ADS1115 InstesRE Pyranometer: 14 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Pyranometer mengukur pancaran matahari (daya / kawasan, pada dasarnya "kecerahan") di permukaan. Walaupun mempunyai nama yang serupa, ia sama sekali berbeza dengan pirometer, jadi berhenti di sini jika itulah yang anda cari.

Instructable ini menerangkan bagaimana membina dan menguji versi pyranometer kit yang diubah suai yang ditawarkan oleh Dr David Brooks dari Institut Penyelidikan dan Pendidikan Sains Bumi (InstESRE):

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

Versi pyranometer InstESRE ini bersambung dengan Arduino menggunakan penukar analog-ke-digital ADS1115 (ADC) dan juga menyokong pembetulan suhu menggunakan sensor suhu TMP36 yang terletak bersama dengan photodiode.

Pelacak kurva IV Swinger 2 IV menyokong reka bentuk pyranometer ini sebagai sensor pilihan, dan itulah motivasi untuk pengubahsuaian. Walau bagaimanapun, kerana pengguna pyranometer InstESRE yang lain mungkin berguna, Instructable ini menerangkan reka bentuk secara bebas dari projek IV Swinger 2.

Repositori GitHub berikut mengandungi dokumentasi dan perisian:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Sila muat turun dan baca dokumen sebelum meneruskan. Dokumen mengandungi versi teks sahaja dari langkah-langkah dalam Instructable ini dan dapat digunakan sebagai senarai semak semasa pembinaan. Ia juga menerangkan cara memesan kit dari Dr. Brooks dan bahagian tambahan apa yang hendak dibeli. Perkara-perkara tersebut tidak diulangi dalam Instructable ini.

Langkah 1: Kumpulkan Alat

Saya menggunakan alat yang ditunjukkan dalam foto.

Langkah 2: Sediakan Lampiran

• Masukkan grommet ke dalam lubang di hujung casing. Gunakan objek tumpul kecil seperti pemutar skru kecil. Hati-hati jangan memotong grommet. (Grommet adalah barang berbentuk O getah lembut.) _
• Sebarkan sejumlah kecil superglue di bahagian dalam yang lebih besar dari dua lubang di bahagian atas casing. Masukkan tahap gelembung dari bahagian dalam casing. Pastikan kerusi bahu tahap gelembung dengan kuat di bahagian atas casing. Ketepikan casing, terbalik, agar lem kering selama beberapa minit. [CATATAN: tahap gelembung tidak diperlukan untuk aplikasi IV Swinger 2, dan tidak ditunjukkan dalam foto.] _

Langkah 3: Sediakan Photodiode dan Diffuser

• Pastikan petunjuk fotodiod PDB-C139 lurus dan selari antara satu sama lain, membuat penyesuaian jika perlu. _
• Masukkan PDB-C139 fotodiod ke dalam pemegang LED. Ia mesti masuk ke tempatnya. JANGAN menggunakan superglue. _
• Dengan petunjuk fotodiod PDB-C139 menunjuk ke atas dan dengan petunjuk yang lebih panjang ke kiri dan yang lebih pendek ke kanan, SANGAT LENGAN membengkokkan kedua-dua petunjuk dari anda. _
• Masukkan unit fotodiod ke dalam tiub perumahan dari bahagian atas. Sekali lagi, JANGAN gunakan superglue. Pastikan bahagian atas diod bersih dan bebas habuk. _
• Angkat cakera peresap Teflon dengan tuala kertas atau tisu dan gosokkan kedua permukaan dengan lembut untuk menghilangkan habuk atau serpihan yang mungkin ada di sana. Pasang cakera ke lubang masuk di bahagian atas tiub perumahan. JANGAN menggunakan superglue. Sekiranya ia sangat longgar, anda perlu menggunakan superglue LATER, tetapi TIDAK BOLEH. _
• Balikkan unit terbalik (petunjuk mengarah ke atas, lebih panjang satu ke kiri). Pastikan cakera peresap tidak jatuh. Gunakan 4 keping pita untuk menahannya di permukaan kerja yang keras dan licin. Pita harus berada di bawah pinggir mesin tiub. Balut satu lagi pita di sekeliling tiub. _

Langkah 4: Tambahkan TMP36 (pilihan)

