ADS1115 InstESRE Pyranometri: 14 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Pyranometri mittaa auringon säteilyä (teho/alue, pohjimmiltaan "kirkkaus") pinnalla. Samoista nimistä huolimatta se on täysin erilainen kuin pyrometri, joten pysähdy tähän, jos etsit sitä.

Tässä ohjeessa kuvataan, kuinka rakentaa ja testata pyranometrisarjan muokattua versiota, jonka toi tohtori David Brooks Earth Institute Research and Education -instituutista (InstESRE):

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

Tämä InstESRE-pyranometrin versio liitetään Arduinon kanssa käyttäen ADS1115-analogia-digitaalimuunninta (ADC) ja tukee myös lämpötilan korjausta käyttämällä TOD36-lämpötila-anturia yhdessä fotodiodin kanssa.

IV Swinger 2 IV -käyränmittauslaite tukee tätä pyranometrimallia valinnaisena anturina, ja tämä oli muutosten motiivi. Koska muut InstESRE -pyranometrin käyttäjät voivat kuitenkin pitää sitä hyödyllisenä, tämä käyttöohje kuvaa suunnittelua IV Swinger 2 -projektista riippumatta.

Seuraava GitHub -arkisto sisältää dokumentaation ja ohjelmiston:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Lataa ja lue asiakirja ennen kuin jatkat. Asiakirja sisältää vain tekstiversion tämän ohjeen vaiheista, ja sitä voidaan käyttää tarkistuslistana rakentamisen aikana. Siinä kuvataan myös, kuinka tilata sarja tohtori Brooksilta ja mitä lisäosia ostaa. Niitä ei toisteta tässä ohjeessa.

Vaihe 1: Kerää työkalut

Käytin kuvassa näkyviä työkaluja.

Vaihe 2: Valmistele kotelo

• Aseta läpivienti kotelon päässä olevaan reikään. Käytä pientä tylsää esinettä, kuten pientä ruuvimeisseliä. Varo leikkaamasta läpivientiä. (Läpivienti on pehmeää O-muotoista esinettä.) _
• Levitä pieni määrä superliimaa kotelon yläosassa olevan suuremman reiän sisäpuolelle. Aseta kuplataso kotelon sisäpuolelta. Varmista, että kuplatason olkapäät istuvat tukevasti kotelon yläosaa vasten. Aseta kotelo ylösalaisin, jotta liima kuivuu useita minuutteja. [HUOMAUTUS: kuplatasoa ei tarvita IV Swinger 2 -sovelluksessa, eikä sitä näytetä kuvissa.] _

Vaihe 3: Valodiodin ja diffuusorin valmistelu

• Varmista, että PDB-C139-fotodiodijohdot ovat suorat ja yhdensuuntaiset toistensa kanssa, säädä tarvittaessa. _
• Aseta PDB-C139-fotodiodi LED-pidikkeeseen. Sen pitäisi napsahtaa paikalleen. ÄLÄ käytä mitään superliimaa. _
• Kun PDB-C139-fotodiodijohdot osoittavat ylöspäin ja pidemmällä johdolla vasemmalle ja lyhyemmälle oikealle, taivuta molemmat johdot ERITTÄIN poispäin sinusta. _
• Aseta fotodiodikokoonpano koteloputkeen ylhäältä. Jälleen: ÄLÄ käytä mitään superliimaa. Varmista, että diodin yläosa on puhdas ja pölytön. _
• Nosta Teflon -hajotinlevy paperipyyhkeellä tai paperipyyhkeellä ja hiero molemmat pinnat varovasti poistaaksesi mahdolliset pölyt tai roskat. Napsauta levy koteloputken yläosassa olevaan syvennykseen. ÄLÄ käytä mitään superliimaa. Jos se on hyvin löysä, sinun on käytettävä superliimaa myöhemmin, mutta ei vielä. _
• Käännä kokoonpano ylösalaisin (johdot ylöspäin, pidempi vasemmalle). Varmista, että hajotinlevy ei pudonnut. Käytä 4 kappaletta teippiä pitämään se kiinni kovalla, sileällä työtasolla. Nauhan tulee olla putken koneistetun reunan alapuolella. Kiedo vielä yksi teippi putken ympärille. _

Vaihe 4: Lisää TMP36 (valinnainen)

