El mundo de los sensores ultravioleta ha evolucionado mucho en los últimos años y el AS7331 se ha convertido en una referencia imprescindible para quienes desean medir radiación ultravioleta (UV) con alta precisión y fiabilidad. Si eres aficionado a Arduino, ingeniero, científico o simplemente alguien curioso por los avances en la detección ambiental, seguro que te has topado con la necesidad de registrar la exposición a los rayos UV con exactitud. En este artículo te voy a contar todo lo que necesitas saber sobre el sensor ultravioleta AS7331, cómo sacarle partido y cómo conectarlo a Arduino para monitorizar la radiación UV en tiempo real.
Pese a su pequeño tamaño, el AS7331 esconde mucha tecnología. Gracias a su alta sensibilidad y a su arquitectura de tres canales UV independientes, resulta perfecto para todo tipo de aplicaciones: desde proyectos educativos, pasando por estaciones meteorológicas caseras, hasta sistemas de seguridad industrial y estudios científicos donde la precisión es clave. Y si alguna vez has peleado con sensores complicados de integrar, te alegrará saber que gracias a la placa SparkFun Qwiic y su biblioteca específica para Arduino, trabajar con el AS7331 será más fácil de lo que imaginas.
¿Qué es el sensor ultravioleta AS7331 y por qué es tan especial?
El AS7331 es un sensor UV desarrollado por ams OSRAM que permite medir radiación ultravioleta en tres bandas clave: UVA (320-400 nm), UVB (280-320 nm) y UVC (200-280 nm). Cada canal dispone de su propio fotodiodo y filtro de interferencia, lo que proporciona una sensibilidad extrema y una precisión sobresaliente, incluso con niveles bajos de radiación y en condiciones de iluminación variables.
El sensor viene en formato de placa breakout, como la de SparkFun, facilitando la conexión sin soldaduras gracias al sistema Qwiic (conectores estándar de 3,3 V, GND, SDA y SCL) o, si lo prefieres, mediante cabezales tradicionales de 2,54 mm. Su tamaño compacto (menos de 3 cm de largo) y su bajo consumo energético lo convierten en opción ideal tanto para sistemas autónomos alimentados por batería como para proyectos fijos.
Características técnicas y funcionalidades del AS7331
- Tres canales independientes UVA, UVB y UVC, cada uno con su propio fotodiodo dedicado y filtro.
- Cuatro modos de funcionamiento para adaptarse a distintas necesidades: Medición única (One-shot o CMD), Medición continua (CONT), Inicio sincronizado (SYNS) e Inicio/fin sincronizado (SYND).
- Rango dinámico muy alto (hasta 3,43E+10 gracias a la combinación de resolución y ganancia ajustable), ideal para medidas en ambientes extremos o cambiantes.
- Bajo consumo de energía: 1,42 mA en activo, 970 µA en reposo y solo 1 µA en apagado profundo.
- Comunicación vía I²C con posibilidad de asignar cuatro direcciones (0x74 a 0x77) mediante puentes de soldadura, facilitando el uso de varios sensores en el mismo bus.
- Conectividad sencilla gracias a los conectores Qwiic dobles y los pines adicionales para interrupciones y sincronismo.
- Voltaje de alimentación de 2,7 V a 3,6 V, compatible con la mayoría de placas Arduino y sistemas embebidos.
¿Para qué sirve el sensor UV AS7331?
Gracias a sus prestaciones, el AS7331 sirve para mucho más que medir el índice UV típico.
- Monitorización ambiental: control de la radiación UV en estaciones meteorológicas y laboratorios.
- Seguimiento personal de exposición UV: integración en wearables o dispositivos portátiles para evitar riesgos de sobreexposición al sol.
- Aplicaciones industriales: control de procesos que dependen de la exposición UV, como curado de resinas, desinfección o control de calidad en fabricación.
- Investigación científica: estudio de los efectos de la radiación UV en diferentes materiales, organismos vivos o cultivos.
- Proyectos educativos y de makers: uso en aulas, talleres o como elemento didáctico para aprender sobre sensores ópticos y radiación ultravioleta.
Modos de funcionamiento: elige el que se adapta a tu proyecto
Uno de los puntos fuertes del AS7331 es su versatilidad en la operación. Dispone de cuatro modos:
- Medición única (One Shot/CMD): El sensor se activa solo para una medida y vuelve al modo bajo consumo. Es la opción ideal para proyectos donde se quiere ahorrar batería.
- Medición continua (CONT): El sensor realiza medidas de forma permanente y va enviando los datos. Muy útil si necesitas una monitorización constante, aunque el consumo será algo mayor.
