ADS1115 פיראנומטר InstESRE: 14 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

פירנומטר מודד את קרינת השמש (עוצמה/שטח, בעצם "בהירות") על משטח. למרות השמות הדומים, הוא שונה לחלוטין מפירומטר, אז עצור כאן אם זה מה שאתה מחפש.

מדריך זה מתאר כיצד לבנות ולבדוק גרסה שונה של ערכת הפירנומטר המוצעת על ידי ד ר דיוויד ברוקס מהמכון לחקר ומדעי כדור הארץ (InstESRE):

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

גרסה זו של פיראנומטר InstESRE מתממשקת עם Arduino באמצעות ממיר אנלוגי לדיגיטלי ADS1115 (ADC) ותומכת גם בתיקון טמפרטורה באמצעות חיישן טמפרטורה TMP36 הממוקם יחד עם הפוטודיודה.

נותב עקומת IV Swinger 2 IV תומך בעיצוב פירנומטר זה כחיישן אופציונלי, וזו הייתה המניע לשינויים. עם זאת, מכיוון שמשתמשים אחרים בפירנומטר InstESRE עשויים למצוא אותו שימושי, הוראה זו מתארת את העיצוב באופן עצמאי מפרויקט IV Swinger 2.

מאגר GitHub הבא מכיל את התיעוד והתוכנה:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

אנא הורד וקרא את המסמך לפני שתמשיך. המסמך מכיל גרסת טקסט בלבד של השלבים במדריך זה והוא יכול לשמש כרשימת בדיקה במהלך הבנייה. הוא גם מתאר כיצד להזמין את הערכה מד ר ברוקס ואיזה חלקים נוספים לקנות. אלה לא חוזרים על עצמם במדריך זה.

שלב 1: אסוף כלים

השתמשתי בכלים המוצגים בתמונה.

שלב 2: הכינו מארז

• הכנס את הפתח לתוך החור בסוף המארז. השתמש בחפץ בוטה קטן כמו מברג קטן. היזהר לא לחתוך את הפתח. (הפתח הוא פריט גומי רך בצורת O.) _
• מורחים כמות קטנה של דבק על סביב החלק הפנימי של שני החורים בחלק העליון של המארז. הכנס את מפלס הבועה מבפנים המארז. וודא כיסאות הכתף של מפלס הבועה מוצקות היטב בחלק העליון של המארז. הנח את המארז בצד, הפוך, כדי לתת לדבק להתייבש במשך מספר דקות. [הערה: אין צורך ברמת הבועה ליישום IV Swinger 2, והוא אינו מוצג בתמונות.] _

שלב 3: הכינו פוטודיודה ומפזר

• וודא כי מוליכי הפוטודיודה PDB-C139 ישרים ומקבילים זה לזה, בצע התאמות במידת הצורך. _
• הכנס פוטודיודה PDB-C139 למחזיק LED. זה אמור להינעל במקומו. אין להשתמש בדבק על. _
• כאשר מוליכי הפוטודיודה PDB-C139 מצביעים כלפי מעלה ועם ההובלה הארוכה יותר שמאלה והקצר יותר ימינה, כופפים מאוד מעט את שני המוליכים ממך. _
• הכנס את מכלול הפוטודיודה לצינור הדיור מלמעלה. שוב, אין להשתמש בדבק על. וודא שחלקו העליון של הדיודה נקי וללא אבק. _
• הרים את דיסק מפיצי הטפלון בעזרת מגבת נייר או טישו ושפשף בעדינות את שני המשטחים כדי להסיר אבק או פסולת שעלולים להיות שם. הצמד את הדיסק לשקע שלו בחלק העליון של צינור הדיור. אין להשתמש בדבק על. אם זו התאמה רופפת מאוד, תצטרך להשתמש בדבק סופר מאוחר יותר, אך לא בינתיים. _
• הפוך את מכלול הפוך (מוליכים מצביעים כלפי מעלה, ארוך יותר שמאלה). ודא שדיסק המפזר לא נשר. השתמשו ב -4 חתיכות סרט כדי להחזיק אותו על משטח עבודה קשה וחלק. הקלטת צריכה להיות מתחת לשפת הצינור המעובד. עטפו עוד פיסת קלטת אחת סביב הצינור. _

שלב 4: הוסף TMP36 (אופציונלי)

• הכנס את ה- TMP36 לתוך החור שבצד הקרוב של מוליכי הפוטודיודה, כשהצד השטוח של TMP36 לכיוון ההובלות, והצד המעוגל לכיוון דופן הצינור. לחץ אותו כלפי מטה בקצות הלידים שלו. זה צריך להתאים יפה עם סטייה מינימלית של מוליכי הפוטודיודה. _
• הסר את ה- TMP36, הדבק דבק -על על הצד העליון, השטוח והצד המעוגל והכנס אותו חזרה לתוך החור באותה מיקום. השתמש רק בדבק מספיק כך שהוא צריך להיצמד למחזיק הלדים, מוליכי הדיודה ובתוך הצינור, אך אל תשתמש כל כך הרבה שהוא עלול לזרום סביב הפוטודיודה. הקפד ללחוץ אותו לתוך החור במהירות, כך שהדבק לא יתפוס אותו לפני שהוא מגיע עד הסוף. _
• התאם את שני מוליכי הפוטודיודה ושלושת ההובלות TMP36 כך שכולם מצביעים הכי ישר שאפשר _

