ADS1115 InstESRE püranomeeter: 14 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

Püranomeeter mõõdab päikese kiirgust (võimsus/pindala, põhimõtteliselt "heledus") pinnal. Vaatamata sarnastele nimedele on see püromeetrist täiesti erinev, nii et peatuge siin, kui just seda otsite.

Selles juhendis kirjeldatakse, kuidas ehitada ja katsetada püranomeetri komplekti muudetud versiooni, mille on pakkunud dr David Brooks maateaduste uurimise ja hariduse instituudist (InstESRE):

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

See InstESRE püranomeetri versioon liidestub Arduinoga, kasutades ADS1115 analoog-digitaalmuundurit (ADC) ning toetab ka temperatuuri korrigeerimist, kasutades fotodioodiga koos asuvat TMP36 temperatuuriandurit.

IV Swinger 2 IV kõvera märgistaja toetab seda püranomeetri konstruktsiooni valikulise andurina ja see oli muudatuste ajendiks. Kuid kuna teised InstESRE püranomeetri kasutajad võivad seda kasulikuks pidada, kirjeldab see juhend selle disaini sõltumatult projektist IV Swinger 2.

Järgmine GitHubi hoidla sisaldab dokumentatsiooni ja tarkvara:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Enne jätkamist laadige dokument alla ja lugege see läbi. Dokument sisaldab selle juhendi sammude ainult tekstiversiooni ja seda saab ehitamise ajal kasutada kontrollnimekirjana. Samuti kirjeldatakse, kuidas komplekti dr Brooksilt tellida ja milliseid täiendavaid osi osta. Neid ei korrata selles juhendis.

Samm: koguge tööriistad

Kasutasin fotol näidatud tööriistu.

Samm: valmistage korpus ette

• Sisestage tihend korpuse lõpus olevasse auku. Kasutage väikest nüri eset, näiteks väikest kruvikeerajat. Olge ettevaatlik ja ärge lõigake tihendit. (Läbimõõt on pehme kummist O-kujuline ese.) _
• Laotage väike kogus superliimi ümbrise kahest suuremast sisemusest ümber. Sisestage mullitase korpuse seestpoolt. Veenduge, et mullitaseme õlg istuks kindlalt vastu korpuse ülaosa. Asetage ümbris tagurpidi, et liim saaks mitu minutit kuivada. [MÄRKUS. Mullide taset pole IV Swinger 2 rakenduse jaoks vaja ja seda pole fotodel näha.] _

Samm: valmistage fotodiood ja hajuti ette

• Veenduge, et fotodioodide PDB-C139 juhtmed oleksid sirged ja üksteisega paralleelsed, vajadusel reguleerides. _
• Sisestage fotodiood PDB-C139 LED-hoidikusse. See peaks oma kohale klõpsama. ÄRGE kasutage ühtegi superliimi. _
• Kui PDB-C139 fotodioodi juhtmed on suunatud üles ja pikema juhtmega vasakule ja lühemaga paremale, painutage VÄGA VÄGA kergelt mõlemad juhtmed endast eemale. _
• Sisestage fotodioodi komplekt ülevalt korpuse torusse. Jällegi, ÄRGE kasutage superliimi. Veenduge, et dioodi ülaosa on puhas ja tolmuvaba. _
• Võtke paberist salvrätiku või salvrätikuga teflonist hajutusketas üles ja hõõruge õrnalt mõlemat pinda, et eemaldada seal olev tolm või praht. Lükake ketas korpuse toru ülaosas olevasse süvendisse. ÄRGE kasutage ühtegi superliimi. Kui see sobib väga lõdvalt, peate hiljem kasutama mõnda superliimi, kuid MITTE. _
• Pöörake sõlme tagurpidi (juhtmed üles, pikem vasakule). Veenduge, et hajuti ketas ei kukuks välja. Kasutage 4 tükki linti, et hoida seda kõval ja siledal tööpinnal all. Lint peaks olema toru töödeldud serva all. Keerake toru ümber veel üks tükk linti. _

Samm: lisage TMP36 (valikuline)