• Masukkan TMP36 ke dalam lubang di sisi dekat wayar fotodiod, dengan sisi rata TMP36 ke arah petunjuk, dan sisi bulat ke arah dinding tiub. Tekan ke bawah hujung hujungnya. Ia harus sesuai dengan pesongan minimum pada plumbum fotodiod. _
• Tanggalkan TMP36, sapukan superglue ke bahagian atas, rata, dan sisi bulat dan segera masukkan kembali ke lubang pada kedudukan yang sama. Gunakan hanya lem yang cukup sehingga melekat pada pemegang LED, plumbum dioda, dan bahagian dalam tiub, tetapi jangan gunakan begitu banyak sehingga boleh mengalir di sekitar fotodioda. Pastikan untuk memasukkannya ke dalam lubang dengan cepat, supaya lem tidak merebutnya sebelum masuk. _
• Laraskan dua plumbum fotodioda dan tiga plumbum TMP36 supaya semuanya menunjuk ke arah lurus ke atas mungkin_

Langkah 5: Tabung Sensor Gam ke Kes

• Sapukan beberapa superglue ke tepi mesin tiub dan kemudian turunkan casingnya dengan segera, sehingga tiub terpaku ke lubang dalam casing. Dimensi panjang sarung harus sesuai dengan barisan petunjuk yang masuk melalui lubang dan lubang hujung dengan grommet harus berada di sebelah kanan anda. Pastikan tiub dipasang sepenuhnya di dalam lubang. _
• Gunakan sebilangan pita untuk memegang sarung pada kedudukannya sehingga rata dan tiub tegak lurus dengannya._

Langkah 6: Tambahkan Papan ADS1115

• Sapukan gumpalan superglue di bahagian belakang papan ADS1115 tepat di tengah. Dengan cepat, tetapi dengan hati-hati, turunkan papan ADS1115 ke bawah dengan plumbum fotodiod yang lebih panjang yang masuk melalui lubang A0 dan yang lebih pendek masuk melalui lubang A1. Ketiga-tiga plumbum TMP36 akan berada di tepi papan ADS1115 dan mungkin sedikit terpesong. Laraskan kedudukan papan ADS1115 sehingga lubang A0 dan A1 berpusat di atas lubang tiub dan pegang papan di tempatnya selama kira-kira satu minit sehingga melekat pada casing._
• Biarkan ini tidak tersentuh selama beberapa jam sehingga lem pasti kering. Jangan teruskan langkah berikut sehingga._

Langkah 7: Tambahkan Load Resistor

• Potong kedua-dua hujung perintang hingga 1 cm. Bengkokkan 2mm pada hujung setiap plumbum pada sudut yang betul dan masukkan hujung 2mm tersebut ke dalam lubang A0 dan A1 dari papan ADS1115, di samping petunjuk fotodiod. Sebab panjang 2mm adalah tidak mungkin hujungnya menyentuh plumbum TMP36 atau plumbum fotodioda lain di bawah papan._
• Pateri perintang dan fotodiod menuju ke lubang A0 dan A1._
• Potong kepingan fotodiod._

Langkah 8: Solder TMP36 Tengah Menuju ke A2 (pilihan)

• Bengkokkan kedua-dua hujung luar TMP36 dengan perlahan dari tepi papan ADS1115._
• Dengan tang hidung panjang, bengkokkan dengan hati-hati TMP36 tengah ke arah lubang A2 dan pateri ke lubang. Anda mungkin memerlukan sepotong kecil dawai penyambungan yang dilucutkan di dalam lubang untuk disolder jika plag tidak cukup panjang untuk masuk ke dalam lubang. Pastikan plumbum ini tidak bersentuhan dengan sambungan pateri A1 atau stub plumbum fotodiod._

Langkah 9: Sediakan Kabel

• Tanggalkan keseluruhan pemasangan dari permukaan kerja_

• Goncangkan untuk memastikan cakera diffuser Teflon tidak jatuh. Sekiranya betul, ketepikan cakera buat masa ini.

  _

• Potong hujung kabel wanita. Tolak hujung potongan melalui grommet ke dalam casing dan tarik. Jangan risau untuk menariknya terlalu jauh, anda akan dapat menariknya kemudian. Gunakan setetes sabun pinggan jika sukar ditembusi._
• Potong sarung kabel luar pada ujung potong untuk memaparkan empat wayar di dalamnya, berhati-hati agar tidak merosakkan penebat pada wayar dalaman. Potong selubung sekurang-kurangnya 2 cm._
• Tanggalkan penebat 8 mm dari empat wayar dalaman dan putar hujung masing-masing._
• "Tin" hujung yang dipintal dengan memanaskan dengan besi pematerian dan meletakkan beberapa pateri pada helai._
• Gunakan multimeter digital (DMM) untuk menentukan kesambungan antara wayar dalaman dan keempat-empat bahagian palam 3.5mm di hujung kabel yang lain. Tuliskan warna: Warna: Petua: _ [+ 5V] Cincin 1: _ [SCL] Lingkaran 2: _ [SDA] Lengan: _ [GND] CATATAN: warna-warna ini hampir pasti TIDAK sepadan dengan warna dalam rajah sambungan, jadi ini sangat penting._
• Tarik kabel keluar keluar melalui grommet getah sehingga penebat wayar dalaman sampai ke lubang VDD papan ADS1115. _

