ADS1115 InstESRE piranometrs: 14 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Piranometrs uz virsmas mēra saules izstarojumu (jaudu/laukumu, būtībā "spilgtumu"). Neskatoties uz līdzīgajiem nosaukumiem, tas ir pilnīgi atšķirīgs no pirometra, tāpēc apstājieties šeit, ja tas ir tas, ko meklējat.

Šajā pamācībā ir aprakstīts, kā izveidot un pārbaudīt modificētu piranometra komplekta versiju, ko piedāvājis Dr David Brooks no Zemes zinātnes pētniecības un izglītības institūta (InstESRE):

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

Šī InstESRE piranometra versija ir savienota ar Arduino, izmantojot ADS1115 analogo ciparu pārveidotāju (ADC), kā arī atbalsta temperatūras korekciju, izmantojot TMP36 temperatūras sensoru, kas atrodas kopā ar fotodiodi.

IV Swinger 2 IV līknes marķieris atbalsta šo piranometra dizainu kā izvēles sensoru, un tā bija modifikāciju motivācija. Tomēr, tā kā citiem InstESRE piranometra lietotājiem tas var šķist noderīgi, šajā instrukcijā ir aprakstīts dizains neatkarīgi no IV Swinger 2 projekta.

Šajā GitHub krātuvē ir dokumentācija un programmatūra:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Pirms turpināt, lūdzu, lejupielādējiet un izlasiet dokumentu. Dokumentā ir tikai teksta versija šajā instrukcijā norādītajām darbībām, un to var izmantot kā kontrolsarakstu būvniecības laikā. Tajā ir arī aprakstīts, kā pasūtīt komplektu no Dr Brooks un kādas papildu detaļas iegādāties. Šajā instrukcijā tie netiek atkārtoti.

1. darbība: apkopojiet rīkus

Es izmantoju fotoattēlā redzamos rīkus.

2. darbība. Sagatavojiet korpusu

• Ievietojiet blīvējumu caurumā korpusa beigās. Izmantojiet nelielu trulu priekšmetu, piemēram, mazu skrūvgriezi. Uzmanieties, lai nesagrieztu blīvējumu. (Uzmava ir mīksts O formas gumijas izstrādājums.) _
• Izklājiet nelielu daudzumu superlīmes ap lielāko korpusa augšpusē esošo divu caurumu iekšpusi. Ievietojiet burbuļa līmeni no korpusa iekšpuses. Pārliecinieties, ka burbuļa līmeņa pleci ir cieši piestiprināti pie korpusa augšdaļas. Nolieciet lietu malā, otrādi, lai līme nožūtu vairākas minūtes. [PIEZĪME: burbuļu līmenis nav nepieciešams IV Swinger 2 lietojumam, un tas nav redzams fotoattēlos.] _

3. darbība: sagatavojiet fotodiodi un difuzoru

• Pārliecinieties, vai fotodiodes PDB-C139 vadi ir taisni un paralēli viens otram, vajadzības gadījumā veicot pielāgojumus. _
• Ievietojiet fotodiodu PDB-C139 LED turētājā. Tam vajadzētu nofiksēties vietā. NELIETOJIET nekādu superlīmi. _
• Ar PDB-C139 fotodiodes vadiem, kas vērsti uz augšu, un ar garāku vadu pa kreisi un īsāku pa labi, ĻOTI LIKTI salieciet abus vadus prom no jums. _
• Ievietojiet fotodiodes bloku korpusa caurulē no augšas. Atkal NELIETOJIET nekādu superlīmi. Pārliecinieties, vai diodes augšdaļa ir tīra un bez putekļiem. _
• Paņemiet teflona difuzora disku ar papīra dvieli vai salveti un viegli berzējiet abas virsmas, lai notīrītu visus putekļus vai gružus. Ievietojiet disku padziļinājumā korpusa caurules augšpusē. NELIETOJIET nekādu superlīmi. Ja tas ir ļoti brīvs, jums būs jāizmanto kāda superlīme VĒLĀK, bet NE VĒL. _
• Apgrieziet montāžu otrādi (vadi vērsti uz augšu, garāki pa kreisi). Pārliecinieties, ka difuzora disks nav izkritis. Izmantojiet 4 lentes gabalus, lai noturētu to uz cietas, gludas darba virsmas. Lentei jābūt zem apstrādātās caurules malas. Aptiniet vēl vienu lentes gabalu ap cauruli. _

4. darbība: pievienojiet TMP36 (pēc izvēles)

• Ievietojiet TMP36 caurumā, kas atrodas fotodiodes vadu tuvākajā pusē, ar TMP36 plakano pusi pret vadiem un noapaļoto pusi pret caurules sienu. Nospiediet to uz leju aiz tā vadu galiem. Tam vajadzētu labi iederēties, minimāli novirzot fotodiodes vadus. _
• Noņemiet TMP36, uzklājiet superlīmi uz tās augšējās, plakanās un noapaļotās puses un nekavējoties ievietojiet to atpakaļ tajā pašā stāvoklī esošajā caurumā. Izmantojiet tikai pietiekami daudz līmes, lai tā pieliptu pie LED turētāja, diodes vadiem un caurules iekšpuses, bet neizmantojiet tik daudz, lai tā varētu plūst ap fotodiodi. Pārliecinieties, ka to ātri iespiežat caurumā, lai līme to nesatvertu, pirms tā ir pilnībā ievietota. _
• Pielāgojiet divus fotodiodes vadus un trīs TMP36 vadus, lai tie būtu vērsti pēc iespējas taisni uz augšu.