• Sisestage TMP36 fotodioodi juhtmete lähiküljel olevasse auku, nii et TMP36 lame külg on juhtmete poole ja ümardatud pool toru seina poole. Vajutage seda juhtmete otstest alla. See peaks kenasti sobima fotodioodi juhtmete minimaalse läbipaindega. _
• Eemaldage TMP36, kandke ülemisele, lamedale ja ümarale küljele liim ja sisestage see kohe samasse auku tagasi. Kasutage ainult piisavalt liimi, nii et see peaks kleepuma LED -hoidiku, dioodijuhtmete ja toru sisemuse külge, kuid ärge kasutage seda nii palju, et see võib voolata ümber fotodioodi. Veenduge, et vajutate selle kiiresti auku, nii et liim ei haara seda enne, kui see on täielikult sisse lülitatud. _
• Reguleerige kahte fotodioodi juhet ja kolme TMP36 juhet nii, et need kõik oleksid võimalikult otse suunatud _

Samm: liimimisanduri toru korpusele

• Kandke toru töödeldud servale mõni superliim ja langetage see kohe selle kohale, nii et toru liimitakse korpuse auku. Korpuse pikk mõõt peaks olema kooskõlas auku läbivate juhtmete ridadega ja lõpp -auk koos tihendiga peaks olema paremal. Veenduge, et toru oleks auku täielikult paigaldatud. _
• Kasutage mõnda linti, et hoida ümbrist sellises asendis, et see oleks tasane ja toru oleks selle suhtes risti._

Samm: lisage ADS1115 tahvel

• Kandke ADS1115 plaadi tagaküljele otse keskele superliim. Langetage ADS1115 plaat kiiresti, kuid ettevaatlikult allapoole, nii et pikem fotodioodi juhe tuleb läbi augu A0 ja lühem on läbi ava A1. Kolm TMP36 juhet asuvad mööda ADS1115 tahvli serva ja võivad veidi kõrvale kalduda. Reguleerige ADS1115 plaadi asendit nii, et A0 ja A1 augud oleksid toru ava kohal ja hoidke plaati umbes minuti jooksul paigal, nii et see kleepub korpuse külge._
• Jätke see paariks tunniks puutumata, et liim oleks kindlasti kuivanud. Ärge jätkake järgmiste sammudega seni._

Samm: lisage koormustakisti

• Lõika takisti mõlemad juhtmed 1 cm kaugusele. Painutage 2 mm iga juhtme otsa täisnurga all ja sisestage need 2 mm otsad fotodioodi juhtmete kõrvale ADS1115 tahvli aukudesse A0 ja A1. 2 mm pikkuse põhjuseks on see, et pole võimalust, et otsad puudutaksid plaadi all olevaid TMP36 juhtmeid või muud fotodioodi juhet._
• Jootke takisti ja fotodiood avadesse A0 ja A1._
• Kärpige fotodioodi juhtmeid._

8. samm: jootmine TMP36 keskjuhe A2 -le (valikuline)

• Painutage õrnalt kaks välimist TMP36 juhet ADS1115 tahvli servast eemale._
• Pika ninaga tangide korral painutage TMP36 keskmine juhe ettevaatlikult A2 ava poole ja jootke see auku. Kui juhtmestik ei ole auku sisenemiseks piisavalt pikk, võib selle jootmiseks vajada auku väikese tüki lahtiühendatud juhtmest. Veenduge, et see juhe ei puutuks kokku jooteühendusega A1 või fotodioodijuhtmega._

Samm: valmistage kaabel ette

• Eemaldage kogu komplekt tööpinnalt lahti _

• Loksutage seda veendumaks, et teflonist hajuti ketas välja ei kukuks. Kui see juhtub, asetage ketas praegu kõrvale.

  _

• Lõika kaabli naissoost ots lahti. Lükake lõigatud ots läbi tihendi korpusesse ja tõmmake see läbi. Ärge muretsege selle liiga kaugele tõmbamise pärast, hiljem saate selle tagasi tõmmata. Kasutage tilka nõudepesuvahendit, kui seda on raske läbi suruda._
• Lõigake ära lõigatud otsa välimine kaablikate, et paljastada neli sees olevat juhtmest, olge ettevaatlik, et mitte kahjustada sisejuhtmete isolatsiooni. Lõigake vähemalt 2 cm ümbrisest ära._
• Eemaldage 8 mm isolatsioon neljast sisemisest juhtmest ja keerake nende otsad kokku._
• „Tina” keerutatud otsad, kuumutades jootekolviga ja kandes kiududele jootet._
• Kasutage digitaalset multimeetrit (DMM), et määrata ühenduvus sisemiste juhtmete ja kaabli teises otsas asuva 3,5 mm pistiku nelja osa vahel. Kirjutage värvid üles: Värv: Näpunäide: _ [+5V] Rõngas 1: _ [SCL] Rõngas 2: _ [SDA] Varrukas: _ [GND] MÄRKUS: need värvid EI ühti kindlasti ühendusskeemi värvidega, nii et see on väga oluline._
• Tõmmake kaabel läbi kummist tihendi tagasi, kuni sisetraatide isolatsioon jõuab just ADS1115 plaadi VDD aukuni. _