Langkah 10: Wayar Kabel Pateri dan Kawat Hookup ke ADS1115

• Potong panjang wayar cangkuk berikut (hanya diperlukan untuk TMP36)

  • Hitam, 2.5cm
  • Merah, 2.5cm Jalur 6mm dari setiap hujung masing-masing._
• Pateri wayar kabel yang disambungkan ke palam Tip (+ 5V) ke lubang VDD, bersama dengan satu hujung wayar merah 2.5cm._
• Pateri wayar kabel yang disambungkan ke plug Sleeve (GND) ke lubang GND, bersama dengan satu hujung wayar hitam 2.5cm._
• Pateri wayar kabel yang disambungkan ke palam Ring 1 (SCL) ke lubang SCL._
• Pateri wayar kabel yang disambungkan ke palam Ring 2 (SDA) ke lubang SDA. _

Langkah 11: Pemateri TMP36 Power / ground (pilihan)

• Pateri hujung wayar hitam 2.5cm yang lain (dari lubang GND) ke plumbum TMP36 di sebelah kanan. Pastikan ia tidak menghubungi plumbum tengah._
• Pateri hujung wayar merah 2.5cm yang lain (dari lubang VDD) ke plumbum TMP36 di sebelah kiri. Pastikan ia tidak menghubungi plumbum tengah._

Langkah 12: Potong dan Kawat Pateri ke Jack

• Potong empat wayar cangkuk. Jadikan mereka cukup lama untuk apa sahaja kandang yang anda masukkan Arduino (9cm untuk IV Swinger 2):

  • Hitam: _
  • Merah: _
  • Biru: _
  • Hijau: _Langkah 1cm dari hujung masing-masing._
• Masukkan palam kabel ke soket 3.5mm._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan pateri di bahagian belakang bicu 3.5mm yang disambungkan ke lubang VDD pada papan ADS1115. Putar wayar MERAH ke sambungan pemateri pada bicu._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan pateri di bahagian belakang bicu 3.5mm yang disambungkan ke lubang GND pada papan ADS1115. Putar wayar HITAM ke sambungan pateri pada bicu._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan pateri di bahagian belakang bicu 3.5mm yang disambungkan ke lubang SCL pada papan ADS1115. Putar wayar BIRU ke sambungan pateri pada bicu._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan pateri di bahagian belakang bicu 3.5mm yang disambungkan ke lubang SDA pada papan ADS1115. Putar wayar HIJAU ke sambungan pateri pada bicu._

• Gunakan DMM untuk mengesahkan sambungan. Uji kesinambungan dari hujung wayar penyambung ke lubang ADS1115. Pada masa yang sama, uji bahawa TIADA KANDUNGAN daripada tiga yang lain.

  • Merah ke VDD: _
  • Hitam ke GND: _
  • Biru ke SCL: _
  • Hijau ke SDA: _
• Pateri keempat-empat wayar penyambung ke bicu 3.5mm_

Langkah 13: Perhimpunan Akhir

• Letakkan tali leher di sekeliling kabel dan gunakan tang untuk menariknya tepat di sebelah grommet di bahagian dalam casing. Potong._
• Skru penutup ke casing._
• Gunakan sekeping kecil kertas kasar yang disertakan dengan kit dan perlahan permukaan Teflon dengan gerakan bulat, cukup untuk menghilangkan "kilauan" dari cakera._
• Sekiranya cakera peresap Teflon tidak masuk ke dalam ceruknya, gunakan sejumlah besar superglue di sekitar ceruk untuk menahannya. Pastikan tidak ada gam pada alat fotodetektor! Pencungkil gigi berguna untuk menggunakan superglue, tetapi bergerak dengan cepat. Gunakan penjepit kecil untuk menahannya semasa lem mengering._
• Sambungkan ke Arduino: Sambungkan empat wayar dari belakang bicu 3.5mm ke Arduino seperti yang ditunjukkan dalam foto._

Langkah 14: Menjalankan Ujian dan Mengkalibrasi

Dokumen di repositori GitHub menerangkan cara memuat dan menjalankan ujian. Ia juga menerangkan apa yang diperlukan untuk menentukur pyranometer.