ADS1115 InstESRE пиранометрі: 14 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Пиранометр жер бетіндегі күн сәулесінің сәулеленуін (қуаты/ауданы, негізінен «жарықтығы») өлшейді. Ұқсас атауларға қарамастан, ол пирометрден мүлдем өзгеше, сондықтан дәл осы жерде іздеңіз.

Бұл нұсқаулық Жерді зерттеу және білім беру институтының (InstESRE) докторы Дэвид Брукс ұсынған пиранометр жинағының өзгертілген нұсқасын қалай құрастыру және сынауды сипаттайды:

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

InstESRE пиранометрінің бұл нұсқасы ADS1115 аналогты-цифрлық түрлендіргішті (ADC) қолданып Arduino интерфейсімен жұмыс істейді, сонымен қатар фотодиодпен бірге орналасқан TMP36 температура сенсоры көмегімен температураны түзетуді қолдайды.

IV Swinger 2 IV қисық ізін салушы пиранометрдің конструкциясын қосымша сенсор ретінде қолдайды және бұл модификацияға мотивация болды. Алайда, InstESRE пиранометрінің басқа қолданушылары оны пайдалы деп тапқандықтан, бұл нұсқаулық IV Swinger 2 жобасынан тәуелсіз дизайнды сипаттайды.

Келесі GitHub репозиторийінде құжаттар мен бағдарламалық қамтамасыз ету бар:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Жалғастырмас бұрын құжатты жүктеп алып, оқып шығыңыз. Құжатта осы нұсқаулықтағы қадамдардың тек мәтіндік нұсқасы бар және құрылыс кезінде бақылау парағы ретінде пайдалануға болады. Ол сондай -ақ доктор Брукске жинаққа қалай тапсырыс беру керектігін және қандай қосымша бөлшектерді сатып алу керектігін сипаттайды. Бұл нұсқаулықта олар қайталанбайды.

1 -қадам: құралдарды жинаңыз

Мен суретте көрсетілген құралдарды қолдандым.

2 -қадам: қоршауды дайындаңыз

• Корпустың соңындағы тесікке громметті салыңыз. Кішкентай бұрағыш сияқты ұсақ денені пайдаланыңыз. Торды кесіп алмау үшін абай болыңыз. (Громет-жұмсақ резеңке O тәрізді зат.) _
• Корпустың жоғарғы жағындағы екі тесіктің үлкенінің ішкі жағына шамалы суперглюз жағыңыз. Корпустың ішінен көпіршікті деңгей енгізіңіз. Көпіршікті деңгейдегі иық орындықтары корпустың жоғарғы жағына мықтап бекітілгеніне көз жеткізіңіз. Желімді бірнеше минут кептіру үшін корпусты төңкеріп қойыңыз. [ЕСКЕРТПЕ: IV Swinger 2 қосымшасы үшін көпіршікті деңгей қажет емес және ол фотода көрсетілмеген.] _

3 -қадам: фотодиод пен диффузорды дайындаңыз

• PDB-C139 фотодиод сымдарының бір-біріне тікелей және параллель екеніне көз жеткізіңіз, қажет болған жағдайда түзетулер енгізіңіз. _
• LED ұстағышына PDB-C139 фотодиодын салыңыз. Ол орнына түсуі керек. Ешқандай суперглейді қолданбаңыз. _
• PDB-C139 фотодиодтық сымдары жоғары қаратылғанда және ұзын сым солға, ал оң жаққа қысқа болғанда, екі сымды да өте баяу бүгіңіз. _
• Фотодиодты жоғарыдан корпус түтігіне салыңыз. Тағы да, кез келген супплей қолданбаңыз. Диодтың жоғарғы жағы таза және шаң жоқ екеніне көз жеткізіңіз. _
• Тефлон диффузорлық дискіні қағаз сүлгімен немесе майлықпен алыңыз да, шаң мен қоқысты кетіру үшін екі бетін ақырын сүртіңіз. Дискіні корпус түтігінің жоғарғы жағындағы ойығына салыңыз. Ешқандай суперглейді қолданбаңыз. Егер бұл өте бос болса, КЕДІНГЕ суперглюзді қолдануға тура келеді, бірақ ЕМЕС. _
• Құрылғыны төңкеріңіз (жетекшілер жоғары, біреуі солға қарай). Диффузордың құлап кетпегеніне көз жеткізіңіз. Қатты, тегіс жұмыс бетіне бекіту үшін 4 таспаны қолданыңыз. Таспа құбырдың өңделген жиегінен төмен болуы керек. Түтіктің айналасына тағы бір таспаны ораңыз. _

