ADS1115 InstESRE piranometras: 14 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Piranometras matuoja saulės spinduliavimą (galią/plotą, iš esmės „ryškumą“) ant paviršiaus. Nepaisant panašių pavadinimų, jis visiškai skiriasi nuo pirometro, todėl sustokite čia, jei to ieškote.

Šioje instrukcijoje aprašoma, kaip sukurti ir išbandyti modifikuotą piranometro rinkinio versiją, kurią pasiūlė daktaras Davidas Brooksas iš Žemės mokslo tyrimų ir švietimo instituto (InstESRE):

www.instesre.org/construction/pyranometer/pyranometer.htm

Ši „InstESRE“piranometro versija jungiasi su „Arduino“, naudojant ADS1115 analoginį-skaitmeninį keitiklį (ADC), taip pat palaiko temperatūros korekciją naudojant TMP36 temperatūros jutiklį, esantį kartu su fotodiodu.

IV Swinger 2 IV kreivės žymeklis palaiko šį piranometro dizainą kaip pasirinktinį jutiklį, ir tai buvo modifikacijų motyvacija. Tačiau kadangi kitiems InstESRE piranometro naudotojams tai gali būti naudinga, ši instrukcija aprašo dizainą nepriklausomai nuo IV Swinger 2 projekto.

Šioje „GitHub“saugykloje yra dokumentacija ir programinė įranga:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Prieš tęsdami atsisiųskite ir perskaitykite dokumentą. Dokumente yra tik tekstinė šios instrukcijos veiksmų versija ir jis gali būti naudojamas kaip kontrolinis sąrašas statybos metu. Jame taip pat aprašoma, kaip užsisakyti rinkinį iš daktaro Brookso ir kokių papildomų dalių pirkti. Jie nekartojami šioje instrukcijoje.

1 žingsnis: surinkite įrankius

Naudojau nuotraukoje parodytas priemones.

2 žingsnis: Paruoškite gaubtą

• Įdėkite sandariklį į skylę korpuso gale. Naudokite mažą buką daiktą, pvz., Mažą atsuktuvą. Būkite atsargūs, kad nesupjaustytumėte sandariklio. (Tarpiklis yra minkštos gumos O formos daiktas.) _
• Nedidelį kiekį superklijų paskleiskite aplink didesnę iš dviejų skylių korpuso viršuje. Įdėkite burbulo lygį iš korpuso vidinės pusės. Įsitikinkite, kad burbulo lygio pečiai tvirtai priglunda prie korpuso viršaus. Padėkite dėklą aukštyn kojomis, kad klijai išdžiūtų kelias minutes. [PASTABA: burbuliukų lygis nėra reikalingas „IV Swinger 2“aplikacijai ir jis nerodomas nuotraukose.] _

3 žingsnis: Paruoškite fotodiodą ir difuzorių

• Įsitikinkite, kad fotodiodų laidai PDB-C139 yra tiesūs ir lygiagrečiai vienas kitam, jei reikia, sureguliuokite. _
• Įdėkite PDB-C139 fotodiodą į LED laikiklį. Jis turėtų užsifiksuoti vietoje. Nenaudokite jokių superklijų. _
• Kai fotodiodų laidai PDB-C139 nukreipti į viršų, o ilgesnis-į kairę, o trumpesnis-į dešinę, LABAI LYGIAI sulenkite abu laidus nuo jūsų. _
• Įdėkite fotodiodo mazgą į korpuso vamzdelį iš viršaus. Vėlgi, Nenaudokite jokių superklijų. Įsitikinkite, kad diodo viršus yra švarus ir be dulkių. _
• Pakelkite teflono difuzoriaus diską popieriniu rankšluosčiu ar servetėle ir švelniai patrinkite abu paviršius, kad pašalintumėte visas dulkes ar šiukšles. Įdėkite diską į jo įdubą korpuso vamzdžio viršuje. Nenaudokite jokių superklijų. Jei jis labai laisvai tinka, vėliau turėsite naudoti superklijus, bet NE. _
• Apverskite agregatą aukštyn kojomis (laidai nukreipti į viršų, ilgesni - į kairę). Įsitikinkite, kad difuzoriaus diskas nenukrito. 4 juostelės gabalus laikykite ant kieto, lygaus darbinio paviršiaus. Juosta turi būti žemiau apdoroto vamzdžio krašto. Apvyniokite dar vieną juostos gabalą aplink vamzdelį. _

4 veiksmas: pridėkite TMP36 (neprivaloma)

• Įkiškite TMP36 į skylę, esančią fotodiodų laidų artimoje pusėje, plokščia TMP36 puse link laidų, o suapvalinta - link vamzdžio sienos. Paspauskite jį žemyn už jo laidų galų. Jis turėtų gerai tilpti su minimaliu fotodiodų laidų nukrypimu. _
• Nuimkite TMP36, užtepkite superklijų ant viršutinės, plokščiosios ir suapvalintos pusės ir nedelsdami vėl įkiškite atgal į skylę toje pačioje padėtyje. Naudokite tik tiek klijų, kad jie priliptų prie šviesos diodų laikiklio, diodų laidų ir vamzdžio viduje, tačiau nenaudokite tiek daug, kad jis galėtų tekėti aplink fotodiodą. Įsitikinkite, kad greitai įspaudžiate jį į skylę, kad klijai nesugriebtų, kol dar nėra visiškai įstumti. _
• Sureguliuokite du fotodiodo laidus ir tris TMP36 laidus, kad jie būtų nukreipti kuo tiesiau į viršų.

