ADS1115 InstESRE piranometri: 14 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Piranometr yuzadagi quyosh nurlanishini (kuchi/maydoni, asosan "yorqinligi") o'lchaydi. Shunga o'xshash nomlarga qaramay, u pirometrdan mutlaqo farq qiladi, shuning uchun shu erda to'xtang, agar siz qidirayotgan bo'lsangiz.

Bu yo'riqnomada Yer fanini tadqiq etish va o'qitish instituti (InstESRE) doktor Devid Bruks tomonidan taqdim etilgan piranometr to'plamining o'zgartirilgan versiyasini qanday yaratish va sinovdan o'tkazish tasvirlangan.

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

InstESRE piranometrining ushbu versiyasi ADS1115 analog-raqamli konvertori (ADC) yordamida Arduino-ga ulanadi, shuningdek, fotodiod bilan birga joylashgan TMP36 harorat sensori yordamida haroratni to'g'rilashni qo'llab-quvvatlaydi.

IV Swinger 2 IV egri izlagichi piranometr dizaynini ixtiyoriy sensor sifatida qo'llab -quvvatlaydi va bu modifikatsiyaga turtki bo'ldi. Biroq, InstESRE piranometrining boshqa foydalanuvchilari uni foydali deb hisoblashlari mumkin, bu ko'rsatma IV Swinger 2 loyihasidan mustaqil ravishda dizaynni tavsiflaydi.

Quyidagi GitHub omborida hujjatlar va dasturiy ta'minot mavjud:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Piranometr

Davom etishdan oldin hujjatni yuklab oling va o'qing. Hujjat ushbu yo'riqnomadagi qadamlarning faqat matnli versiyasini o'z ichiga oladi va qurilish vaqtida nazorat ro'yxati sifatida ishlatilishi mumkin. Shuningdek, u Doktor Bruksdan to'plamga qanday buyurtma berish va qanday qo'shimcha qismlarni sotib olish kerakligini tasvirlab beradi. Bu yo'riqnomada ular takrorlanmagan.

1 -qadam: asboblarni yig'ing

Men fotosuratda ko'rsatilgan vositalardan foydalandim.

2 -qadam: qutini tayyorlang

• Qopqoqni korpus oxiridagi teshikka joylashtiring. Kichkina tornavida kabi kichik to'mtoq jismdan foydalaning. Qopqoqni kesmaslik uchun ehtiyot bo'ling. (Grommet-yumshoq rezina O shaklidagi buyum.) _
• Kosonning yuqori qismidagi ikkita teshikning kattaroq qismini ichki qismiga ozgina super yopishtiruvchi surting. Idishning ichki qismidan qabariq darajasini kiriting. Pufakchaning yelka o'rindiqlari korpusning yuqori qismiga mahkam o'rnashganligiga ishonch hosil qiling. Qopqoqni teskari tomonga qo'ying, elim bir necha daqiqaga quritilsin. [QAYD: IV Swinger 2 ilovasi uchun qabariq darajasi kerak emas va u rasmlarda ko'rsatilmagan.] _

3 -qadam: fotodiod va diffuzerni tayyorlang

• PDB-C139 fotodiod uchlari bir-biriga to'g'ri va parallel ekanligiga ishonch hosil qiling, agar kerak bo'lsa sozlashlarni amalga oshiring. _
• LED ushlagichiga PDB-C139 fotodiodini joylashtiring. U joyiga tushishi kerak. Hech qanday super elim ishlatmang. _
• PDB-C139 fotodiod uchlari yuqoriga, uzunroq chapga va o'ngga qisqargan holda, har ikkala simni ham juda sekin egiladi. _
• Fotodiod moslamasini yuqoridan korpus trubasiga joylashtiring. Shunga qaramay, hech qanday super elim ishlatmang. Diyotning yuqori qismi toza va changsiz ekanligiga ishonch hosil qiling. _
• Teflonli diffuzor diskini qog'oz sochiq yoki ro'molcha bilan oling va u erdagi chang yoki qoldiqlarni olib tashlash uchun ikkala yuzasini ham yaxshilab silang. Diskni korpus trubasining yuqori qismidagi chuqurchaga joylashtiring. Hech qanday super elim ishlatmang. Agar bu juda bo'shashsa, KECHA superglue ishlatishingiz kerak bo'ladi, lekin HAMmas. _
• O'rnatishni teskari aylantiring (etaklari yuqoriga, uzunroq chapga). Diffuser disk qulab tushmaganligiga ishonch hosil qiling. Qattiq, silliq ish yuzasida ushlab turish uchun 4 ta lentani ishlating. Lenta trubaning ishlov berilgan chetidan pastda bo'lishi kerak. Naychaning atrofiga yana bitta bo'lakni o'rang. _

4 -qadam: TMP36 qo'shing (ixtiyoriy)

