ADS1115 InstESRE პიანომეტრი: 14 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

პირანომეტრი ზომავს მზის გამოსხივებას (ძალა/ფართობი, ძირითადად "სიკაშკაშე") ზედაპირზე. მსგავსი სახელების მიუხედავად, ის სრულიად განსხვავდება პირომეტრისგან, ასე რომ გაჩერდით აქ, თუ თქვენ სწორედ ამას ეძებთ.

ეს ინსტრუქცია აღწერს, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ და შევამოწმოთ პირანომეტრის ნაკრების შეცვლილი ვერსია, რომელიც შემოთავაზებულია დედამიწაზე მეცნიერების კვლევისა და განათლების ინსტიტუტის დოქტორ დევიდ ბრუკსის მიერ (InstESRE):

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

InstESRE პირანომეტრის ეს ვერსია არის Arduino– სთან ADS1115 ანალოგურ – ციფრულ გადამყვანთან (ADC) გამოყენებით და ასევე მხარს უჭერს ტემპერატურის კორექციას TMP36 ტემპერატურის სენსორის გამოყენებით, რომელიც მდებარეობს ფოტოდიოდთან ერთად.

IV Swinger 2 IV მრუდის მიმდევარი მხარს უჭერს ამ პირანომეტრის დიზაინს, როგორც სურვილისამებრ სენსორს, და ეს იყო მოტივაციის მოტივაცია. თუმცა, ვინაიდან InstESRE პირანომეტრის სხვა მომხმარებლებს შეიძლება ეს სასარგებლო აღმოჩნდეს, ეს ინსტრუქცია აღწერს დიზაინს IV Swinger 2 პროექტისგან დამოუკიდებლად.

შემდეგი GitHub საცავი შეიცავს დოკუმენტაციას და პროგრამულ უზრუნველყოფას:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

გთხოვთ გადმოწეროთ და წაიკითხოთ დოკუმენტი სანამ გააგრძელებთ. დოკუმენტი შეიცავს ამ ინსტრუქციის ნაბიჯების მხოლოდ ტექსტურ ვერსიას და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც ჩამონათვალი მშენებლობის დროს. იგი ასევე აღწერს როგორ შეუკვეთოთ ნაკრები დოქტორ ბრუკსს და რა დამატებითი ნაწილები უნდა შეიძინოთ. ეს არ განმეორდება ამ ინსტრუქციებში.

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ ინსტრუმენტები

მე გამოვიყენე ფოტოზე ნაჩვენები ინსტრუმენტები.

ნაბიჯი 2: მოამზადეთ დანართი

• ჩადეთ გრომი ხვრელში საქმის ბოლოს. გამოიყენეთ პატარა ბლაგვი ობიექტი, როგორიცაა პატარა ხრახნიანი. ფრთხილად იყავით, რომ არ გაჭრათ ბუდე. (გრომეტი არის რბილი რეზინის O- ფორმის ელემენტი.) _
• გაანაწილეთ მცირე რაოდენობით სუპერწებო შიგნიდან შიგნიდან უფრო დიდი ორი ხვრელიდან კორპუსის ზედა ნაწილში. ჩადეთ ბუშტის დონე კორპუსის შიგნიდან. დარწმუნდით, რომ ბუშტის დონის მხრები მტკიცედ ეჭირა საქმის ზედა ნაწილს. გადადეთ გვერდით, თავდაყირა, რომ წებო გაშრეს რამდენიმე წუთის განმავლობაში. [შენიშვნა: ბუშტის დონე არ არის საჭირო IV Swinger 2 აპლიკაციისთვის და ის არ არის ნაჩვენები ფოტოებში.] _