4 -қадам: TMP36 қосыңыз (міндетті емес)

• TMP36 фотодиод сымдарының жақын жағындағы тесікке салыңыз, TMP36 жазық жағы сымдарға, ал дөңгеленген жағы түтік қабырғасына қарай. Оны сымдардың ұштарынан басыңыз. Ол фотодиод сымдарының ең аз ауытқуымен жақсы сәйкес келуі керек. _
• TMP36 алып тастаңыз, үстіңгі жағына, тегіс жағына және дөңгелектелген жағына супплэйк жағыңыз және оны сол қалыптағы шұңқырға бірден салыңыз. Жарықдиодты ұстағышқа, диод сымдарына және түтіктің ішіне жабысып қалуы үшін жеткілікті мөлшерде желімді қолданыңыз, бірақ ол фотодиодтың айналасында ағып кетуі мүмкін болатын мөлшерде қолданбаңыз. Оны шұңқырға тез басуды ұмытпаңыз, сондықтан желім еніп кетпес бұрын оны ұстамайды. _
• Екі фотодиод сымдары мен үш TMP36 сымдарын реттеңіз, осылайша олар мүмкіндігінше жоғары қарай бағытталады _

5 -қадам: Желім датчигінің түтігі қапшыққа

• Түтіктің өңделген шетіне шамадан тыс желім жағыңыз, содан кейін корпусты бірден төмен түсіріңіз, сондықтан түтік корпустағы тесікке жабыстырылады. Корпустың ұзын өлшемі саңылау арқылы өтетін сымдардың қатарына сәйкес келуі керек, ал қапсырмасы бар соңғы тесік сіздің оң жағыңызда болуы керек. Түтіктің тесікке толығымен орнатылғанына көз жеткізіңіз. _
• Корпусты тегіс және түтік оған перпендикуляр болатындай етіп ұстау үшін бірнеше таспаны қолданыңыз._

6 -қадам: ADS1115 тақтасын қосыңыз

• Дәл ортасында ADS1115 тақтасының артқы жағына супплэйк жағыңыз. ADS1115 тақтасын тезірек, бірақ төмен түсіріңіз, ұзын фотодиод A0 тесіктен, ал қысқа - A1 тесік арқылы өтеді. Үш TMP36 сымдары ADS1115 тақтасының шетінде болады және сәл ауытқуы мүмкін. ADS1115 тақтасының орнын A0 және A1 тесіктері түтік саңылауының ортасында болатындай етіп реттеңіз және тақтаны корпусқа жабысып қалатындай етіп бір минут ұстаңыз._
• Мұны бірнеше сағат ұстамаңыз, сонда желім міндетті түрде құрғап кетеді. Оған дейін келесі қадамдарды жалғастырмаңыз._

7 -қадам: жүктеме резисторын қосыңыз

• Резистордың екі ұшын 1 см -ге дейін кесіңіз. Әрбір сымның ұшына 2 мм тік бұрышпен бүгіңіз және сол 2 мм ұштарын ADS1115 тақтасының A0 және A1 тесіктеріне фотодиод сымдарының қасына салыңыз. 2 мм ұзындықтың себебі, ұштардың TMP36 сымдарына немесе тақтаның астындағы басқа фотодиод сымына тиіп кетуі мүмкін емес._
• Резистор мен фотодиодты дәнекерлеу A0 және A1 тесіктеріне әкеледі._
• Фотодиод сымдарын кесіңіз._