• Työnnä TMP36 fotodiodijohtojen läheltä olevaan reikään siten, että TMP36: n litteä puoli on johtimia kohti ja pyöristetty puoli kohti putken seinämää. Paina sitä johtojen päistä. Sen pitäisi sopia hienosti, ja fotodiodijohtimien taipuma on minimaalinen. _
• Irrota TMP36, levitä superliimaa sen ylä-, litteälle ja pyöristetylle puolelle ja aseta se välittömästi takaisin samaan kohtaan. Käytä vain tarpeeksi liimaa, jotta sen pitäisi tarttua LED -pidikkeeseen, diodijohtoihin ja putken sisäpuolelle, mutta älä käytä niin paljon, että se mahdollisesti virtaa fotodiodin ympäri. Muista painaa se reikään nopeasti, jotta liima ei tartu siihen ennen kuin se on kokonaan sisään. _
• Säädä kaksi fotodiodijohdetta ja kolme TMP36 -johtoa siten, että ne osoittavat mahdollisimman suoraan ylöspäin _

Vaihe 5: Liima -anturiputki koteloon

• Levitä superliimaa putken koneistetulle reunalle ja laske sitten kotelo välittömästi sen päälle, jotta putki liimataan kotelon reikään. Kotelon pitkän ulottuvuuden tulee olla reiän läpi tulevien johtorivien linjassa ja läpiviennin kanssa olevan päätyreiän on oltava oikealla puolella. Varmista, että putki on kunnolla paikallaan. _
• Käytä teippiä pitämään kotelo paikallaan niin, että se on vaakasuorassa ja putki on kohtisuorassa siihen nähden._

Vaihe 6: Lisää ADS1115 -kortti

• Levitä superliimaa möykky ADS1115 -levyn takaosaan aivan keskelle. Laske ADS1115 -kortti nopeasti, mutta varovasti alas siten, että pidempi fotodiodijohto tulee reiän A0 läpi ja lyhyempi tulee reiän A1 kautta. Kolme TMP36 -johtoa ovat ADS1115 -kortin reunaa pitkin ja voivat taipua hieman. Säädä ADS1115 -levyn asentoa niin, että A0- ja A1 -reiät ovat keskellä putkenreikää ja pidä levyä paikallaan noin minuutin ajan, jotta se tarttuu koteloon._
• Jätä tämä koskematta pari tuntia, jotta liima varmasti kuivuu. Älä jatka seuraavia vaiheita siihen asti._

Vaihe 7: Lisää kuormitusvastus

• Leikkaa vastuksen molemmat johdot 1 cm: iin. Taivuta 2 mm kunkin johdon päähän suorassa kulmassa ja työnnä nämä 2 mm: n päät ADS1115 -kortin reikiin A0 ja A1 valodiodijohtojen rinnalle. Syy 2 mm: n pituuteen johtuu siitä, että päät eivät voi koskettaa TMP36 -johtoja tai muuta valodiodijohdetta levyn alla._
• Juotosvastus ja fotodiodi johtavat reikiin A0 ja A1._
• Leikkaa fotodiodin johdot._

Vaihe 8: Juotos TMP36 -keskijohto A2: ksi (valinnainen)

• Taivuta varovasti kaksi ulkoista TMP36 -johtoa poispäin ADS1115 -levyn reunasta._
• Taivuta pitkillä nenäpihdeillä varovasti keskimmäistä TMP36-johdinta kohti A2-reikää ja juota se reikään. Saatat tarvita pienen palan irrotettua kytkentäjohtoa reikään juottaaksesi, jos johto ei ole tarpeeksi pitkä, jotta se menisi reikään. Varmista, että tämä johto ei joudu kosketuksiin A1 -juotosliitoksen tai fotodiodijohtimen kanssa._

Vaihe 9: Valmistele kaapeli

• Irrota koko kokoonpano työpinnalta_

• Ravista sitä varmistaaksesi, että Teflon -hajotinlevy ei putoa. Jos näin on, aseta levy syrjään.

  _

• Leikkaa naaraspää irti kaapelista. Työnnä leikattu pää läpiviennin läpi koteloon ja vedä se läpi. Älä huolestu vetämällä sitä liian pitkälle, voit vetää sen takaisin myöhemmin. Käytä tippaa astianpesuainetta, jos sitä on vaikea työntää läpi._
• Katkaise katkaisupään ulkovaipan vaippa paljastaaksesi neljä sisällä olevaa johtoa varoen vahingoittamasta sisäjohtojen eristystä. Leikkaa vaipasta vähintään 2 cm._
• Irrota 8 mm eristys neljästä sisäjohtimesta ja kierrä kunkin päät._
• "Tina" kierrettyjä päitä kuumentamalla juotosraudalla ja levittämällä hiukkasia juotoksella._
• Käytä digitaalista yleismittaria (DMM) määrittääksesi sisäjohtojen ja kaapelin toisessa päässä olevan 3,5 mm: n pistokkeen neljän osan välisen yhteyden. Kirjoita värit muistiin: Väri: Vihje: _ [+5V] Rengas 1: _ [SCL] Rengas 2: _ [SDA] Holkki: _ [GND] HUOMAUTUS: nämä värit EIVÄT varmasti vastaa kytkentäkaavion värejä, joten tämä on erittäin tärkeää.
• Vedä kaapeli takaisin kumitiivisteen läpi, kunnes sisäjohtojen eristys saavuttaa ADS1115 -levyn VDD -reiän. _