ნაბიჯი 3: მოამზადეთ ფოტოდიოდი და დიფუზორი

• დარწმუნდით, რომ PDB-C139 ფოტოდიოდის გამყვანი პირდაპირ და პარალელურია ერთმანეთთან, საჭიროების შემთხვევაში ახდენს კორექტირებას. _
• ჩადეთ PDB-C139 ფოტოდიოდი LED დამჭერში. ის უნდა დაიჭიროს ადგილზე. არ გამოიყენოთ სუპერ წებო. _
• PDB-C139 ფოტოდიოდის მიმღები მიმართულია ზემოთ და უფრო გრძელი მარცხნივ მარცხნივ და უფრო მოკლე მარჯვნივ, ძალიან მოხრილი ორივე ლიდერი მოშორებით თქვენგან. _
• ჩადეთ ფოტოდიოდის შეკრება საცხოვრებლის მილში ზემოდან. კიდევ ერთხელ, არ გამოიყენოთ სუპერ წებო. დარწმუნდით, რომ დიოდის ზედა ნაწილი სუფთა და მტვრისგან თავისუფალია. _
• აიღეთ ტეფლონის დიფუზორის დისკი ქაღალდის პირსახოცით ან ხელსახოცით და ნაზად გაწურეთ ორივე ზედაპირი, რომ ამოიღოთ მტვერი ან ნამსხვრევები, რომლებიც შეიძლება იყოს იქ. მოათავსეთ დისკი თავის ჩაღრმავებაში საცხოვრებელი მილის ზედა ნაწილში. არ გამოიყენოთ სუპერ წებო. თუ ის ძალიან ფხვიერია, თქვენ მოგიწევთ გამოიყენოთ სუპერ წებო გვიან, მაგრამ არა. _
• გადაატრიალეთ ასამბლეა თავდაყირა (ლიდერობს მიმართული ზემოთ, გრძელი ერთი მარცხნივ). დარწმუნდით, რომ დიფუზორის დისკი არ ამოვარდა. გამოიყენეთ 4 ცალი ლენტი, რომ დაიჭიროთ მყარ, გლუვ სამუშაო ზედაპირზე. ლენტი უნდა იყოს მილის დამუშავებული რგოლის ქვემოთ. მილის გარშემო კიდევ ერთი ლენტი შემოახვიეთ. _

ნაბიჯი 4: დაამატეთ TMP36 (სურვილისამებრ)

• ჩადეთ TMP36 ხვრელში ფოტოდიოდის მიმღების უახლოეს მხარეს, TMP36- ის ბრტყელი მხარე ლიდერებისკენ, ხოლო მომრგვალებული მხარე მილის კედლისკენ. დააჭირეთ მას ბოლოების ბოლოებით. ის ლამაზად უნდა მოერგოს ფოტოდიოდის სადენების მინიმალურ გადახრას. _
• ამოიღეთ TMP36, წაისვით სუპერწებო მის ზედა, ბრტყელ და მომრგვალებულ მხარეზე და სასწრაფოდ ჩადეთ ისევ იმავე ადგილას არსებული ხვრელში. გამოიყენეთ მხოლოდ საკმარისი წებო ისე, რომ ის გამყარებული იყოს LED დამჭერზე, დიოდის სადენებზე და მილის შიგნით, მაგრამ ნუ გამოიყენებთ იმდენს, რამდენადაც შესაძლოა შემოვიდეს ფოტოდიოდის ირგვლივ. დარწმუნდით, რომ სწრაფად დააჭერთ მას ხვრელში, რათა წებო არ დაიჭიროს მანამ, სანამ ბოლომდე არ შემოვა. _
• დაარეგულირეთ ორი ფოტოდიოდის გამყვანი და სამი TMP36 გამყვანი ისე, რომ ისინი ყველა მაქსიმალურად პირდაპირ მიუთითონ _

ნაბიჯი 5: წებოს სენსორის მილი საქმისთვის

• წაისვით რამდენიმე სუპერწებო მილის დამუშავებულ რგოლზე და შემდეგ დაუყოვნებლივ ჩამოწიეთ კეფი მასზე, ასე რომ მილის ჩასმა ხვრელში. საქმის გრძელი განზომილება უნდა შეესაბამებოდეს ხვრელში გამავალი ლიდერების რიგებს და გრომეტის ბოლო ხვრელი თქვენს მარჯვნივ. დარწმუნდით, რომ მილის სრულად მოთავსებულია ხვრელში. _
• გამოიყენეთ რაღაც ფირზე, რათა შეინარჩუნოთ საქმე ისე, რომ ის იყოს დონეზე და მილის პერპენდიკულარულია მასზე._

ნაბიჯი 6: დაამატეთ ADS1115 დაფა

• წაისვით სუპერწებოვანი ნაჭერი ADS1115 დაფის უკანა ნაწილზე, შუაში. სწრაფად, მაგრამ ფრთხილად, ჩამოწიეთ ADS1115 დაფა ქვემოთ უფრო გრძელი ფოტოდიოდის ტყვიის გავლით ხვრელი A0 და უფრო მოკლე ხვრელი A1 ხვრელიდან. სამი TMP36 ლიდერი იქნება ADS1115 დაფის პირას და შეიძლება ოდნავ გადახრილ იქნეს. დაარეგულირეთ ADS1115 დაფის პოზიცია ისე, რომ A0 და A1 ხვრელები კონცენტრირებული იყოს მილის ხვრელზე და დადგით დაფა დაახლოებით ერთი წუთის განმავლობაში ისე, რომ იგი მიმაგრდეს კორპუსზე._
• დატოვე ეს ხელუხლებელი რამდენიმე საათის განმავლობაში, ასე რომ წებო აუცილებლად გაშრება. მანამდე არ გააგრძელოთ შემდეგი ნაბიჯები._

