Күн сәулелену құрылғысы (SID): Arduino негізіндегі күн датчигі: 9 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Күн сәулесінің сәулелену құрылғысы (SID) күннің жарықтығын өлшейді және сыныпта қолдануға арнайы жасалған. Олар Arduinos көмегімен салынған, бұл оларды кіші сынып оқушыларынан ересектерге дейін жасауға мүмкіндік береді. Бұл нұсқаулықты 2017-2018 оқытушылары АМУ-дегі QESST бағдарламасы бойынша шығарды.

1 -қадам: Жабдықтарды жинаңыз

SIDCost талдау

1. Arduino (бұл жоба үшін нано қолданылды) $ 19.99/5 = $ 4.00

2. Нан тақтасы $ 3.99/6 = $ 0,66

3. 4.7K Ом резисторы $ 6.50/100 = $ 0.07

4. 2,2 Ом резистор $ 4/100 = $ 0,04

5. 1 RCA екі ұшты кабелі $ 6/3 = $ 2,00

6. Температура зонды $ 19.99/10 = $ 2.00

7. Күн датчигі $ 1.40/1 = $ 1.40

8. Төрт (4) өтпелі кабель $ 6.99/130 = $ 0.22 (дәл қазір қол жетімді емес, бірақ басқа опциялар бар)

9. Дәнекерлеуіш пен дәнекерлеуіш

10. Сым кескіштер

Барлығы $ 6.39

Жеке қорапты жасау үшін (оны 3D басып шығарудың орнына) сізге қажет:

1. Қара жәшік $ 9.08/10 = $ 0.91

2. Екі (2) RCA әйел кірісі $ 8.99/30 = $ 0.30

3. Бұрғылау, өлшемі 6 бит және сатылы бұрғылау

Барлығы $ 1.21

Барлығы $ 7.60

2 -қадам: Сіздің ісіңізді құру

K-12 студенттері бұл сенсорларды қолданады деп күтілгендіктен, барлық сымдарды қорапқа салу пайдалы. Қораптың бір жағында компьютерге беру үшін үлкен тесік бар, ал екінші жағында RCA аналық кірістері үшін екі тесік бар. RCA кірістерінің тесіктерін бұрғылау үшін 6 өлшемді бұрғылау ұшын, ал компьютерді беру үшін тесікті бұрғылау үшін сатылы бұрғылауды пайдаланыңыз. Сіздің нан тақтасы мен Arduino ыңғайлы түрде қосылуы керек, сондықтан тесіктерді бұрғыламас бұрын қай жерде болу керектігін өлшеген дұрыс болар. Бұл аяқталғаннан кейін сіз RCA кірістерін бұрай аласыз. Егер сіз бұл жобаға температура датчигін қосуды шешпесеңіз, сізге тек бір RCA кірісі қажет болады және тиісінше бұрғылауға болады.

Сіздің Arduino -ны суретте көрсетілгендей тақтаға басу керек. Бұл жобада қолданылатын тақталар жабысқақ түбі бар, сондықтан қорапты бұрғылаудан кейін ұйымға көмектесу үшін тақтаны қорапқа жабыстыру пайдалы болуы мүмкін.

Егер сізде 3D принтері болса, SID үшін қорапты басып шығаруға болады.

3 -қадам: Жетекшілеріңізді RCA кірістеріне қосыңыз

Әр RCA кірісіне екі өтпелі кабельді қосыңыз. Бұл сымдарды кірістерге дәнекерлеуге болатынына қарамастан, кірістің айналасындағы сымды қысу жылдамырақ және оңай. Ешқандай ашық сымдар бір -біріне тиіп кетпейтініне көз жеткізіңіз, әйтпесе тізбегіңіз тұйықталуы мүмкін. Бұл жағдайда сары және көк сымдар жерге қосылады, ал қызыл және жасыл сымдар сымдарға қосылады. Бұл түстер құрылғы үшін қажет емес, бірақ сымдардың Arduino -ға қалай қосылғанын көруді жеңілдетеді.

4 -қадам: RCA кабелін дайындаңыз

Екі жақты (еркектен еркекке) RCA кабелін екіге бөліп, кабельдің әр жағынан шамамен бір дюймдік жолақты алыңыз. Қорғасын рөлін атқаратын сыртқы сымдарды бұраңыз, содан кейін жерге тұйықталатын ішкі сымдарды шешіңіз және бұраңыз (бұл суреттерде жерге тұйықтау сымдары бастапқыда ақ сыммен қоршалған, дегенмен қаптаудың түсі көбіне түсіне байланысты. RCA кабелі). Мұны екі сым үшін де жасаңыз. Бұл сіздің RCA кірістеріңізді күн мен температура сенсорларымен байланыстырады.

5 -қадам: Күн датчигін жасаңыз

Бұл процесте қолданылатын панельдер қымбат емес, бірақ көбінесе сымдары оңай түсіп кетеді. Бұл мәселені шешу үшін сымдарды электр таспасының көмегімен бекіту жақсы.

Күн панелінен сымның бір дюймдік сымын алып тастаңыз, олар сары (оң) және қоңыр (теріс). 2,2 Ом резистордың ұшын, RCA кабелінің сымын және панельдің оң жағын бұраңыз (мұнда сары түсті). Күн панелінің теріс ұшын (мұнда қоңыр түсті), RCA кабелінің жерін (мұнда ақ түсті) және резистордың екінші жағын бұраңыз. Назар аударыңыз, бұл жерде резистор параллель орналасқан.

Панель мен RCA кабелінен сымдарды бірге дәнекерлеңіз. Егер сым мен жер сымдары қиылысса, құрылғы дұрыс жұмыс істемейді, сондықтан сымдарды қоршау үшін электр таспасын немесе жылу қысқышын пайдаланыңыз.