8 -қадам: TMP36 дәнекерлеуіші A2 -ге дейін (міндетті емес)

• ADS1115 тақтасының шетінен TMP36 екі сыртқы ұшын ақырын бүгіңіз._
• Ұзын тістеуікпен TMP36 ортаңғы сымын А2 тесігіне қарай абайлап бүгіңіз және оны тесікке дәнекерлеңіз. Егер сым тесікке ену үшін жеткілікті ұзын болмаса, сізге дәнекерлеу үшін тесікке жалғанған сымның кішкене бөлігі қажет болуы мүмкін. Бұл сымның A1 дәнекерлеу түйісуімен немесе фотодиодты қорғасынмен байланыстырмайтынына көз жеткізіңіз._

9 -қадам: кабельді дайындаңыз

• Бүкіл жинақты жұмыс бетінен шешіңіз _

• Teflon диффузорлық дискінің құлап кетпеуін тексеру үшін оны сілкіңіз. Олай болса, дискіні әзірге бір жаққа қойыңыз.

  _

• Кабельдің аналық ұшын кесіңіз. Кесілген ұшты қапсырмадан корпусқа итеріп, оны тартыңыз. Оны тым алыстатамын деп уайымдамаңыз, оны кейін шығарып алуға болады. Егер кіру қиын болса, бір тамшы сабын қолданыңыз._
• Ішкі сымдардың оқшаулауына зақым келтірмеу үшін абайлап, ішіндегі төрт сымды шығару үшін кесілген ұшындағы сыртқы кабель қабығын кесіңіз. Қабықтың кем дегенде 2 см кесіңіз._
• Ішкі төрт сымнан 8 мм оқшаулауды алып тастаңыз және әр ұшын бұраңыз._
• Дәнекерлегішпен қыздыру және жіптерге біраз дәнекерлеу арқылы бұралған ұштарды «қалайы»._
• Ішкі сымдар мен кабельдің екінші ұшындағы 3,5 мм штепсельдік төрт бөліктің арасындағы байланысты анықтау үшін сандық мультиметрді (DMM) қолданыңыз. Түстерді жазыңыз: Түсі: Кеңес: _ [+5V] Сақина 1: _ [SCL] Сақина 2: _ [SDA] Жең: _ [GND] ЕСКЕРТПЕ: бұл түстер қосылым диаграммасындағы түстерге сәйкес келмейді, сондықтан бұл өте маңызды._
• Ішкі сымдарды оқшаулау ADS1115 тақтасының VDD саңылауына жеткенше кабельді резеңке тор арқылы қайта шығарыңыз. _

10 -қадам: ADS1115 кабелінің сымдары мен жалғау сымы

• Қосылатын сымның келесі ұзындықтарын кесіңіз (тек TM36 үшін қажет)

  • Қара, 2,5 см
  • Қызыл, 2,5 см Әр ұшынан 6 мм жолақ._
• Штепсельдік ұшына (+5В) қосылатын кабель сымын VDD тесігіне, 2,5 см қызыл сымның бір ұшымен бірге дәнекерлеңіз._
• Штепсельдік жеңге (GND) жалғанған кабель сымын GND саңылауына, 2,5 см қара сымның бір ұшымен бірге дәнекерлеңіз._
• 1 -сақинаның (SCL) ашасына SCL саңылауына қосылған кабель сымын дәнекерлеңіз._
• 2 -сақина штепсельіне (SDA) SDA саңылауына қосылған кабель сымын дәнекерлеңіз. _

11 -қадам: Дәнекерлеу TMP36 Қуат/жер сымдары (міндетті емес)