• TMP36 -ni fotodiod uchlari yaqinidagi teshikka, TMP36 -ning tekis tomoni etakchalarga, dumaloq tomoni esa quvur devoriga qarab joylashtiring. Qo'rg'oshinning uchlari bilan pastga bosing. Fotodiod uchlari minimal burilish bilan yaxshi mos bo'lishi kerak. _
• TMP36 -ni olib tashlang, yuqori, tekis va yumaloq tomoniga super yopishtiruvchi qo'llang va darhol uni xuddi shu holatdagi teshikka joylashtiring. Faqat etarli miqdorda elim ishlating, shunda u LED ushlagichiga, diod o'tkazgichlariga va naychaning ichki qismiga yopishib qolishi kerak, lekin fotodiod atrofida oqishi mumkin bo'lgan darajada ishlatmang. Teshikka tez bosganingizga ishonch hosil qiling, shunda elim uni oxirigacha ushlamaydi. _
• Ikkita fotodiod uchini va uchta TMP36 simini to'g'rilab turing, shunda ular iloji boricha yuqoriga ishora qiladilar _

5 -qadam: Yelim sensori trubkasini qutiga

• Naychaning ishlov berilgan chetiga ozgina yopishtiruvchi surting, so'ngra korpusni pastga tushiring, shunda naycha qutidagi teshikka yopishtiriladi. Kosonning uzun o'lchami teshikdan o'tadigan simlar qatoriga to'g'ri kelishi kerak va paychalarining uchi o'ng tomonda bo'lishi kerak. Quvur teshikka to'liq o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling. _
• Qopqoqni tekis va naycha unga perpendikulyar holatda ushlab turish uchun lentani ishlating._

6 -qadam: ADS1115 kartasini qo'shing

• O'ng o'rtada ADS1115 kartasining orqa qismiga super yopishtiruvchi bo'lakni qo'llang. Tez, lekin ehtiyotkorlik bilan, ADS1115 taxtasini pastga tushiring, uzunroq fotodiod qo'rg'oshini A0 teshigidan, kalta A1 teshigidan o'tadi. Uchta TMP36 uchi ADS1115 kartasining chetida bo'ladi va biroz burilib ketishi mumkin. ADS1115 taxtasining o'rnini A0 va A1 teshiklari trubka teshigining o'rtasiga joylashtirilishi uchun sozlang va taxtani bir daqiqaga ushlab turing, shunda u qutiga yopishadi._
• Buni bir necha soat ushlab turing, shunda elim qurigan bo'ladi. Ungacha quyidagi amallarni bajarmang._

7 -qadam: yuk rezistorini qo'shing

• Rezistorning ikkala uchini 1 sm ga kesib oling. Har bir simning uchidan 2 mm to'g'ri burchak ostida egilib, bu 2 mm uchlarini ADS1115 kartasining A0 va A1 teshiklariga, fotodiod uchlari bilan birga joylashtiring. 2 mm uzunlikning sababi shundaki, uchlari TMP36 simlariga yoki boshqa fotodiod qo'rg'oshin tagiga tegishi mumkin emas._
• Rezistor va fotodiodni lehimlash A0 va A1 teshiklariga olib keladi._
• Fotodiod uchlarini kesing._

8 -qadam: TMP36 lehimining o'rta chizig'i A2 ga (ixtiyoriy)

• TMP36 ikkita tashqi simini ADS1115 kartasining chetidan sekin egib oling._
• Uzoq burunli penslar bilan TMP36 o'rta uchini A2 teshigiga ehtiyotkorlik bilan egib, teshikka lehimlang. Agar qo'rg'oshin teshikka tushishi uchun etarlicha uzun bo'lmasa, sizga teshikka ulangan kichik sim kerak bo'ladi. Bu sim A1 lehim birikmasi yoki fotodiod qo'rg'oshini bilan aloqa qilmasligiga ishonch hosil qiling._

9 -qadam: kabelni tayyorlang

• Ish joyidan butun majmuani echib oling _

• Teflon diffuzor diskining tushib ketmasligiga ishonch hosil qilish uchun uni silkiting. Agar shunday bo'lsa, hozircha diskni chetga surib qo'ying.

  _

• Kabelning ayol uchini kesib oling. Kesilgan uchini panjara orqali korpusga suring va ichkariga torting. Uzoqqa tortib olishdan xavotir olmang, keyinroq orqaga tortib olasiz. Agar yuvish qiyin bo'lsa, bir tomchi idish sovuni foydalaning._
• Ichki simlarning izolyatsiyasiga zarar bermaslik uchun ehtiyot bo'ling, ichidagi to'rtta simni ochish uchun kesilgan chetidagi tashqi kabel qobig'ini kesib oling. Qoplamaning kamida 2 sm kesib oling._
• Ichki to'rtta simdan 8 mm izolyatsiyani olib tashlang va har birining uchlarini burang._
• "Qalay" o'ralgan uchlarini lehimlantiruvchi temir bilan qizdirish va iplarga bir oz lehim qo'llash orqali._
• Ichki simlar va kabelning boshqa uchidagi 3,5 mm vilkaning to'rt qismi orasidagi ulanishni aniqlash uchun raqamli multimetrdan (DMM) foydalaning. Ranglarni yozing: Rang: Maslahat: _ [+5V] Ring 1: _ [SCL] Ring 2: _ [SDA] Sleeve: _ [GND] QAYD: bu ranglar ulanish sxemasidagi ranglarga deyarli mos kelmaydi, shuning uchun bu juda muhim._
• Ichki simlarning izolatsiyasi ADS1115 kartasining VDD teshigiga yetguncha kabelni rezina panjara orqali torting. _