ნაბიჯი 7: დაამატეთ დატვირთვის რეზისტორი

• გათიშეთ რეზისტორის ორივე წამყვანი 1 სმ -მდე. მოხარეთ 2 მმ თითოეული ტყვიის ბოლოს მარჯვენა კუთხით და ჩასვით ეს 2 მმ ბოლოები ADS1115 დაფის ხვრელებში A0 და A1, ფოტოდიოდის სადენებთან ერთად. 2 მმ სიგრძის მიზეზი არის ის, რომ არ არსებობს შესაძლებლობა, რომ ბოლოებმა შეეხონ TMP36 სადენებს ან სხვა ფოტოდიოდის ტყვიას დაფის ქვეშ._
• შეაერთეთ რეზისტორი და ფოტოდიოდი იწვევს ხვრელებს A0 და A1._
• მორთეთ ფოტოდიოდის სადენები._

ნაბიჯი 8: Solder TMP36 Middle Lead to A2 (სურვილისამებრ)

• ნაზად მოხარეთ ორი გარე TMP36 გამყვანი ADS1115 დაფის კიდედან._
• გრძელი ცხვირის ფანტელით, ფრთხილად მოხარეთ შუა TMP36 ტყვიის A2 ხვრელისკენ და შეაერთეთ იგი ხვრელში. თქვენ შეიძლება დაგჭირდეთ პატარა ნაჭერი გაშიშვლებულ მავთულხლართში ხვრელში შესაკრავად, თუ ტყვია არ არის საკმაოდ გრძელი, რომ რეალურად ხვრელში შეხვიდეთ. დარწმუნდით, რომ ეს ტყვიის კონტაქტი არ არის A1 შედუღების სახსართან ან ფოტოდიოდის ტყვიის ძუძუსთან._

ნაბიჯი 9: მოამზადეთ კაბელი

• ამოიღეთ მთელი ასამბლეა სამუშაო ზედაპირიდან _

• შეანჯღრიეთ, რომ დარწმუნდეთ, რომ ტეფლონის დიფუზორი დისკი არ ამოვარდება. თუ ასეა, ახლავე დააყენეთ დისკი.

  _

• გათიშეთ ქალის ბოლო კაბელიდან. ჩაასხით მოჭრილი ბოლო გრომის საშუალებით ქეისში და გაიყვანეთ იგი. არ ინერვიულოთ, რომ ძალიან შორს გაიყვანთ, მოგვიანებით შეძლებთ მის უკან გატანას. გამოიყენეთ წვეთი ჭურჭლის საპონი, თუ ძნელია გადატანა._
• გათიშეთ გარე საკაბელო გარსი გაჭრილ ბოლოში, რათა გამოამჟღავნოთ ოთხი მავთული შიგნით, იყავით ფრთხილად, რომ არ დააზიანოთ იზოლაცია შიდა მავთულხლართებზე. მოაცილეთ გარსი მინიმუმ 2 სმ. _
• ამოიღეთ იზოლაციის 8 მმ შიდა ოთხი მავთულიდან და გადააბრუნეთ თითოეული მათგანის ბოლოები._
• "კალის" გადაუგრიხეს ბოლოები გათბობის soldering რკინის და გამოყენებით ზოგიერთი solder on strands._
• გამოიყენეთ ციფრული მულტიმეტრი (DMM), რათა დადგინდეს კავშირი შიდა მავთულხლართებს შორის და კაბელის მეორე ბოლოში 3.5 მმ -იანი დანამატის ოთხ ნაწილს შორის. ჩამოწერეთ ფერები: ფერი: რჩევა: _ [+5V] ბეჭედი 1: _ [SCL] ბეჭედი 2: _ [SDA] ყდის: _ [GND] შენიშვნა: ეს ფერები თითქმის არ ემთხვევა კავშირების დიაგრამაში არსებულ ფერებს, ეს ძალიან მნიშვნელოვანია._
• გაიყვანეთ კაბელი რეზინის გორგლით იქამდე, სანამ შიდა მავთულის იზოლაცია არ მიაღწევს ADS1115 დაფის VDD ხვრელს. _

