Günəş İşıqlandırma Cihazı (SID): Arduino əsaslı Günəş Sensoru: 9 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Günəş İşıqlandırma Cihazı (SID) günəşin parlaqlığını ölçür və xüsusi olaraq sinifdə istifadə üçün nəzərdə tutulmuşdur. Kiçik sinif şagirdlərindən böyüklərə qədər hər kəs tərəfindən yaradılmasına imkan verən Arduinos istifadə edərək inşa edilmişdir. Bu təlimat 2017-2018-ci illər müəllimləri tərəfindən ASU-da QESST proqramında hazırlanmışdır.

Addım 1: Təchizat toplayın

SIDCost Təhlili

1. Bir Arduino (nano bu layihə üçün istifadə edilmişdir) $ 19.99/5 = $ 4.00

2. Çörək taxtası $ 3.99/6 = 0.66 dollar

3. 4.7K ohm müqavimətçi $ 6.50/100 = 0.07 dollar

4. 2.2 ohm müqavimət $ 4/100 = 0.04 dollar

5. 1 ədəd iki uclu RCA kabeli $ 6/3 = $ 2.00

6. Temperatur probu $ 19.99/10 = $ 2.00

7. Günəş sensoru 1.40 $/1 = 1.40 dollar

8. Dörd (4) keçid kabeli $ 6.99/130 = 0.22 dollar (hazırda mövcud deyil, lakin digər variantlar mövcuddur)

9. Lehim dəmir və lehim

10. Tel kəsicilər

Cəmi 6.39 dollar

Öz qutunuzu yaratmaq üçün (3D çap əvəzinə) sizə də lazım olacaq:

1. Qara qutu $ 9.08/10 = 0.91 dollar

2. İki (2) RCA qadın girişi $ 8.99/30 = $ 0.30

3. Matkap, ölçüsü 6 bit və pilləli matkap ucu

Cəmi 1.21 dollar

Ümumi cəmi 7.60 dollar

Addım 2: Davanızın qurulması

K-12 şagirdlərinin bu sensorlardan istifadə etməsi gözlənildiyindən, bütün naqillərin bir qutunun içərisində olması faydalıdır. Qutunun bir tərəfində kompüterə ötürmə üçün daha böyük bir çuxur, digər tərəfində isə RCA dişi girişləri üçün iki delik var. RCA girişləri üçün delik açmaq üçün 6 ölçülü bir matkap ucu və kompüter yemi üçün bir delik açmaq üçün bir addım qazma ucu istifadə edin. Çörək taxtanızın və Arduinonun rahat bir şəkildə bağlanması lazımdır, buna görə də qazmadan əvvəl çuxurların harada olması lazım olduğunu ölçmək düzgün olardı. Bu tamamlandıqdan sonra, RCA girişlərinizi vida edə bilərsiniz. Bu layihəyə bir temperatur sensoru daxil etməməyi seçsəniz, yalnız bir RCA girişinə ehtiyacınız olacaq və buna görə qaza bilərsiniz.

Şəkildə göstərildiyi kimi Arduino çörək taxtasına basılmalıdır. Bu layihədə istifadə olunan taxtaların yapışqan bir dibi var, buna görə də qutu qazıldıqdan sonra təşkilata kömək etmək üçün çörək taxtasını qutuya yapışdırmaq faydalı ola bilər.

3D printerə çıxışınız varsa, alternativ olaraq SID üçün bir qutu çap edə bilərsiniz.

Addım 3: Aparıcılarınızı RCA Girişlərinə qoşun

Hər bir RCA girişinə iki keçid kabelini qoşun. Bu aparatlar girişlərə lehimlənə bilsə də, girişin ətrafındakı teli bükmək daha sürətli və daha asandır. Açılmamış tellərin bir -birinə toxunmadığından əmin olun, əks halda dövrəniz qısaldıla bilər. Bu vəziyyətdə sarı və mavi tellər yerə, qırmızı və yaşıl tellər isə tellərə bağlanır. Bu rənglər cihazın qurulması üçün lazım deyil, ancaq tellərin Arduinoya necə bağlandığını görməyi asanlaşdırır.