10 -qadam: Kabel simlari va ulanish simlari ADS1115 ga ulanadi

• Quyidagi uzunlikdagi simlarni kesib oling (faqat TM36 uchun kerak)

  • Qora, 2,5 sm
  • Qizil, 2,5 sm Har bir uchidan 6 mm chiziq._
• Ulagichga (+5V) ulangan kabel simini VDD teshigiga, 2,5 sm qizil simning bir uchi bilan lehimlang._
• Qopqog'i (GND) ga ulangan simi simini GND teshigiga, 2,5 sm qora simning bir uchi bilan lehimlang._
• Ring 1 (SCL) vilkasiga SCL teshigiga ulangan kabel simini lehimlang._
• Ring 2 (SDA) vilkasiga SDA teshigiga ulangan kabel simini lehimlang. _

11 -qadam: Lehim TMP36 Quvvat/er uchlari (ixtiyoriy)

• 2,5 sm qora simning ikkinchi uchini (GND teshigidan) o'ngdagi TMP36 simiga lehimlang. O'rta chiziq bilan aloqa qilmasligiga ishonch hosil qiling._
• 2,5 sm qizil simning ikkinchi uchini (VDD teshigidan) chapdagi TMP36 simiga lehimlang. O'rta chiziq bilan aloqa qilmasligiga ishonch hosil qiling._

12 -qadam: Jekka simlarni kesib oling va lehimlang

• To'rtta ulanish simini kesib oling. Ularni Arduino -ni joylashtiradigan har qanday korpusga etarlicha uzun qilib qo'ying (IV Swinger 2 uchun 9 sm):

  • Qora: _
  • Qizil: _
  • Moviy: _
  • Yashil: _ Har birining oxiridan 1 sm masofada._
• Kabel vilkasini 3,5 mm raz'emga ulang._
• DMM yordamida 3,5 mm raz'emning orqa qismidagi qaysi lehim ulanishi ADS1115 kartasidagi VDD teshigiga ulanganligini aniqlash uchun RED simini ulagichga ulang.
• DMM yordamida 3,5 mm raz'emning orqa qismidagi qaysi lehim ulanishi ADS1115 kartasidagi GND teshigiga ulanganligini aniqlash uchun Qora simni ulagichga ulang._
• DMM yordamida 3,5 mm raz'emning orqa qismidagi qaysi lehim ulanishi ADS1115 kartasidagi SCL teshigiga ulanganligini aniqlang.
• DMM yordamida 3,5 mm raz'emning orqa qismidagi qaysi lehim ulanishi ADS1115 kartasidagi SDA teshigiga ulanganligini aniqlash uchun Yashil simni ulagichga ulang._

• Ulanishlarni tasdiqlash uchun DMMdan foydalaning. Bog'lanish simining uchidan ADS1115 teshigigacha uzluksizligini tekshiring. Shu bilan birga, qolgan uchtasining davomiyligi yo'qligini tekshirib ko'ring.

  • VDD uchun qizil: _
  • Qora uchun GND: _
  • SCL uchun ko'k: _
  • SDA uchun yashil: _
• To'rtta simni 3,5 mm ulagichga lehimlang _

13 -qadam: Yakuniy yig'ilish

• Kabel galstukini kabelning atrofiga qo'ying va qisqich yordamida korpusning ichki qismidagi panjara yoniga mahkam torting. Kesish._
• Qopqoqni korpusga mahkamlang._
• To'plamga kiritilgan mayda abraziv qog'ozdan foydalaning va teflon yuzasini dumaloq harakat bilan silang, bu diskdagi "porlashni" olib tashlash uchun etarli. _
• Agar Teflon diffuzorli disk o'z chuqurchasiga mahkam o'rnashmagan bo'lsa, uni ushlab turish uchun chuqurchaga juda oz miqdordagi super yopishtiruvchi vositani ishlating. Fotodetektorga hech qanday elim yopishmasligiga ishonch hosil qiling! Tish pichog'i super elim yopishtirish uchun foydali bo'lishi mumkin, lekin tez harakatlaning. Yelim quriguncha ushlab turish uchun kichik qisqichdan foydalaning._
• Arduino -ga ulanish: Rasmda ko'rsatilganidek, 3,5 mm raz'emning orqa qismidagi to'rtta simni Arduino -ga ulang._

14 -qadam: Testlarni ishga tushirish va kalibrlash

GitHub omboridagi hujjat testlarni qanday yuklash va ishga tushirishni tasvirlaydi. Shuningdek, u piranometrni kalibrlash uchun nima kerakligini tasvirlab beradi.