ADS1115 InstESRE Piranometr: 14 Addım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bir piranometr, səthdə günəşin şüalanmasını (gücü/sahəsi, əsasən "parlaqlığı") ölçür. Bənzər adlara baxmayaraq, pirometrdən tamamilə fərqlidir, buna görə də aradığınız şeydirsə, burada dayanın.

Bu Təlimat, Yer Elmləri Araşdırma və Təhsil İnstitutundan (InstESRE) Dr. David Brooks tərəfindən təklif olunan piranometr dəstinin dəyişdirilmiş bir versiyasının necə qurulacağını və sınanacağını təsvir edir:

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

InstESRE piranometrinin bu versiyası, ADS1115 analoq-rəqəmsal çeviricisini (ADC) istifadə edərək bir Arduino ilə əlaqə qurur və fotodiodla birlikdə yerləşən bir TMP36 temperatur sensoru istifadə edərək temperaturun düzəldilməsini də dəstəkləyir.

IV Swinger 2 IV əyri izləyicisi, bu piranometr dizaynını isteğe bağlı bir sensor olaraq dəstəkləyir və bu dəyişikliklər üçün motivasiya idi. Ancaq InstESRE piranometrinin digər istifadəçiləri bunu faydalı hesab edə bildikləri üçün bu təlimat IV Swinger 2 layihəsindən asılı olmayaraq dizaynı təsvir edir.

Aşağıdakı GitHub depo sənədləri və proqram təminatını ehtiva edir:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Piranometr

Davam etməzdən əvvəl sənədi yükləyin və oxuyun. Sənəd bu Təlimatdakı addımların yalnız mətn versiyasını ehtiva edir və tikinti zamanı yoxlama siyahısı kimi istifadə edilə bilər. Kitin Dr Brooksdan necə sifariş ediləcəyini və hansı əlavə hissələrin alınacağını da izah edir. Bu təlimatda bunlar təkrarlanmır.

Addım 1: Alətləri toplayın

Fotoda göstərilən vasitələrdən istifadə etdim.

Addım 2: Kassanı hazırlayın

• Çubuğun ucundakı çuxura daxil edin. Kiçik bir tornavida kimi kiçik bir küt obyekt istifadə edin. Çubuğu kəsməmək üçün diqqətli olun. (Çubuq yumşaq kauçuk O formalı əşyadır.) _
• Qutunun üst hissəsindəki iki çuxurun daha böyük hissəsinin içərisinə az miqdarda super yapışqan sürtün. Kassanın içindən baloncuk səviyyəsini daxil edin. Baloncuk səviyyəsinin çiyin oturacaqlarının korpusun üst tərəfinə möhkəm oturduğundan əmin olun. Yapışqanın bir neçə dəqiqə qurumasına icazə vermək üçün qutunu alt -üst qoyun. [DİQQƏT: IV Swinger 2 tətbiqi üçün baloncuk səviyyəsinə ehtiyac yoxdur və şəkillərdə göstərilməmişdir.] _

Addım 3: Photodiode və Diffuser hazırlayın

• PDB-C139 fotodiodlarının bir-birinə düz və paralel olduğundan əmin olun, lazım olduqda düzəlişlər edin. _
• LED tutucusuna PDB-C139 fotodiodunu daxil edin. Yerinə oturmalıdır. Heç bir super yapışqan istifadə etməyin. _
• PDB-C139 fotodiod ucları yuxarıya doğru və daha uzun sola, qısa isə sağa, ÇOX YÜKSƏK hər iki ucu sizdən uzaqlaşdırır. _
• Fotodiod qurğusunu yuxarıdan gövdə borusuna daxil edin. Yenə heç bir super yapışqan istifadə etməyin. Diyotun üst hissəsinin təmiz və tozsuz olduğundan əmin olun. _
• Teflon diffuzor diskini kağız dəsmal və ya peçete ilə götürün və hər hansı bir səthi yumşaq bir şəkildə ovuşdurun ki, orada olan toz və ya zibili çıxarın. Diski yuva borusunun yuxarısındakı yuvasına daxil edin. Heç bir super yapışqan istifadə etməyin. Çox gevşek bir uyğunluq varsa, SONRA bir az super yapışqan istifadə etməli olacaqsınız, amma YOXDUR. _
• Montajı tərs çevirin (açarlar yuxarıya baxır, daha uzun sola). Difüzör diskinin düşmədiyinə əmin olun. Sərt, hamar bir iş səthində tutmaq üçün 4 ədəd bant istifadə edin. Bant borunun işlənmiş kənarının altında olmalıdır. Borunun ətrafına bir parça daha sarın. _

Addım 4: TMP36 əlavə edin (isteğe bağlı)