6 -қадам: Күн датчигін қосыңыз

Бұл модельде күн датчигі жасыл (қорғасын) және көк (жер) кабельдері бар RCA аналық кірісіне арналған. Сіз RCA кірістерін пайдалана алатын болсаңыз да, бұл сізге сымдарды Arduino -ның қарама -қарсы жағына өткізбеуді болдырмайды.

Жетекші кабельді (мұнда жасыл түсті) Arduino A5 істігіне қосыңыз. Жерлендіргішті (көк түсте) аналогтық жақтағы жерге (GND) түйреуішке қосыңыз (Arduino -ның осы жағындағы барлық түйреуіштер А -дан басталады).

Егер сіз бұл жобаны аяқтасаңыз және күн датчигі 0 вольтты көрсетіп тұрса, жерге және сымдарды ауыстыруға тырысыңыз. Егер сенсор қате дәнекерленген болса, оларды ауыстыру қажет болуы мүмкін.

Бұл суреттерде резистор бар болса да, егер сіз температура датчигін қоспауды шешсеңіз, резисторды қосудың қажеті жоқ.

7 -қадам: Температура сенсорын жасаңыз

Күн батареяларының кернеуі жылу әсерінен қатты өзгеретіндіктен, температура датчигі күн датчигінің қаншалықты жақсы жұмыс істейтінін анықтауға көмектеседі. Дегенмен, сіз бұл құрылғыны температура өлшегішсіз құруды таңдай аласыз, және ол күн датчигі сияқты жақсы жұмыс істейді.

Термометрдің қосымша нұсқаулары:

Температура өлшегіштен шығатын үш сымның әрқайсысы үшін бір дюйм сымды алыңыз. Сары және қызыл сымдарды бірге бұраңыз. Қара сымдарды (жерге) бөлек бұраңыз. Екінші RCA кабелін пайдаланып, температура сенсорынан қара (жерге қосылған) сымдарды RCA кабеліндегі ақ (жерге қосылған) сымдармен бұраңыз. Дәнекерлеп, электрлік таспамен немесе жылуды қысқышпен ораңыз. Қызыл және сары (қорғасын) сымдарды температура датчигінен RCA кабеліндегі сымдарға бұраңыз. Дәнекерлеңіз және электрлік таспамен немесе жылуды азайтыңыз.

8 -қадам: Температура сенсорын қосыңыз

Термометрдің қосымша нұсқаулары:

Бұл модельде температура сенсоры қызыл (қорғасын) және сары (жер) сымдары бар RCA сол жақ кіреберісінде орналасқан.

Бүйірлерін бүгіңіз және 5В істікшеден D2 түйреуішіне 4,7км резисторды жалғаңыз (Arduino -да олардың жапсырмаларын көресіз, бірақ сіз резисторды тақтаға қосасыз).

Жерге қосу кабелін (сары) D2 жанындағы жерге (gnd) түйреуішке жалғаңыз.

D2 түйреуішінің екінші бағанында жетекші кабельді қосыңыз (мұнда қызыл түсті). Бұл қондырғы Arduino оқымай тұрып резистор арқылы ток өтуіне мүмкіндік береді.

9 -қадам: Arduino бағдарламасын жасаңыз

Бұл осы жобада қолданылатын код. Ол кернеуді вольтпен және температураны Цельсий бойынша сериялық монитор көмегімен шығарады. Егер бұл код бірден жұмыс істемесе, күн датчигінің сымы мен жерін ауыстырып көріңіз.

Сізге Даллас температурасы (https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library) және One Wire (https://github.com/PaulStoffregen/OneWire) кітапханаларын жүктеп алып, оларды қосу қажет. сіздің arduino бағдарламасы.

const int sunPin = A5; // Arduino тақтасында қолданылатын қосқыш

float sunValue = 0; // айнымалыны жариялау

float avgMeasure (int pin, float scale, int num) {analogRead (pin); // бірінші мәннің кешігуін алып тастау (2); float x = 0; for (int count = 0; count <num; count ++) {x = x+analogRead (pin); // кешіктіру (5); } x = x / num; қайтару (x * шкаласы); }

#include #include // Деректер сымы Arduino 2 -ші істікке қосылады #ONE_WIRE_BUS 2 -ді анықтаңыз // OneWire құрылғыларының барлығымен байланысу үшін OneWire данасын орнатыңыз // (тек Максим/Даллас температурасы IC -лері емес) OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); // Біздің OneWire сілтемесін Даллас температурасына жіберіңіз. DallasTemature температура сенсорлары (& oneWire); void setup () {analogReference (INTERNAL); // 1.1 V сілтемесін пайдаланыңыз Serial.begin (115200); // 115200 бойынша хабарласыңыз. 9600 Serial.print («Кернеу») стандартынан жылдамырақ; // Кернеудің атауы Serial.print («»); // spacer Serial.print («Температура»); // Температура сенсорының атауы

// Sensors.begin () кітапханасын іске қосыңыз;}

void loop () {sunValue = avgMeasure (sunPin, 1.0, 100); // 100 кіші өлшеуді алу үшін кіші бағдарламаны шақырыңыз sunValue = sunValue * 1.07422; // Ардуино санауларын кернеуге түрлендіреді, себебі 1024 санау мен 1.1В. sensors.requestTemperatures (); // Температураны алу үшін пәрменді жіберіңіз Serial.println («»); // жаңа жолды бастау Serial.print (sunValue); // кернеуді шығарады Serial.print («»); // spacer Serial.print (sensors.getTempCByIndex (0)); // температураның кешігуін шығарады (1000); // деректерді секундына бір рет оқиды.

}