- Inicio sincronizado (SYNS): Permite activar la medición mediante una señal externa. Es ideal para sincronizar el sensor con otros dispositivos o eventos.
- Inicio/fin sincronizados (SYND): Tanto el inicio como el final de la medición se controlan mediante señales, aumentando el control sobre el proceso de adquisición de datos, perfecto para experimentos donde el timing es esencial.
Esta flexibilidad hace que el AS7331 no solo sea potente, sino que también se adapte a necesidades muy diversas, desde el clásico hobby con Arduino hasta exigentes aplicaciones industriales.
Conectando el AS7331 a Arduino: hardware y conexiones
La versión más popular de este sensor es el SparkFun Qwiic Spectral UV Sensor AS7331. Está diseñada para hacer la vida fácil tanto a principiantes como a expertos:
- Conector Qwiic doble: te ahorras la soldadura y evitas errores de cableado conectando de modo directo a placas Arduino compatibles con Qwiic.
- Cabezal pasante a 2,54 mm: Si prefieres cables jumper estándar o vas a soldar, también puedes hacerlo sin problema.
- Pines para interrupciones y sincronización: útiles si vas a aprovechar los modos avanzados de operación.
- Pontenciación de I²C: puedes configurar hasta cuatro direcciones, así que si quieres tener varios sensores a la vez, tampoco tendrás lío.
La alimentación a 3,3 V es estándar en la placa SparkFun, aunque puedes adaptar la alimentación según lo requiera tu microcontrolador. Si usas Arduino Uno o Mega, basta con emplear un conversor de nivel lógico si fuese necesario, aunque la mayoría de placas modernas y compatibles con Qwiic ya funcionan directamente a 3,3 V.
Biblioteca Arduino para el AS7331: cómo instalarla y qué permite hacer
El equipo de SparkFun ha desarrollado una biblioteca específica para Arduino que simplifica enormemente el trabajo con este sensor. Puedes encontrarla directamente en el Administrador de Bibliotecas de Arduino buscando «SparkFun AS7331» o descargarla desde el repositorio de GitHub. Esta biblioteca no solo te permite inicializar y leer los datos de los tres canales UV, sino que también incluye métodos para:
- Ajustar la ganancia del sensor para mejorar sensibilidad o rango dinámico según la luz incidente.
- Modificar modos de funcionamiento (selección entre los cuatro disponibles con solo una línea de código).
- Cambiar la dirección I²C desde el propio software, siempre que hayas configurado físicamente los puentes correspondientes.
- Controlar el estado de bajo consumo y la velocidad del reloj interno del sensor.
- Acceder a los datos de cada canal UV de manera independiente o combinada, lo que permite calcular el índice UV o realizar análisis espectrales más complejos.
Ejemplos prácticos de uso con Arduino
Vamos a repasar cómo puedes empezar a trabajar con el AS7331 y Arduino con dos casos muy típicos, gracias a los ejemplos incluidos en la biblioteca oficial:
Ejemplo 1: Medición básica (Modo One-Shot)
Este primer ejemplo es el punto de partida ideal. Utiliza el modo de medición única, es decir, el sensor permanece en reposo hasta que le pedimos una medida, lo hace y vuelve al modo de bajo consumo automáticamente. Así puedes registrar valores puntuales de radiación UV sin consumir apenas energía.
El flujo sería tal que así:
- Importar la biblioteca y crear el objeto del sensor.
- Inicializar la comunicación I²C.
- Ejecutar medición cuando lo desees (por ejemplo, cada cierto tiempo con un temporizador, o bajo demanda pulsando un botón).
- Obtener los datos de los tres canales (UVA, UVB, UVC) y mostrarlos por el monitor serie o usarlos para calcular el índice UV.
Lo mejor de este método es su bajo consumo y su simplicidad. Nada más cargar el sketch verás en el monitor serie cada 2 segundos los datos actualizados.
Ejemplo 2: Medición en modo continuo
Para cuando necesitas datos en tiempo real sin pausas, la biblioteca te permite con solo una línea de código cambiar al modo continuo. Aquí el sensor está siempre realizando mediciones y enviando datos, lo que resulta muy útil en sistemas de monitoreo ambiental donde el ritmo de cambios es rápido.
En este caso, solo tienes que conectar el pin INT a un pin digital de Arduino capaz de manejar interrupciones (por defecto suelen usar D26, pero puedes cambiarlo en el código).
Puedes utilizar el monitor serie exactamente igual para visualizar el flujo de datos UV constante.