• TMP36'yı, fotodiod uclarının yaxın tərəfindəki çuxura daxil edin, TMP36'nın düz tərəfi uçlara, yuvarlaq tərəfi isə borunun divarına doğru. Çubuqların ucundan aşağıya bastırın. Fotodiod uclarının minimal əyilməsi ilə gözəl uyğun olmalıdır. _
• TMP36'yı çıxarın, üst, düz tərəfinə və yuvarlaq tərəfinə super yapışqan tətbiq edin və dərhal eyni mövqedə çuxura daxil edin. LED tutucusuna, diod uclarına və borunun içərisinə yapışması üçün yalnız kifayət qədər yapışqan istifadə edin, ancaq fotodiodun ətrafında axa biləcəyi qədər istifadə etməyin. Çuxura tez bir zamanda basdığınızdan əmin olun ki, yapışqan içəri girməzdən əvvəl onu tutmasın. _
• İki fotodiod ucunu və üç TMP36 ucunu elə düzəldin ki, hamısı mümkün qədər düz istiqamətdə olsun _

Addım 5: Yapışqan Sensor Boru Kassaya

• Borunun işlənmiş kənarına bir az super yapışqan tətbiq edin və sonra qutunu dərhal aşağıya endirin, beləliklə boru qutudakı çuxura yapışdırılır. Kassanın uzun ölçüsü, çuxurdan gələn tellərin satırlarına uyğun olmalıdır və barmaqlığı olan son çuxur sağda olmalıdır. Borunun çuxura tam oturduğundan əmin olun. _
• Çantanı düz və borunun ona dik olması üçün bir az bant istifadə edin._

Addım 6: ADS1115 Kartı əlavə edin

• Tam ortasında olan ADS1115 lövhəsinin arxasına super yapışqan ləkə çəkin. Daha sürətli, lakin diqqətlə, ADS1115 lövhəsini A0 çuxurundan daha uzun fotodiod qurğusu ilə, A1 çuxurundan daha qısa olanı ilə aşağı salın. Üç TMP36 aparatı ADS1115 lövhəsinin kənarında olacaq və bir az əyilə bilər. ADS1115 lövhəsinin mövqeyini A0 və A1 deliklərinin boru çuxurunun ortasına yerləşdirilməsi üçün düzəldin və lövhəni bir dəqiqə saxlayın ki, korpusa yapışsın._
• Yapışqanın qurudulduğundan əmin olmaq üçün bir neçə saat toxunulmamış saxlayın. O vaxta qədər aşağıdakı addımlara davam etməyin._

Addım 7: Yük Rezistoru əlavə edin

• Rezistorun hər iki ucunu 1 sm kəsin. Düz bir açı ilə hər bir ucun 2 mm -ni bükün və bu 2 mm -lik ucları ADS1115 lövhəsinin A0 və A1 deliklərinə, fotodiod uclarının yanında yerləşdirin. 2 mm uzunluğunun səbəbi, ucların TMP36 uclarına və ya lövhənin altındakı digər fotodiod qurğusuna toxunma ehtimalının olmamasıdır._
• Rezistoru və fotodiodu lehimləmək A0 və A1 deliklərinə gətirib çıxarır._
• Fotodiod uclarını kəsin._

Addım 8: Lehim TMP36 Orta Qurğuşundan A2 (isteğe bağlı)

• ADS1115 lövhəsinin kənarından iki xarici TMP36 ucunu yumşaq bir şəkildə bükün._
• Uzun burunlu penslərlə, orta TMP36 ucunu A2 çuxuruna doğru diqqətlə bükün və çuxura lehimləyin. Qurğunun əslində çuxura girmək üçün kifayət qədər uzun olmadığı təqdirdə, çuxurda kiçik bir parçalanmış bağlama telinə ehtiyacınız ola bilər. Bu qurğunun A1 lehim birləşməsi və ya fotodiod qurğuşun sapı ilə əlaqə yaratmadığından əmin olun._

Addım 9: Kabel hazırlayın

• Bütün montajı iş səthindən açın _

• Teflon diffuzor diskinin düşməməsini təmin etmək üçün silkələyin. Əgər belədirsə, diski hələlik kənara qoyun.

  _

• Kabelin dişi ucunu kəsin. Kəsilmiş ucu korpusdan korpusa itələyin və içindən çəkin. Çox uzağa çəkməkdən narahat olmayın, sonra geri çəkə biləcəksiniz. Çıxarmaq çətindirsə bir damla sabun istifadə edin._
• Daxili tellərin izolyasiyasına zərər verməmək üçün diqqətli olun, içərisində olan dörd teli açmaq üçün kəsilmiş ucdakı xarici kabel örtüyünü kəsin. Qapağın ən azı 2 sm hissəsini kəsin._
• Daxili dörd teldən 8 mm izolyasiyanı soyun və hər birinin ucunu bükün._
• Lehimləmə dəmiri ilə qızdırmaq və iplərə bir az lehim tətbiq etməklə bükülmüş ucları "qalayla" vurun._
• Daxili tellər ilə kabelin digər ucundakı 3,5 mm fişin dörd hissəsi arasındakı əlaqəni müəyyən etmək üçün rəqəmsal multimetrdən (DMM) istifadə edin. Rəngləri yazın: Rəng: İpucu: _ [+5V] Üzük 1: _ [SCL] Üzük 2: _ [SDA] Qol: _ [GND] QEYD: bu rənglər əlaqə sxemindəki rənglərlə demək olar ki, uyğun gəlmir, buna görə bu çox vacibdir._
• Daxili tellərin izolyasiyası yalnız ADS1115 lövhəsinin VDD çuxuruna çatana qədər, rezin barmaqlıqdan kənara çəkin. _

