ADS1115 InstESRE piranométer: 14 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

A piranométer a nap besugárzását (teljesítmény/terület, alapvetően "fényerő") méri egy felületen. A hasonló nevek ellenére teljesen különbözik a pirométertől, ezért álljon meg itt, ha ezt keresi.

Ez az útmutató leírja, hogyan lehet felépíteni és tesztelni a piranométer készlet módosított változatát, amelyet Dr. David Brooks, a Földtudományi Kutató és Oktató Intézet (InstESRE) intézete kínál:

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

Az InstESRE piranométer ezen verziója ADS1115 analóg-digitális konverter (ADC) segítségével kapcsolódik egy Arduino-hoz, és támogatja a hőmérséklet-korrekciót a fotodiódával együtt elhelyezett TMP36 hőmérséklet-érzékelő használatával.

Az IV Swinger 2 IV görbejelző opcionális szenzorként támogatja ezt a piranométer konstrukciót, és ez volt a motiváció a módosításokhoz. Mivel azonban az InstESRE piranométer más felhasználói is hasznosnak találhatják, ez az utasítás az IV Swinger 2 projekttől függetlenül leírja a kialakítást.

A következő GitHub adattár tartalmazza a dokumentációt és a szoftvert:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Kérjük, töltse le és olvassa el a dokumentumot, mielőtt folytatja. A dokumentum az utasításban szereplő lépések csak szöveges változatát tartalmazza, és ellenőrző listaként használható az építés során. Azt is leírja, hogyan kell megrendelni a készletet Dr. Brooks -tól, és milyen további alkatrészeket kell vásárolni. Ezeket nem ismételjük meg ebben az utasításban.

Lépés: Gyűjtse össze az eszközöket

A képen látható eszközöket használtam.

2. lépés: A ház előkészítése

• Helyezze be a tömítést a tok végén található lyukba. Használjon kis tompa tárgyat, például kis csavarhúzót. Vigyázzon, nehogy elvágja az átmérőt. (A tömítés a puha gumi O alakú elem.) _
• Vigyen fel kis mennyiségű szuperragasztót a burkolat tetején lévő két lyuk közül a nagyobb belső oldalára. Helyezze be a buborék szintjét a tok belsejéből. Győződjön meg arról, hogy a buborék szintjének vállrésze szilárdan a tok tetejéhez illeszkedik. Tegye félre a tokot, fejjel lefelé, hogy a ragasztó néhány percig száradjon. [MEGJEGYZÉS: a buborék szintje nem szükséges az IV Swinger 2 alkalmazáshoz, és nem látható a fényképeken.] _

3. lépés: Készítse elő a fotodiódát és a diffúzort

• Győződjön meg arról, hogy a PDB-C139 fotodióda-vezetékek egyenesek és párhuzamosak egymással, szükség esetén végezzen módosításokat. _
• Helyezze be a PDB-C139 fotodiódát a LED tartóba. A helyére kell pattannia. NE használjon szuperragasztót. _
• Ha a PDB-C139 fotodióda-vezetékek felfelé néznek, a hosszabb balra és a rövidebbek jobbra, akkor NAGYON enyhén hajlítsa el mindkét vezetéket tőled. _
• Helyezze a fotodióda szerelvényt felülről a ház csőjébe. Ismét NE használjon szuperragasztót. Győződjön meg arról, hogy a dióda teteje tiszta és pormentes. _
• Vegye fel a teflon diffúzor korongot papírtörlővel vagy törlőkendővel, és óvatosan dörzsölje meg mindkét felületet, hogy eltávolítsa az esetlegesen ott lévő port vagy törmeléket. Rögzítse a lemezt a házcső tetején lévő mélyedésébe. NE használjon szuperragasztót. Ha nagyon laza illeszkedés, akkor később szuperragasztót kell használnia, de MÉG NEM. _
• Fordítsa fejjel lefelé a szerelvényt (a vezetékek felfelé, hosszabbak balra). Győződjön meg arról, hogy a diffúzor korongja nem esett ki. 4 darab szalaggal tartsa lenyomva egy kemény, sima munkafelületen. A szalagnak a cső megmunkált pereme alatt kell lennie. Tekerjen még egy darab szalagot a cső köré. _

4. lépés: TMP36 hozzáadása (opcionális)

• Helyezze be a TMP36 -ot a fotodióda -vezetékek közeli oldalán található lyukba, a TMP36 lapos oldalával a vezetékek felé, a lekerekített oldallal pedig a cső falához. Nyomja le a vezetékek végeinél fogva. Szépen illeszkednie kell a fotodióda -vezetékek minimális eltérítésével. _
• Távolítsa el a TMP36 -ot, vigyen fel szuperragasztót a felső, lapos és lekerekített oldalára, és azonnal helyezze vissza a lyukba ugyanabban a helyzetben. Csak annyi ragasztót használjon, hogy a LED -tartóhoz, a dióda vezetékekhez és a cső belsejéhez tapadjon, de ne használjon annyit, hogy esetleg a fotodióda körül áramoljon. Győződjön meg róla, hogy gyorsan benyomja a lyukba, hogy a ragasztó ne ragadja meg, amíg teljesen be nem kerül. _
• Állítsa be a két fotodióda -vezetéket és a három TMP36 -vezetéket úgy, hogy mindegyik a lehető leg egyenesebben mutasson.