5 žingsnis: klijų jutiklio vamzdelis prie dėklo

• Ant apdoroto vamzdžio krašto uždėkite šiek tiek superklijų, tada nedelsdami nuleiskite dėklą, kad vamzdelis būtų įklijuotas į korpuso angą. Ilgas korpuso matmuo turi atitikti laidų eilutes, einančias per skylę, o galinė skylė su tarpikliu turi būti jūsų dešinėje. Įsitikinkite, kad vamzdis visiškai įstatytas į skylę. _
• Naudokite tam tikrą juostą, kad laikytumėte dėklą tokioje padėtyje, kad jis būtų lygus ir vamzdis būtų statmenas jam._

6 veiksmas: pridėkite ADS1115 plokštę

• Užtepkite superklijų lašelį ant ADS1115 lentos galo viduryje. Greitai, bet atsargiai nuleiskite ADS1115 plokštę žemyn, kai ilgesnis fotodiodo laidas eina per angą A0, o trumpesnis - per skylę A1. Trys TMP36 laidai bus išilgai ADS1115 plokštės krašto ir gali šiek tiek nukrypti. Sureguliuokite ADS1115 plokštės padėtį taip, kad A0 ir A1 skylės būtų centre virš vamzdžio angos, ir laikykite plokštę vietoje maždaug minutę, kad ji priliptų prie korpuso._
• Palikite tai nepaliestą porą valandų, kad klijai tikrai išdžiūtų. Toliau nevykdykite šių veiksmų._

7 žingsnis: pridėkite apkrovos rezistorių

• Nupjaukite abu rezistoriaus laidus iki 1 cm. Sulenkite 2 mm ant kiekvieno laido galo stačiu kampu ir įkiškite tuos 2 mm galus į ADS1115 plokštės skyles A0 ir A1 kartu su fotodiodų laidais. 2 mm ilgio priežastis yra ta, kad nėra galimybės, kad galai galėtų liesti TMP36 laidus arba kitą fotodiodo laidą po lenta._
• Lituokite rezistorių ir fotodiodą prie skylių A0 ir A1._
• Apkarpykite fotodiodo laidus._

8 žingsnis: Lituoti TMP36 vidurinį laidą į A2 (neprivaloma)

• Švelniai sulenkite du išorinius TMP36 laidus nuo ADS1115 plokštės krašto._
• Naudodami reples ilgomis nosimis, atsargiai sulenkite vidurinį TMP36 laidą link A2 skylės ir prilituokite prie angos. Jums gali prireikti nedidelio ištraukto sujungimo laido gabalo skylėje, kad lituotumėte, jei laidas nėra pakankamai ilgas, kad iš tikrųjų patektų į skylę. Įsitikinkite, kad šis laidas nesiliečia su A1 lydmetalio jungtimi arba fotodiodo laido jungtimi._

9 žingsnis: Paruoškite kabelį

• Išardykite visą agregatą nuo darbinio paviršiaus_

• Pakratykite, kad įsitikintumėte, jog tefloninis difuzoriaus diskas nenukrenta. Jei taip, kol kas atidėkite diską.

  _

• Nupjaukite moterišką kabelio galą. Įstumkite nupjautą galą per tarpiklį į dėklą ir ištraukite. Nesijaudinkite, kad jį ištrauksite per toli, vėliau galėsite jį ištraukti. Jei sunku išspausti, naudokite lašą indų muilo._
• Nupjaukite išorinį kabelio apvalkalą ant nupjauto galo, kad matytumėte keturis viduje esančius laidus, būkite atsargūs, kad nepažeistumėte vidinių laidų izoliacijos. Nupjaukite bent 2 cm apvalkalo._
• Nuo vidinių keturių laidų nuimkite 8 mm izoliacijos ir susukite kiekvieno galą._
• „Alavo“susuktus galus kaitindami lituokliu ir ant sruogų uždėję šiek tiek litavimo._
• Naudokite skaitmeninį multimetrą (DMM), kad nustatytumėte ryšį tarp vidinių laidų ir keturių 3,5 mm kištuko dalių kitame kabelio gale. Užsirašykite spalvas: Spalva: Patarimas: _ [+5V] 1 žiedas: _ [SCL] 2 žiedas: _ [SDA] rankovė: _ [GND] PASTABA: šios spalvos beveik ne visada atitiks jungčių schemoje pateiktas spalvas, todėl tai labai svarbu.
• Ištraukite kabelį atgal per guminį tarpiklį, kol vidinių laidų izoliacija tik pasieks ADS1115 plokštės VDD angą. _