Addım 10: Lehim Kablo Telləri və Bağlama Teli ADS1115

• Aşağıdakı əlaqə tellərini kəsin (yalnız TM36 üçün lazımdır)

  • Qara, 2,5 sm
  • Qırmızı, 2,5 sm Hər bir ucundan 6 mm şerid edin._
• Uç ucuna (+5V) qoşulan kabel telini VDD çuxuruna, 2,5 sm qırmızı telin bir ucu ilə birlikdə lehimləyin._
• Fiş Sleeve (GND) ilə bağlanan kabel telini GND çuxuruna, 2,5 sm qara telin bir ucu ilə birlikdə lehimləyin._
• Ring 1 (SCL) fişinə SCL çuxuruna qoşulan kabel telini lehimləyin._
• Ring 2 (SDA) fişinə SDA çuxuruna qoşulan kabel telini lehimləyin. _

Addım 11: Lehim TMP36 Güc/torpaq aparatları (isteğe bağlı)

• 2.5 sm qara telin digər ucunu (GND çuxurundan) sağdakı TMP36 qurğusuna lehimləyin. Orta rəhbərlə əlaqə qurmadığından əmin olun._
• 2.5 sm qırmızı telin digər ucunu (VDD çuxurundan) soldakı TMP36 qurğusuna lehimləyin. Orta liderlə əlaqə qurmadığından əmin olun._

Addım 12: Cek üçün telləri kəsin və lehimləyin

• Dörd bağlama telini kəsin. Arduino'yu (IV Swinger 2 üçün 9 sm) taxacağınız hər hansı bir korpus üçün kifayət qədər uzunlaşdırın:

  • Qara: _
  • Qırmızı: _
  • Mavi: _
  • Yaşıl: _ Hər birinin sonundan 1 sm keçin._
• Kabel fişini 3,5 mm jakına daxil edin._
• 3.5mm jakın arxasındakı hansı lehim bağlantısının ADS1115 lövhəsindəki VDD çuxuruna bağlı olduğunu müəyyən etmək üçün DMM istifadə edin.
• 3.5mm jakın arxasındakı hansı lehim bağlantısının ADS1115 lövhəsindəki GND çuxuruna bağlı olduğunu müəyyən etmək üçün DMM istifadə edin. QARA teli krikordakı lehim bağlantısına bükün._
• 3.5mm jakın arxasındakı hansı lehim bağlantısının ADS1115 lövhəsindəki SCL çuxuruna bağlı olduğunu müəyyən etmək üçün DMM istifadə edin. MAVİ teli krikordakı lehim bağlantısına bükün._
• 3.5mm jakın arxasındakı hansı lehim bağlantısının ADS1115 lövhəsindəki SDA çuxuruna bağlı olduğunu müəyyən etmək üçün DMM istifadə edin.

• Bağlantıları təsdiqləmək üçün DMM istifadə edin. Bağlama telinin ucundan ADS1115 çuxuruna qədər davamlılığı yoxlayın. Eyni zamanda, digər üçlüyün heç bir DAVAMI olmadığını yoxlayın.

  • VDD üçün qırmızı: _
  • Qara üçün GND: _
  • SCL -dən mavi: _
  • SDA üçün Yaşıl: _
• Dörd bağlama telinin hamısını 3.5 mm cekə lehimləyin _

Addım 13: Son Quraşdırma

• Kabel bağlayıcısını kabelin ətrafına qoyun və kəlbətin köməyi ilə korpusun iç tərəfindəki tutacağın yanına sıxın. Kəsmək._
• Qapağı qutuya vidalayın._
• Kitə daxil olan kiçik incə aşındırıcı kağızdan istifadə edin və Teflonun səthini dairəvi hərəkətlərlə yumşaq bir şəkildə aşındırın, diskdən "parıltı" çıxarmaq üçün kifayətdir._
• Teflon diffuzor diski boşluğuna möhkəm yapışmadıysa, onu tutmaq üçün çuxurun ətrafında TİNY miqdarda super yapışqan istifadə edin. Fotodetektorda heç bir yapışqan olmamasına əmin olun! Bir süpürgə super yapışqan tətbiq etmək üçün faydalı ola bilər, ancaq tez hərəkət edin. Yapışqan quruyarkən onu tutmaq üçün kiçik bir sıxac istifadə edin._
• Arduino -ya qoşulun: 3.5mm jakın arxasındakı dörd teli fotoşəkildə göstərildiyi kimi Arduino -ya bağlayın._

Addım 14: Testlər və Kalibrləmə

GitHub anbarındakı sənəd, testlərin necə yüklənəcəyini və işlədiləcəyini izah edir. Piranometrin kalibrlənməsi üçün nə lazım olduğunu da təsvir edir.