Otros modos de uso avanzado
Si tus necesidades van más allá, los modos sincronizados (SYNS y SYND) del AS7331 te abren la puerta a sincronizar el sensor con procesos externos, controlar cuándo comienza y termina cada medición desde el microcontrolador, e incluso monitorizar el tiempo exacto de adquisición (control de timing a nivel de ciclo de reloj). Este tipo de funcionalidades son excepcionales en sensores de su rango de precio y tamaño.
Consejos para sacar el máximo partido al AS7331 con Arduino
- Utiliza el sistema Qwiic si buscas facilidad de conexión y quieres evitar errores típicos de cableado.
- Aprovecha la posibilidad de varios sensores en el mismo bus I²C modificando las direcciones, perfecto para comparar radiación en distintas ubicaciones o ángulos.
- En proyectos que funcionen a batería, prioriza los modos de bajo consumo, como el One-shot, y desconecta el sensor cuando no sea imprescindible medir.
- Consulta siempre la hoja de datos y los ejemplos de la biblioteca, ya que ahí encontrarás detalles sobre los registros internos y cómo exprimir al máximo sus capacidades.
- Recuerda que los canales UVA, UVB y UVC pueden tener usos distintos: UVA está relacionado con el daño cutáneo a largo plazo, UVB con las quemaduras solares y UVC es especialmente importante en aplicaciones de desinfección y control ambiental.
Acceso a documentación, recursos y soporte
Uno de los puntos fuertes del ecosistema AS7331/SparkFun es la amplia documentación y comunidad que lo respalda. Desde la propia web de SparkFun puedes descargar:
- Esquemáticos y archivos Eagle para modificar o integrar tu propio hardware.
- Guías de conexión paso a paso con imágenes y descripciones claras.
- La hoja de características del sensor (datasheet AS7331) en detalle.
- Enlaces a los repositorios de hardware y software en GitHub, que facilitan tanto la integración con Arduino como la adaptación a otros entornos.
No olvides que la comunidad open source es muy activa y en plataformas como GitHub puedes encontrar actualizaciones, parches, mejoras o incluso variantes de la biblioteca adaptadas a distintas placas o necesidades. Y si lo tuyo es el DIY más avanzado, siempre puedes contribuir con tus propios ejemplos o mejoras.
Comparativa con otros sensores UV populares
Si has revisado el mercado, verás muchas alternativas como el LTR390 de Adafruit o sensores UV simples basados en fotodiodos, pero el AS7331 sobresale por tener verdaderos canales espectrales independientes, rango dinámico muy amplio y opciones avanzadas de control. Muchos otros sensores apenas distinguen UVA de UVB o ni siquiera ofrecen integración sencilla con Arduino, mientras que el AS7331 lo pone todo a tu alcance en formato compacto y robusto.
¿Dónde conseguir el AS7331 y cuánto cuesta?
Actualmente el AS7331 está disponible en tiendas especializadas como SparkFun, OpenCircuit y grandes plataformas de comercio electrónico como Amazon y AliExpress. Su precio puede variar dependiendo del distribuidor y si compras la placa Qwiic completa o solo el sensor, pero suele rondar entre los 20 y 40 euros. No es el sensor más barato, pero su relación calidad-precio y las posibilidades que ofrece lo justifican sobradamente.
Aplicaciones prácticas e ideas para proyectos
Con el AS7331 puedes hacer mucho más que medir el sol. Aquí van algunas ideas:
- Monitor UV portátil: para deportistas, excursionistas o trabajadores al aire libre, que avise cuando la exposición es peligrosa.
- Estación meteorológica casera avanzada: combinando datos UV con temperatura, humedad y presión para estudios ambientales completos.
- Control de calidad industrial: asegurando que procesos de curado con luz UV (como adhesivos o barnices) reciben la dosis exacta.
- Sistemas de desinfección UVC: monitorizando la cantidad de luz germicida en hospitales, laboratorios o incluso purificadores domésticos.
- Proyectos educativos: para enseñar de manera práctica conceptos sobre la radiación electromagnética, la protección solar o la física de los materiales.
¡El límite solo lo pone tu imaginación y las necesidades de tu proyecto!
El sensor AS7331 representa lo último en sensórica UV accesible para makers y profesionales. Su facilidad de integración, la potente biblioteca para Arduino y el respaldo de la comunidad open source lo convierten en una herramienta perfecta tanto para aprender como para abordar retos complejos. Si buscas medir con precisión, experimentar o desarrollar aplicaciones avanzadas, no te defraudará.