• 2,5 см қара сымның екінші ұшын (GND саңылауынан) оң жақтағы TMP36 сымына дәнекерлеңіз. Оның ортаңғы сыммен байланыспайтынына көз жеткізіңіз._
• 2,5 см қызыл сымның екінші ұшын (VDD саңылауынан) сол жақтағы TMP36 сымына дәнекерлеңіз. Оның ортаңғы сыммен байланыспайтынына көз жеткізіңіз._

12 -қадам: Сымдарды Джекке кесіп, дәнекерлеңіз

• Қосылатын төрт сымды кесіңіз. Оларды Arduino салатын кез келген қоршау үшін жеткілікті ұзын етіп жасаңыз (IV Swinger 2 үшін 9 см):

  • Қара: _
  • Қызыл: _
  • Көк: _
  • Жасыл: _ Әр жолдың соңынан 1 см қашықтықта._
• Кабель ашасын 3,5 мм ұяға салыңыз._
• DMM көмегімен 3,5 мм ұясының артқы жағындағы ADS1115 тақтасындағы VDD саңылауына қандай дәнекерленген қосылым қосылғанын анықтау үшін ҚЫЗЫЛ сымды ұядағы сол дәнекерлеуге жалғаңыз._
• DMM көмегімен 3,5 мм ұясының артындағы ADS1115 тақтасындағы GND саңылауына қандай дәнекерленген қосылым қосылғанын анықтау үшін ҚАРА сымды ұядағы сол дәнекерлеуге жалғаңыз._
• DMM көмегімен 3,5 мм ұясының артындағы ADS1115 тақтасындағы SCL саңылауына қандай дәнекерленген қосылым қосылғанын анықтаңыз.
• DMM көмегімен 3,5 мм ұяшықтың артқы жағындағы ADS1115 тақтасындағы SDA саңылауына қандай дәнекерлеу қосылымы қосылғанын анықтау үшін GREEN сымын ұядағы сол дәнекерлеу қосылымына бұраңыз._

• Қосылымдарды растау үшін DMM пайдаланыңыз. Қосылатын сымның ұшынан ADS1115 саңылауына дейінгі үздіксіздікті тексеріңіз. Сонымен қатар, қалған үшеуінің ЖАЛҒАСЫ жоқтығын тексеріңіз.

  • VDD -ге қызыл: _
  • Қараға GND: _
  • SCL үшін көк: _
  • SDA үшін жасыл: _
• Барлық төрт сымды 3,5 мм ұяға жалғаңыз _

13 -қадам: Қорытынды жиналыс

• Кабель байламын кабельдің айналасына қойыңыз және оны қысқыштың көмегімен корпустың ішкі жағындағы тіреуіштің жанына тығыз тартып алыңыз. Кесу._
• Қақпақты корпусқа бұраңыз._
• Жинаққа қосылған ұсақ абразивті қағаздың кішкене бөлігін қолданыңыз және дискіден «жылтырды» кетіру үшін жеткілікті түрде тефлонның бетін айналмалы қозғалыстармен ақырын сүртіңіз._
• Егер тефлондық диффузорлық диск ойыққа мықтап жабысып қалмаса, оны ұстап тұру үшін ойықтың айналасына өте көп мөлшерде желім қолданыңыз. Фотодетекторға желім түспеуін қадағалаңыз! Тіс тазалағыш суперглейді жағу үшін пайдалы болуы мүмкін, бірақ тез қозғалу. Кішкене қысқышпен желім құрғағанша ұстаңыз._
• Arduino -ға қосылыңыз: 3,5 мм ұясының артқы жағындағы төрт сымды Arduino -ға суретте көрсетілгендей жалғаңыз._

14 -қадам: Тесттерді орындау және калибрлеу

GitHub репозиторийіндегі құжат тесттерді қалай жүктеу және іске қосу керектігін сипаттайды. Ол сонымен қатар пиранометрді калибрлеу үшін не қажет екенін сипаттайды.