5. lépés: Ragasztócső a tokhoz

• Vigyen fel néhány szuperragasztót a cső megmunkált peremére, majd haladéktalanul engedje le a tokot, hogy a csövet a tokban lévő lyukba ragasszák. A tok hosszú méretének összhangban kell lennie a lyukon átvezető vezetéksorokkal, és a végső lyuknak a tömítéssel jobbra kell lennie. Győződjön meg arról, hogy a cső teljesen be van helyezve a lyukba. _
• Használjon szalagot a tok tartásához, hogy vízszintes legyen, és a cső merőleges legyen rá._

6. lépés: Adja hozzá az ADS1115 táblát

• Vigyen fel egy folt szuperragasztót az ADS1115 tábla hátuljára, középen. Gyorsan, de óvatosan engedje le az ADS1115 táblát úgy, hogy a hosszabb fotodióda -vezeték az A0 lyukon, a rövidebb pedig az A1 lyukon átmenjen. A három TMP36 vezeték az ADS1115 tábla szélén fog elhelyezkedni, és kissé elhajolhat. Állítsa be az ADS1115 tábla helyzetét úgy, hogy az A0 és A1 lyukak a csőlyuk fölé legyenek középen, és tartsa a táblát a helyén körülbelül egy percig, hogy az tapadjon a tokhoz._
• Hagyja érintetlenül néhány órát, hogy a ragasztó biztosan megszáradjon. Addig ne hajtsa végre a következő lépéseket._

7. lépés: Adjon hozzá terhelési ellenállást

• Vágja le az ellenállás mindkét vezetékét 1 cm -re. Hajlítson 2 mm -t mindegyik vezeték végén derékszögben, és illessze be ezeket a 2 mm -es végeket az ADS1115 tábla A0 és A1 lyukaiba, a fotodióda -vezetékek mellé. A 2 mm hosszúság oka az, hogy nincs lehetőség arra, hogy a végeik hozzáérjenek a TMP36 vezetékekhez vagy a tábla alatti másik fotodióda vezetékhez._
• Forrasztja az ellenállást és a fotodiódát az A0 és A1 lyukakhoz._
• Vágja le a fotodióda vezetékeket._

8. lépés: Forrasztás TMP36 középső vezeték A2 -hez (opcionális)

• Óvatosan hajlítsa el a két külső TMP36 vezetéket az ADS1115 tábla szélétől._
• Hosszú orrú fogóval óvatosan hajlítsa a középső TMP36 vezetéket az A2 lyuk felé, és forrasztja a lyukhoz. Szüksége lehet egy kis darab lecsupaszított bekötőhuzalra a lyukban a forrasztáshoz, ha a vezeték nem elég hosszú ahhoz, hogy ténylegesen bemenjen a lyukba. Győződjön meg arról, hogy ez a vezeték nem érintkezik az A1 forrasztási kötéssel vagy a fotodióda vezetékcsonkkal._

9. lépés: A kábel előkészítése

• Szerelje le az egész szerelvényt a munkafelületről_

• Rázza meg, hogy a teflon diffúzor korong ne essen ki. Ha igen, akkor most tegye félre a lemezt.

  _

• Vágja le a hüvely végét a kábelről. Nyomja a vágott végét a tömítésen keresztül a tokba, és húzza át. Ne aggódjon, hogy túl messzire húzza, később vissza tudja húzni. Használjon egy csepp mosogatószert, ha nehéz átnyomni._
• Vágja le a külső kábelburkolatot a vágott végén, hogy láthatóvá váljon a benne lévő négy vezeték, ügyelve arra, hogy ne sérüljön meg a belső vezetékek szigetelése. Vágja le legalább 2 cm -es burkolatot._
• Távolítsa el a szigetelésből 8 mm -t a négy belső vezetékből, és csavarja ki mindegyik végét._
• „Ónítsa meg” a csavart végeket a forrasztópáka melegítésével és néhány forrasztással a szálakra._
• Digitális multiméterrel (DMM) határozza meg a csatlakozást a belső vezetékek és a kábel másik végén lévő 3,5 mm -es dugó négy része között. Írja le a színeket: Szín: Tipp: _ [+5V] 1. gyűrű: _ [SCL] 2. gyűrű: _ [SDA] hüvely: _ [GND] MEGJEGYZÉS: ezek a színek szinte biztosan nem egyeznek a csatlakozási rajz színeivel, ezért ez nagyon fontos.
• Húzza vissza a kábelt a gumi tömítésen keresztül, amíg a belső vezetékek szigetelése el nem éri az ADS1115 kártya VDD furatát. _

