp4056

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?。┒m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

#include

#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， 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。