5. solis: līmes sensora caurule līdz korpusam

• Uz apstrādātās caurules malas uzklājiet kādu superlīmi un pēc tam nekavējoties nolaidiet korpusu virs tā, lai caurule tiktu pielīmēta korpusa caurumā. Korpusa garajam izmēram jāatbilst vadu rindām, kas nāk caur caurumu, un gala caurumam ar blīvgredzenu jābūt pa labi. Pārliecinieties, vai caurule ir pilnībā ievietota caurumā. _
• Izmantojiet lenti, lai noturētu korpusu tā, lai tas būtu līdzens un caurule būtu perpendikulāra tam._

6. darbība: pievienojiet ADS1115 plāksni

• Uzklājiet superlīmes lāse ADS1115 plāksnes aizmugurē pašā vidū. Ātri, bet uzmanīgi nolaidiet ADS1115 plāksni uz leju ar garāku fotodiodes vadu caur caurumu A0 un īsāko caur caurumu A1. Trīs TMP36 vadi atradīsies gar ADS1115 plates malu un var nedaudz novirzīties. Pielāgojiet ADS1115 plāksnes stāvokli tā, lai A0 un A1 caurumi būtu centrēti virs caurules atveres, un turiet plāksni vietā apmēram minūti, lai tā pieliptu pie korpusa._
• Atstājiet to neskartu pāris stundas, lai līme noteikti būtu izžuvusi. Līdz tam brīdim neveiciet tālāk norādītās darbības._

7. solis: pievienojiet slodzes rezistoru

• Izgrieziet abus rezistora vadus līdz 1 cm. Salieciet 2 mm katra vadu galā taisnā leņķī un ievietojiet šos 2 mm galus ADS1115 plāksnes caurumos A0 un A1 līdzās fotodiodes vadiem. 2 mm garuma iemesls ir tāds, ka nav iespējams, ka galus var pieskarties TMP36 vadiem vai citam fotodiodes vadam zem tāfeles._
• Lodējiet rezistoru un fotodiodi pie caurumiem A0 un A1._
• Apgrieziet fotodiodes vadus._

8. solis: Lodēt TMP36 vidējo vadu līdz A2 (pēc izvēles)

• Viegli salieciet divus ārējos TMP36 vadus prom no ADS1115 plāksnes malas._
• Izmantojot knaibles ar gariem deguniem, uzmanīgi salieciet TMP36 vidējo vadu pret A2 caurumu un pielodējiet to caurumā. Jums var būt nepieciešams neliels atdalīta savienojuma stieples gabals caurumā, lai pielodētu, ja vads nav pietiekami garš, lai faktiski iekļūtu caurumā. Pārliecinieties, vai šis vads nesaskaras ar A1 lodēšanas savienojumu vai fotodiodes vadu spraugu._

9. solis: sagatavojiet kabeli

• Atvienojiet visu komplektu no darba virsmas_

• Sakratiet to, lai pārliecinātos, ka teflona difuzora disks neizkrīt. Ja tā ir, pagaidām novietojiet disku malā.

  _

• Nogrieziet sietiņa galu no kabeļa. Iebīdiet griezuma galu caur blīvējumu korpusā un izvelciet to cauri. Neuztraucieties, ja to pavilksit pārāk tālu, vēlāk varēsiet to izvilkt atpakaļ. Izmantojiet trauku ziepju pilienu, ja to ir grūti izspiest._
• Nogrieziet ārējo kabeļa apvalku griezuma galā, lai atklātu četrus vadus iekšpusē, uzmanoties, lai nesabojātu iekšējo vadu izolāciju. Nogrieziet vismaz 2 cm apvalku._
• Noņemiet 8 mm izolāciju no četriem iekšējiem vadiem un pagrieziet katra galu._
• “Alvas” savērptos galus, karsējot ar lodāmuru un uzklājot pavedieniem kādu lodmetālu._
• Izmantojiet digitālo multimetru (DMM), lai noteiktu savienojumu starp iekšējiem vadiem un četrām 3,5 mm spraudņa daļām kabeļa otrā galā. Pierakstiet krāsas: Krāsa: Padoms: _ [+5V] 1. gredzens: _ [SCL] 2. gredzens: _ [SDA] uzmava: _ [GND] PIEZĪME: šīs krāsas gandrīz noteikti neatbilst savienojuma diagrammas krāsām, tāpēc tas ir ļoti svarīgi._
• Izvelciet kabeli atpakaļ caur gumijas blīvi, līdz iekšējo vadu izolācija sasniedz ADS1115 plāksnes VDD caurumu. _