Samm: jootekaabli juhtmed ja ühendustraat ADS1115 -le

• Lõigake järgnevad ühendusjuhtme pikkused (vajalik ainult TMP36 jaoks)

  • Must, 2,5 cm
  • Punane, 2,5 cm Riba 6 mm mõlemast otsast._
• Pistiku otsaga (+5V) ühendatud kaablitraat jootke VDD ava külge koos 2,5 cm punase juhtme ühe otsaga._
• Jootke pistikhülsiga (GND) ühendatud kaablitraat GND ava külge koos 2,5 cm musta juhtme ühe otsaga._
• Jootke pistikurõngaga 1 (SCL) ühendatud kaablitraat SCL -ava külge._
• Jootke pistikurõngaga 2 (SDA) ühendatud kaablitraat SDA ava külge. _

11. samm: jootmine TMP36 toite-/maandusjuhtmed (valikuline)

• Jootke 2,5 cm musta juhtme teine ots (GND august) parempoolsele TMP36 juhtmele. Veenduge, et see ei puutuks kokku keskmise juhtmega._
• Jootke 2,5 cm punase juhtme teine ots (VDD august) vasakul asuva TMP36 juhtme külge. Veenduge, et see ei puutuks kokku keskmise juhtmega._

Samm: lõigake ja jootke juhtmed Jacki külge

• Lõigake neli ühendamisjuhet. Tehke need piisavalt pikaks igaks korpuseks, kuhu Arduino panete (9 cm IV Swinger 2 jaoks):

  • Must: _
  • Punane: _
  • Sinine: _
  • Roheline: _riba 1 cm kaugusel igast otsast._
• Sisestage kaabli pistik 3,5 mm pistikusse._
• Kasutage DMM -i, et määrata, milline jooteühendus 3,5 mm pistiku tagaküljel on ühendatud ADS1115 plaadi VDD -avaga. Keerake PUNANE juhe pistikupesa selle jooteühendusega._
• Kasutage DMM -i, et määrata, milline jooteühendus 3,5 mm pesa tagaküljel on ühendatud ADS1115 plaadi GND avaga. Keerake MUST juhe selle pistikupesa jooteühenduse külge._
• Kasutage DMM -i, et määrata, milline jooteühendus 3,5 mm pesa tagaküljel on ühendatud ADS1115 plaadi SCL -auguga. Keerake SININE juhe pistikupesa selle jooteühendusega._
• Kasutage DMM -i, et määrata, milline jooteühendus 3,5 mm pesa tagaküljel on ühendatud ADS1115 plaadi SDA -avaga. Keerake ROHELINE juhe pistikupesa selle jooteühenduse külge._

• Ühenduste kinnitamiseks kasutage DMM -i. Testige järjepidevust haaketraadi otsast kuni ADS1115 aukuni. Samal ajal kontrollige, et ülejäänud kolmel EI OLE JÄTKUMIST.

  • Punane kuni VDD: _
  • Must kuni GND: _
  • Sinine kuni SCL: _
  • Roheline kuni SDA: _
• Jootke kõik neli ühendustraati 3,5 mm pistikupessa _

13. samm: lõplik kokkupanek

• Pange kaabliside kaabli ümber ja tõmmake tangide abil tihedalt korpuse siseküljel asuva tihendi kõrvale. Kärbi._
• Keerake kate korpuse külge._
• Kasutage komplekti kuuluvat väikest peenikest abrasiivpaberit ja hõõruge tefloni pinda õrnalt ringikujuliste liigutustega, nii palju, et eemaldada kettalt "sära"._
• Kui teflonist hajuti ketas ei lukustunud tihedalt süvendisse, kasutage selle hoidmiseks TINY kogust superliimi süvendi ümber. Veenduge, et fotodetektorile ei jääks liimi! Superliimi pealekandmisel võib olla kasulik hambaork, kuid liikuge kiiresti. Kasutage liimi kuivamise ajal selle hoidmiseks väikest klambrit._
• Ühendage Arduinoga: ühendage 3,5 mm pesa tagant neli juhet Arduinoga, nagu fotodel näidatud._

14. samm: testide läbiviimine ja kalibreerimine

GitHubi hoidla dokument kirjeldab testide laadimist ja käivitamist. Samuti kirjeldatakse seda, mida on vaja püranomeetri kalibreerimiseks.