Vaihe 10: Juotinkaapelijohdot ja liitäntäjohto ADS1115: een

• Leikkaa seuraavat kytkentäjohdon pituudet (tarvitaan vain TMP36: lle)

  • Musta, 2,5 cm
  • Punainen, 2,5 cm Nauha 6 mm kummankin päästä._
• Juotos pistotulppaan (+5V) liitetty kaapelijohto VDD -reikään yhdessä 2,5 cm: n punaisen johdon toisen pään kanssa._
• Juotos pistokeholkkiin (GND) liitetty kaapelijohto GND -reikään yhdessä 2,5 cm: n mustan johdon toisen pään kanssa._
• Juotos pistokerenkaaseen 1 (SCL) liitetty kaapelijohto SCL -reikään._
• Juotos pistokerenkaaseen 2 (SDA) liitetty kaapelijohto SDA -reikään. _

Vaihe 11: Juotos TMP36 Virta/maajohdot (valinnainen)

• Juotos 2,5 cm: n mustan langan toinen pää (GND -reiästä) TMP36 -johtoon oikealla. Varmista, ettei se kosketa keskijohtoa._
• Juotos 2,5 cm: n punaisen langan toinen pää (VDD -reiästä) TMP36 -johtoon vasemmalla. Varmista, ettei se kosketa keskijohtoa._

Vaihe 12: Katkaise ja juota johdot Jackiin

• Katkaise neljä kytkentäjohtoa. Tee niistä tarpeeksi pitkiä mihin tahansa koteloon, johon asetat Arduinon (9 cm IV Swinger 2: lle):

  • Musta: _
  • Punainen: _
  • Sininen: _
  • Vihreä: _nauhat 1 cm kunkin päädystä._
• Työnnä kaapelin pistoke 3,5 mm: n liittimeen._
• DMM: n avulla voit määrittää, mikä juotosliitäntä 3,5 mm: n liittimen takana on liitetty ADS1115 -kortin VDD -reikään. Kierrä PUNAINEN johdin liittimen juotosliitäntään._
• DMM: n avulla voit määrittää, mikä juotosliitäntä 3,5 mm: n liittimen takana on liitetty ADS1115 -kortin GND -reikään. Kierrä MUSTA johdin liittimen juotosliitäntään._
• DMM: n avulla voit määrittää, mikä juotosliitäntä 3,5 mm: n liittimen takana on liitetty ADS1115 -kortin SCL -reikään. Kierrä SININEN johto liittimen juotosliitäntään._
• DMM: n avulla voit määrittää, mikä juotosliitäntä 3,5 mm: n liittimen takana on liitetty ADS1115 -kortin SDA -reikään. Kierrä VIHREÄ johto liittimen juotosliitäntään._

• Vahvista yhteydet DMM: n avulla. Testaa jatkuvuus kytkentäjohdon päästä ADS1115 -reikään. Testaa samalla, ettei kolmelle muulle ole JATKUVUUTTA.

  • Punaisesta VDD: hen: _
  • Mustasta GND: hen: _
  • Sininen SCL: _
  • Vihreä SDA: lle: _
• Juotos kaikki neljä kytkentäjohtoa 3,5 mm: n liittimeen_

Vaihe 13: Lopullinen kokoonpano

• Aseta nippuside kaapelin ympärille ja vedä se pihdeillä tiukasti kotelon sisäpuolella olevan läpiviennin vieressä. Trimmata._
• Ruuvaa kansi koteloon._
• Käytä pakkauksen mukana tulevaa pientä hienoa hiomapaperia ja hankaa teflonin pinta varovasti pyörivin liikkein juuri sen verran, että se poistaa "kiillon" levyltä._
• Jos Teflon -hajotinlevy ei napsahtanut tiukasti syvennykseensä, käytä sitä pienellä määrällä superliimaa syvennyksen ympärillä. Pidä se kiinni. Varmista, ettei valoa havaitse liimaa Hammastikku voi olla hyödyllinen liiman levittämisessä, mutta liikkuu nopeasti. Pidä sitä pienellä puristimella, kun liima kuivuu._
• Yhdistä Arduinoon: Kytke neljä johtoa 3,5 mm: n liitännän takaosasta Arduinoon valokuvien mukaisesti._

Vaihe 14: Testien suorittaminen ja kalibrointi

GitHub -arkiston asiakirja kuvaa testien lataamisen ja suorittamisen. Siinä kuvataan myös mitä pyranometrin kalibrointiin tarvitaan.