שלב 5: צינור חיישן דבק למארז

• מרחו מעט דבק על שפת הצינור המעובד ולאחר מכן הורידו מיד את המארז מעל זה, כך שהצינור מודבק לתוך החור במארז. הממד הארוך של המארז צריך להיות בקנה אחד עם שורות ההובלות החודרות דרך החור וחור הקצה עם הגומה צריך להיות מימינך. וודא שהצינור יושב במלואו בתוך החור. _
• השתמש בקלטת כלשהי כדי להחזיק את המארז במקומו כך שהוא ישר והצינור יהיה בניצב אליו._

שלב 6: הוסף לוח ADS1115

• מרחו כתם של דבק על החלק האחורי של הלוח ADS1115 ממש באמצע. מהר, אך בזהירות, הורד את לוח ה- ADS1115 כלפי מטה כאשר מוביל הפוטודיודה הארוך יותר מגיע דרך חור A0 והקצר יותר מגיע דרך חור A1. שלוש הפניות TMP36 יהיו לאורך קצה לוח ה- ADS1115 ויכולות להסיט מעט. התאם את המיקום של הלוח ADS1115 כך שחורי A0 ו- A1 יהיו מרוכזים מעל חור הצינור והחזק את הלוח במקומו במשך כדקה כך שהוא יידבק למארז._
• השאירו את זה למשך כמה שעות כדי שהדבק יתייבש. אל תמשיך בשלבים הבאים עד אז._

שלב 7: הוסף נגד טעינה

• חותכים את שני מוליכי הנגד ל -1 ס"מ. כופפו 2 מ"מ בקצה כל מוביל בזווית ישרה והכניסו את קצוות ה -2 מ"מ האלה לחורים A0 ו- A1 של לוח ה- ADS1115, לצד מוליכי הפוטודיודה. הסיבה לאורכו של 2 מ"מ היא כך שאין אפשרות שהקצוות יכולים לגעת בכבלים TMP36 או בהובלת הפוטודיודה האחרת מתחת ללוח._
• הלחמת הנגד והפוטודיודה מובילים לחורים A0 ו- A1._
• חתוך את מוליכי הפוטודיודה._

שלב 8: הלחמה TMP36 להוביל אמצעי ל- A2 (אופציונלי)

• כופפו בעדינות את שני מוליכי TMP36 החיצוניים הרחק מקצה הלוח ADS1115._
• בעזרת צבת ארוכה, כופפו בזהירות את מוביל ה- TMP36 האמצעי לכיוון חור A2 והלחמו אותו אל החור. יתכן שתזדקק לחתיכה קטנה של חוט חיבור חשוף בחור להלחמה אם העופרת לא מספיק ארוכה כדי להיכנס לחור. וודא כי עופרת זו אינה יוצרת מגע עם מפרק הלחמה A1 או תקע עופרת הפוטודיודה._

שלב 9: הכינו כבל

• נתק את כל ההרכבה ממשטח העבודה _

• לנער אותו כדי לוודא שדיסק מפזר הטפלון לא נושר. אם כן, שים את הדיסק בצד לעת עתה.

  _

• חתכו את קצה הנקבה מהכבל. דחוף את קצה החיתוך דרך הפתח לתוך המארז ומשך אותו. אל תדאג למשוך אותו רחוק מדי, תוכל למשוך אותו בחזרה מאוחר יותר. השתמש בטיפת סבון כלים אם קשה לדחוף את זה._
• חתכו את מעטפת הכבל החיצוני בקצה החתוך כדי לחשוף את ארבעת החוטים בפנים, היזהרו לא לפגוע בבידוד בחוטים הפנימיים. חותכים לפחות 2 סנטימטר מהמעטפת._
• רצו 8 מ"מ מהבידוד מארבעת החוטים הפנימיים וסובבו את הקצוות של כל אחד מהם._
• "הפח" את הקצוות המעוותים על ידי חימום בעזרת מלחם והחלת הלחמה על הגדילים._
• השתמש במולטימטר דיגיטלי (DMM) כדי לקבוע את הקישוריות בין החוטים הפנימיים לבין ארבעת החלקים של תקע 3.5 מ"מ בקצה השני של הכבל. כתוב את הצבעים: צבע: טיפ: _ [+5V] טבעת 1: _ [SCL] טבעת 2: _ [SDA] שרוול: _ [GND] הערה: צבעים אלה כמעט ולא יתאימו לצבעים בתרשים החיבורים, אז זה מאוד חשוב._
• משוך את הכבל בחזרה החוצה מבעד לגומי הגומי עד שהבידוד של החוטים הפנימיים מגיע רק לחור VDD של לוח ADS1115. _