Addım 4: RCA Kabelinizi hazırlayın

İki tərəfli (kişidən kişiyə) RCA kabelini yarıya bölün və kabelin hər tərəfindən təxminən bir düym kəsin. Qurğuşun rolunu oynayan xarici telləri bir -birinə bükün, sonra torpaq olan daxili telləri ayırın və bükün (şəkillərdə torpaq telləri əvvəlcə ağ tellə əhatə olunmuşdur, baxmayaraq ki, örtük rəngi tez -tez rəngindən asılıdır. RCA kabeli). Bunu hər iki tel üçün edin. Bunlar RCA girişlərinizi günəş və temperatur sensorlar ilə birləşdirəcək.

Addım 5: Günəş Sensorunuzu yaradın

Bu prosesdə istifadə olunan panellər ucuzdur, lakin tez -tez asanlıqla düşən aparatlara malikdir. Bu problemi həll etmək üçün ipləri bir elektrik lenti ilə bağlamaq yaxşı bir fikirdir.

Bu halda sarı (müsbət) və qəhvəyi (mənfi) olan günəş panelindən bir santimetr tel çıxarın. 2.2 ohm rezistorun ucunu, RCA kabelinin ucunu və panelin müsbət ucunu (burada sarı rəngdə) bükün. Günəş panelinin mənfi ucunu (burada qəhvəyi rəngdə), RCA kabelinin zəminini (burada ağ rəngdə) və rezistorun digər tərəfini bükün. Rezistorun burada paralel olduğunu unutmayın.

Paneldəki telləri və RCA kabelini birlikdə lehimləyin. Qurğuşun və topraklama telləri keçərsə cihaz düzgün işləməyəcək, buna görə də telləri bağlamaq üçün elektrik lenti və ya istilik büzücü istifadə edin.

Addım 6: Günəş Sensorunuzu Naqilə Bağlayın

Bu modeldə, günəş sensoru, yaşıl (qurğuşun) və mavi (torpaq) kabelləri olan doğru RCA qadın girişi üçün bağlanmışdır. Hər iki RCA girişindən istifadə edə bilsəniz də, bu, Arduinonun əks tərəfinə telləri keçməyinizə mane olacaq.

Qurğuşun kabelini (burada yaşıl rəngdədir) Arduino A5 pininə qoşun. Torpaq ucunu (burada mavi rəngdə) analog tərəfdəki yerə (GND) bağlayın (Arduinonun bu tərəfindəki bütün pinlər A ilə başlayır).

Bu layihəni bitirirsinizsə və günəş sensoru 0 volt oxuyursa, torpaq və qurğuşun tellərini dəyişdirməyə çalışın. Sensor səhv lehimlənmişsə, onları dəyişdirmək lazım ola bilər.

Bu şəkillərdə bir rezistor olsa da, bir temperatur sensoru daxil etməməyi seçsəniz, bir rezistor əlavə etməyinizə ehtiyac yoxdur.

Addım 7: İstilik Sensorunuzu yaradın

Günəş hüceyrələrinin gərginlik çıxışı istiliklə çox dəyişdiyi üçün bir temperatur sensoru günəş sensorunun nə qədər yaxşı işlədiyini təyin etməkdə kömək edir. Bununla birlikdə, bu cihazı temperatur probu olmadan qurmağı seçə bilərsiniz və yenə də günəş sensoru kimi olduqca yaxşı işləyəcək.