10 veiksmas: litavimo kabelių laidai ir prijungimo viela prie ADS1115

• Iškirpkite šiuos sujungimo laido ilgius (reikia tik TMP36)

  • Juoda, 2,5 cm
  • Raudona, 2,5 cm. Juostelė 6 mm nuo kiekvieno galo._
• Lituokite kabelio laidą, prijungtą prie kištuko antgalio (+5 V), prie VDD skylės kartu su vienu 2,5 cm raudono laido galu._
• Lituokite kabelio laidą, prijungtą prie kištuko įvorės (GND), prie GND skylės kartu su vienu 2,5 cm juodo laido galu._
• Lituokite kabelio laidą, prijungtą prie kištuko žiedo 1 (SCL), prie SCL angos._
• Kabelio laidą, prijungtą prie kištuko žiedo 2 (SDA), prijunkite prie SDA angos. _

11 veiksmas: lydmetalis TMP36 maitinimo/įžeminimo laidai (neprivaloma)

• Lituokite kitą 2,5 cm juodos vielos galą (nuo GND skylės) prie TMP36 laido dešinėje. Įsitikinkite, kad jis neliečia vidurinio laido._
• Lituokite kitą 2,5 cm raudonos vielos galą (nuo VDD skylės) prie kairėje esančio TMP36 laido. Įsitikinkite, kad jis neliečia vidurinio laido._

12 žingsnis: Iškirpkite ir lituokite laidus prie Džeko

• Nupjaukite keturis sujungimo laidus. Padarykite juos pakankamai ilgus bet kokiam gaubtui, į kurį įdėsite „Arduino“(9 cm IV svingeriui 2):

  • Juoda: _
  • Raudona: _
  • Mėlyna: _
  • Žalia: _ juostelė 1 cm nuo kiekvieno galo._
• Įkiškite kabelio kištuką į 3,5 mm lizdą._
• Naudokite DMM, kad nustatytumėte, kuris litavimo jungtis 3,5 mm lizdo gale yra prijungtas prie VDD skylės ADS1115 plokštėje. Sukite RED laidą prie tos lizdo jungties._
• Naudokite DMM, kad nustatytumėte, kuris litavimo jungtis 3,5 mm lizdo gale yra prijungtas prie GND skylės ADS1115 plokštėje. Pasukite JUODĄ laidą prie tos lizdo jungties._
• Naudodami DMM nustatykite, kuris litavimo jungtis 3,5 mm lizdo gale yra prijungtas prie SCL skylės ADS1115 plokštėje. Sukite MĖLYNĄ laidą prie tos lizdo jungties._
• Naudodami DMM nustatykite, kuris litavimo jungtis 3,5 mm lizdo gale yra prijungtas prie SDA skylės ADS1115 plokštėje. Sukite ŽALIĄ laidą prie tos lizdo jungties._

• Norėdami patvirtinti ryšius, naudokite DMM. Patikrinkite tęstinumą nuo prijungimo laido galo iki ADS1115 skylės. Tuo pačiu metu patikrinkite, ar nėra trijų kitų tęstinumo.

  • Raudona iki VDD: _
  • Juoda iki GND: _
  • Mėlyna iki SCL: _
  • Žalia iki SDA: _
• Lituokite visus keturis prijungimo laidus prie 3,5 mm lizdo_

13 žingsnis: galutinis surinkimas

• Apvyniokite kabelio kaklaraištį aplink kabelį ir replėmis priveržkite jį prie korpuso viduje esančios tarpinės. Apkarpyti._
• Prisukite dangtelį prie korpuso._
• Naudokite mažą šlifavimo popieriaus gabalėlį, esantį komplekte, ir sukamaisiais judesiais švelniai nušlifuokite teflono paviršių, kad pašalintumėte „blizgesį“iš disko._
• Jei tefloninis difuzoriaus diskas nėra tvirtai užsifiksavęs įduboje, aplink įdubą naudokite mažą kiekį superklijų, kad laikytumėte. Įsitikinkite, kad ant fotodetektoriaus nelieka jokių klijų! Dantų krapštukas gali būti naudingas tepant superklijus, tačiau greitai judėkite. Laikykite jį mažu spaustuku, kol klijai džiūsta._
• Prisijunkite prie „Arduino“: prijunkite keturis laidus iš 3,5 mm lizdo galinės dalies prie „Arduino“, kaip parodyta nuotraukose._

14 žingsnis: testų vykdymas ir kalibravimas

GitHub saugykloje esančiame dokumente aprašoma, kaip įkelti ir paleisti testus. Jame taip pat aprašoma, ko reikia kalibruoti piranometrą.