שלב 10: חוטי כבל הלחמה וחוט חיבור ל- ADS1115

• חותכים את אורכי החיבור הבאים (יש צורך רק ב- TMP36)

  • שחור, 2.5 ס"מ
  • אדום, 2.5 ס"מ פס 6 מ"מ מכל קצה של כל אחד._
• הלחם את חוט הכבל המחובר לתקע קצה (+5V) לחור VDD, יחד עם קצה אחד של החוט האדום בגודל 2.5 ס"מ._
• הלחם את חוט הכבל המחובר לשרוול התקע (GND) לחור ה- GND, יחד עם קצה אחד של החוט השחור בגודל 2.5 ס"מ._
• הלחם את חוט הכבל המחובר לתקע טבעת 1 (SCL) לחור SCL._
• הלחם את חוט הכבל המחובר לתקע טבעת 2 (SDA) לחור ה- SDA. _

שלב 11: הלחמות TMP36 מוליכות חשמל/הקרקע (אופציונלי)

• הלחם את הקצה השני של החוט השחור בגודל 2.5 ס"מ (מחור ה- GND) למוביל TMP36 מימין. וודא שהוא אינו יוצר קשר עם הפניה האמצעית._
• הלחם את הקצה השני של החוט האדום בגודל 2.5 ס"מ (מחור VDD) למוביל TMP36 בצד שמאל. וודא שהוא אינו יוצר קשר עם הפניה האמצעית._

שלב 12: חיתוך והלחמת חוטים לג'ק

• חותכים ארבעה חוטי חיבור. הפוך אותם מספיק ארוכים לכל מארז שתכניס את הארדואינו (9 ס מ ל- IV Swinger 2):

  • שחור: _
  • אדום: _
  • כחול: _
  • ירוק: _ רצועת 1 ס"מ מקצה כל אחת._
• הכנס את תקע הכבל לשקע 3.5 מ"מ._
• השתמש ב- DMM כדי לקבוע איזה חיבור הלחמה בחלק האחורי של שקע 3.5 מ"מ מחובר לחור VDD בלוח ADS1115. סובב את החוט האדום לחיבור ההלחמה השקע._
• השתמש ב- DMM כדי לקבוע איזה חיבור הלחמה בחלק האחורי של שקע 3.5 מ"מ מחובר לחור ה- GND בלוח ADS1115. סובב את החוט השחור לחיבור ההלחמה השקע._
• השתמש ב- DMM כדי לקבוע איזה חיבור הלחמה בחלק האחורי של שקע 3.5 מ"מ מחובר לחור SCL בלוח ADS1115. סובב את החוט הכחול לחיבור ההלחמה בשקע._
• השתמש ב- DMM כדי לקבוע איזה חיבור הלחמה בחלק האחורי של שקע 3.5 מ"מ מחובר לחור SDA בלוח ADS1115. סובב את החוט הירוק לחיבור ההלחמה בשקע._

• השתמש ב- DMM כדי לאשר את החיבורים. בדוק את ההמשכיות מקצה חוט החיבור לחור ADS1115. במקביל, בדוק כי אין המשך לשלושת האחרים.

  • אדום ל- VDD: _
  • שחור ל- GND: _
  • כחול ל- SCL: _
  • ירוק ל- SDA: _
• הלחם את כל ארבעת חוטי החיבור לשקע 3.5 מ"מ _

שלב 13: הרכבה אחרונה

• שים את עניבת הכבל סביב הכבל והשתמש בעזרת צבת כדי למשוך אותו חזק ממש ליד הבטן בחלק הפנימי של המארז. מְטוּפָּח._
• הברג את המכסה למארז._
• השתמש בפיסת הנייר השוחקת הקטנה המצורפת לערכה ושפשף בעדינות את משטח הטפלון בתנועה סיבובית, מספיק כדי להסיר את ה"ברק "מהדיסק._
• אם דיסק מפזר הטפלון לא נקלע בחוזקה לשקעו, השתמש בכמות קטנה של דבק -על סביב השקע כדי להחזיק אותו פנימה. הקפד לא לקבל דבק על מצלמת הצילום! קיסם יכול להיות שימושי ליישום דבק העל, אך לנוע במהירות. השתמש במהדק קטן כדי להחזיק אותו בזמן שהדבק מתייבש._
• התחבר ל- Arduino: חבר את ארבעת החוטים מהחלק האחורי של שקע 3.5 מ"מ ל- Arduino כפי שמוצג בתמונות._

שלב 14: בדיקות ריצה וכיול

המסמך במאגר GitHub מתאר כיצד לטעון ולהריץ את הבדיקות. הוא מתאר גם מה נדרש לכיול הפירנומטר.