10. lépés: Forrasztó kábelek és csatlakozóvezetékek az ADS1115 -hez

• Vágja el a következő csatlakozóhuzalokat (csak TMP36 esetén szükséges)

  • Fekete, 2,5 cm
  • Piros, 2,5 cm Csík 6 mm -re mindegyik végétől._
• Forrasztja a dugóhoz csatlakoztatott kábelvezetéket (+5V) a VDD furathoz, a 2,5 cm -es piros vezeték egyik végével együtt._
• Forrasztja be a dugóhüvelyhez (GND) csatlakoztatott kábelvezetéket a GND furatba, a 2,5 cm -es fekete vezeték egyik végével együtt._
• Forrasztja be az 1 -es gyűrűhöz (SCL) csatlakoztatott kábelvezetéket az SCL -furatba._
• A csatlakozógyűrűhöz 2 (SDA) csatlakoztatott kábelvezetéket forrasztja az SDA furatba. _

11. lépés: Forrasztás TMP36 táp/földelő vezetékek (opcionális)

• Forrasztja a 2,5 cm -es fekete vezeték másik végét (a GND lyukból) a jobb oldali TMP36 vezetékhez. Győződjön meg arról, hogy nem érintkezik a középső vezetékkel._
• Forrasztja a 2,5 cm -es piros vezeték másik végét (a VDD furatból) a bal oldali TMP36 vezetékhez. Győződjön meg arról, hogy nem érintkezik a középső vezetékkel._

12. lépés: Vágja és forrasztja be a vezetékeket a Jackhez

• Vágjon négy csatlakozó vezetéket. Legyen elég hosszú ahhoz, hogy bármilyen házba helyezze az Arduino -t (9 cm IV Swinger 2 esetén):

  • Fekete: _
  • Piros: _
  • Kék: _
  • Zöld: _ Csík 1 cm -re mindegyik végétől._
• Dugja be a kábel dugóját a 3,5 mm -es aljzatba._
• A DMM segítségével határozza meg, hogy a 3,5 mm -es jack hátoldalán lévő forrasztócsatlakozó csatlakozik -e az ADS1115 tábla VDD furatához. Csavarja a PIROS vezetéket a csatlakozóaljzat forrasztási csatlakozójához._
• A DMM segítségével határozza meg, hogy a 3,5 mm -es jack hátoldalán lévő forrasztócsatlakozó csatlakozik -e az ADS1115 tábla GND furatához. Csavarja a FEKETE vezetéket a csatlakozóaljzat forrasztási csatlakozójához._
• A DMM segítségével határozza meg, hogy a 3,5 mm -es jack hátoldalán lévő forrasztócsatlakozó csatlakozik -e az ADS1115 tábla SCL nyílásához. Csavarja a KÉK vezetéket az aljzat forrasztási csatlakozójához._
• A DMM segítségével határozza meg, hogy a 3,5 mm -es jack hátoldalán lévő forrasztócsatlakozó csatlakozik -e az ADS1115 -ös kártyán lévő SDA -furathoz. Csavarja a ZÖLD vezetéket a csatlakozóaljzat forrasztási csatlakozójához._

• A DMM használatával erősítse meg a kapcsolatokat. Tesztelje a folytonosságot a bekötő vezeték végétől az ADS1115 furatig. Ugyanakkor tesztelje, hogy a másik háromnak NINCS FOLYAMATossága.

  • Pirosról VDD -re: _
  • Fekete - GND: _
  • Kék az SCL -hez: _
  • Zöld az SDA -hoz: _
• Forrasztja mind a négy csatlakozóvezetéket a 3,5 mm -es jack csatlakozóhoz.

13. lépés: Végső összeszerelés

• Helyezze a kábelköteget a kábel köré, és fogóval húzza szorosan a tok belsejében lévő tömítés mellé. Vágás._
• Csavarja rá a burkolatot a tokra._
• Használja a készlethez tartozó kis darab finom csiszolópapírt, és körkörös mozdulatokkal óvatosan dörzsölje le a teflon felületét, éppen annyira, hogy eltávolítsa a „csillogást” a korongról._
• Ha a teflon diffúzor korong nem pattant szorosan a mélyedésébe, használjon TINY mennyiségű szuperragasztót a mélyedés körül, hogy megtartsa. Ügyeljen arra, hogy ne kerüljön ragasztó a fényérzékelőre! Egy fogpiszkáló hasznos lehet a szuperragasztó felhordásához, de gyorsan mozogjon. Használjon egy kis bilincset a ragasztó száradása közben._
• Csatlakozás Arduino -hoz: Csatlakoztassa a négy vezetéket a 3,5 mm -es jack hátuljától az Arduino -hoz, amint a képeken látható._

14. lépés: Tesztek futtatása és kalibrálása

A GitHub adattárban található dokumentum leírja a tesztek betöltését és futtatását. Azt is leírja, hogy mi szükséges a piranométer kalibrálásához.