10. solis: lodēšanas kabeļa vadi un savienojuma vads ar ADS1115

• Izgrieziet šādus savienojuma stieples garumus (nepieciešams tikai TMP36)

  • Melns, 2,5 cm
  • Sarkans, 2,5 cm Svītra 6 mm no katra gala._
• Lodējiet kabeļa vadu, kas ir pievienots kontaktdakšai (+5 V), līdz VDD caurumam kopā ar vienu 2,5 cm sarkanā stieples galu._
• Lodējiet kabeļa vadu, kas savienots ar kontaktdakšas uzmavu (GND), ar GND caurumu kopā ar vienu 2,5 cm melnā stieples galu._
• Lodējiet kabeļa vadu, kas ir pievienots kontaktdakšas gredzenam 1 (SCL), pie SCL cauruma._
• Lodējiet kabeļa vadu, kas ir pievienots kontaktdakšas gredzenam 2 (SDA), pie SDA cauruma. _

11. solis: lodēt TMP36 strāvas/zemes vadi (pēc izvēles)

• Lodējiet 2,5 cm melnā stieples otru galu (no GND cauruma) līdz TMP36 vadam labajā pusē. Pārliecinieties, ka tas nesaskaras ar vidējo vadu._
• Lodējiet 2,5 cm sarkanā stieples otru galu (no VDD cauruma) līdz TMP36 vadam kreisajā pusē. Pārliecinieties, ka tas nesaskaras ar vidējo vadu._

12. solis: izgrieziet un pielodējiet vadus Džekam

• Izgrieziet četrus savienojuma vadus. Padariet tos pietiekami garus jebkuram korpusam, kurā ievietojat Arduino (9 cm IV Swinger 2):

  • Melns: _
  • Sarkans: _
  • Zils: _
  • Zaļa: _Stripp 1cm no katra gala._
• Ievietojiet kabeļa kontaktdakšu 3,5 mm ligzdā._
• Izmantojiet DMM, lai noteiktu, kurš lodēšanas savienojums 3,5 mm ligzdas aizmugurē ir savienots ar VDD caurumu ADS1115 plāksnē. Pavelciet SARKANO vadu pie šī lodēšanas savienojuma ligzdā._
• Izmantojiet DMM, lai noteiktu, kurš lodēšanas savienojums 3,5 mm ligzdas aizmugurē ir savienots ar GND caurumu uz ADS1115 plates. Pagrieziet MELNO vadu pie šī lodēšanas savienojuma ligzdā._
• Izmantojiet DMM, lai noteiktu, kurš lodēšanas savienojums 3,5 mm ligzdas aizmugurē ir savienots ar SCL atveri ADS1115 plāksnē. Pavelciet ZILO vadu pie šī lodēšanas savienojuma ligzdā._
• Izmantojiet DMM, lai noteiktu, kurš lodēšanas savienojums 3,5 mm ligzdas aizmugurē ir savienots ar SDA caurumu uz ADS1115 plates. Pagrieziet ZAĻO vadu pie šī lodēšanas savienojuma ligzdā._

• Izmantojiet DMM, lai apstiprinātu savienojumus. Pārbaudiet nepārtrauktību no savienojuma stieples gala līdz ADS1115 caurumam. Tajā pašā laikā pārbaudiet, vai pārējiem trim nav nepārtrauktības.

  • Sarkans līdz VDD: _
  • Melns līdz GND: _
  • Zils līdz SCL: _
  • Zaļš līdz SDA: _
• Lodējiet visus četrus savienojuma vadus ar 3,5 mm ligzdu_

13. solis: galīgā montāža

• Ielieciet kabeļa saiti ap kabeli un izmantojiet knaibles, lai to cieši pievilktu tieši blakus blīvējumam korpusa iekšpusē. Apgriezt._
• Pieskrūvējiet vāku pie korpusa._
• Izmantojiet komplektā iekļauto smalko abrazīvo papīru un viegli noberziet teflona virsmu ar apļveida kustībām, tieši tik daudz, lai no diska noņemtu spīdumu._
• Ja teflona difuzora disks nav cieši iefiksējies tā padziļinājumā, izmantojiet padziļinājumu, lai to noturētu TINY daudzumā ap padziļinājumu. Pārliecinieties, ka uz fotodetektora nenokļūst līme! Zobu bakstāmais var būt noderīgs, lai uzklātu superlīmi, bet ātri pārvietojieties. Izmantojiet nelielu skavu, lai to noturētu, kamēr līme izžūst._
• Savienojiet ar Arduino: savienojiet četrus vadus no 3,5 mm ligzdas aizmugures ar Arduino, kā parādīts fotoattēlos._

14. darbība: testu veikšana un kalibrēšana

GitHub krātuves dokumentā ir aprakstīts, kā ielādēt un palaist testus. Tajā ir arī aprakstīts, kas nepieciešams, lai kalibrētu piranometru.