İsteğe bağlı Termometr Təlimatları:

Temperatur probundan çıxan üç telin hər biri üçün bir düym tel çəkin. Sarı və qırmızı telləri bir -birinə bükün. Qara telləri (yerə) ayrıca bükün. İkinci RCA kabelinizi istifadə edərək, temperatur sensöründən qara (torpaq) telləri RCA kabelindən ağ (torpaq) telləri ilə birlikdə bükün. Birlikdə lehimləyin və elektrik lenti ilə sarın və ya büzün. Qırmızı və sarı (qurğuşun) telləri temperatur probundan RCA kabelindəki aparıcı tellərə bükün. Lehimləyin və elektrik lenti ilə sarın və ya büzün.

Addım 8: İstilik Sensorunuzu bağlayın

İsteğe bağlı Termometr Təlimatları:

Bu modeldə, temperatur sensoru qırmızı (qurğuşun) və sarı (yer) ucları olan sol RCA girişindədir.

Kenarlarını bükün və 5V pinindən çörək taxtasındakı D2 pininə 4.7k ohm müqavimətçi bağlayın (bunun üçün etiketləri Arduinoda görəcəksiniz, amma əslində rezistoru çörək taxtasına bağlayacaqsınız).

Torpaq kabelinizi (sarı) D2 -nin yanındakı şnuruna (gnd) bağlayın.

D2 pininin ikinci sütununda aparıcı kabelini qoşun (burada qırmızı rəngdədir). Bu quruluş, cərəyanın Arduino tərəfindən oxunmadan əvvəl rezistor boyunca axmasına imkan verir.

Addım 9: Arduino proqramlaşdırın

Bu layihədə istifadə olunan kod budur. Serial monitordan istifadə edərək gərginliyi Selsi ilə voltda və temperaturda çıxarır. Bu kod dərhal işləmirsə, günəş sensoru üçün aparatı və zəmini dəyişdirməyə çalışın.

Dallas Temperaturu (https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library) və One Wire (https://github.com/PaulStoffregen/OneWire) kitabxanalarını yükləməlisiniz və daxil etməlisiniz. arduino proqramınız.

const int sunPin = A5; // Arduino lövhəsində istifadə ediləcək bağlayıcı

float sunValue = 0; // dəyişəni elan edin

float avgMeasure (int pin, float scale, int num) {analogRead (pin); // ilk dəyər gecikməsini atın (2); float x = 0; for (int count = 0; count <num; count ++) {x = x+analogRead (pin); // gecikmə (5); } x = x / sayı; dönüş (x * miqyaslı); }

#include #include // Məlumat teli Arduino pin 2 -ə daxil edilmişdir #ONE_WIRE_BUS 2 -ni təyin edin // Hər hansı bir OneWire cihazı ilə əlaqə qurmaq üçün bir OneWire nümunəsi qurun // (yalnız Maxim/Dallas temperatur IC -ləri deyil) OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); // OneWire istinadımızı Dallas Temperaturuna keçirin. DallasTemperatur sensorlar (& oneWire); void setup () {analogReference (INTERNAL); // 1.1 V istinadından istifadə edin Serial.begin (115200); // 115200 ilə əlaqə qurun. 9600 Serial.print ("Gərginlik") standartından daha sürətli; // Gərginlik adı Serial.print (""); // aralıq Serial.print ("Temperatur"); // İstilik sensoru üçün başlıq

// Kitabxana sensorlarını işə salın.begin ();}

void loop () {sunValue = avgMeasure (sunPin, 1.0, 100); // 100 ölçmə aparmaq üçün alt proqrama zəng edin sunValue = sunValue * 1.07422; // Arduino hesablamalarını gərginliyə çevirir, çünki 1024 sayım və 1.1V var. sensorlar.requestTemperatures (); // Temperatur almaq üçün əmri göndər Serial.println (""); // yeni xəttə başlayın Serial.print (sunValue); // Serial.print ("") gərginliyini çıxarır; // aralıq Serial.print (sensors.getTempCByIndex (0)); // temperatur gecikməsini (1000) çıxarır; // hər saniyədə bir dəfə məlumat oxuyur.

}