ნაბიჯი 10: შეაერთეთ საკაბელო მავთულები და შეაერთეთ მავთულები ADS1115– ზე

• გაჭერით მავთულის შემდეგი სიგრძე (საჭიროა მხოლოდ TMP36– ისთვის)

  • შავი, 2.5 სმ
  • წითელი, 2.5 სმ ზოლები 6 მმ თითოეული ბოლოდან._
• შეაერთეთ საკაბელო მავთული, რომელიც დაკავშირებულია დანამატთან (+5V) VDD ხვრელთან, 2.5 სმ წითელი მავთულის ერთ ბოლოთან ერთად._
• შეაერთეთ საკაბელო მავთული, რომელიც დაკავშირებულია შტეფსელ ყუთთან (GND) GND ხვრელთან ერთად, 2.5 სმ შავი მავთულის ერთ ბოლოთან ერთად._
• შეაერთეთ საკაბელო მავთული, რომელიც დაკავშირებულია რგოლ 1 -თან (SCL) SCL ხვრელთან._
• შეაერთეთ საკაბელო მავთული, რომელიც დაკავშირებულია შტეფსელ ბეჭედთან 2 (SDA) SDA ხვრელთან. _

ნაბიჯი 11: Solder TMP36 სიმძლავრე/დამტენი (სურვილისამებრ)

• შეაერთეთ 2.5 სმ შავი მავთულის მეორე ბოლო (GND ხვრელიდან) TMP36 ტყვიის მარჯვნივ. დარწმუნდით, რომ ის არ დაუკავშირდება შუა ლიდერს._
• შეაერთეთ 2.5 სმ წითელი მავთულის მეორე ბოლო (VDD ხვრელიდან) TMP36 ტყვიის მარცხნივ. დარწმუნდით, რომ ის არ დაუკავშირდება შუა ლიდერს._

ნაბიჯი 12: ჯეკზე მავთულის გაჭრა და შედუღება

• გაჭრა ოთხი დამაკავშირებელი მავთული. გახადეთ ისინი საკმარისად გრძელი, რაც არ უნდა იყოს ჩასმული Arduino– ში (9 სმ IV Swinger 2 – ისთვის):

  • შავი: _
  • წითელი: _
  • ლურჯი: _
  • მწვანე: _ გაშალეთ 1 სმ თითოეულიდან._
• ჩადეთ საკაბელო დანამატი 3.5 მმ ჯეკში._
• გამოიყენეთ DMM იმის დასადგენად, თუ რომელი შედუღების კავშირი 3.5 მმ -იანი ბუდის უკანა მხარეს არის დაკავშირებული VDD ხვრელთან ADS1115 დაფაზე. გადააბრუნეთ წითელი მავთული ჯეკზე იმ გამაერთებელ კავშირზე. _
• გამოიყენეთ DMM იმის დასადგენად, თუ რომელი შედუღების კავშირი 3.5 მმ -იანი ჯეკის უკანა მხარეს უკავშირდება GDS ხვრელს ADS1115 დაფაზე. გადააბრუნეთ შავი მავთული ჯეკზე იმ გამაგრების შეერთებაზე._
• გამოიყენეთ DMM იმის დასადგენად, თუ რომელი სამაგრი კავშირი 3.5 მმ -იანი ჯეკის უკანა მხარეს უკავშირდება SCL ხვრელს ADS1115 დაფაზე. გადააბრუნეთ ცისფერი მავთული ჯეკზე იმ გამაერთებელ კავშირზე. _
• გამოიყენეთ DMM იმის დასადგენად, თუ რომელი შედუღების კავშირი 3.5 მმ -იანი ბუდის უკანა მხარეს არის დაკავშირებული SDA ხვრელთან ADS1115 დაფაზე. გადააბრუნეთ მწვანე მავთული ჯეკზე იმ გამაერთებელ კავშირზე. _

• გამოიყენეთ DMM კავშირების დასადასტურებლად. შეამოწმეთ უწყვეტობა დამაკავშირებელი მავთულის ბოლოდან ADS1115 ხვრელამდე. ამავე დროს, შეამოწმეთ, რომ დანარჩენი სამის მიმართ უწყვეტობა არ არსებობს.

  • წითელი VDD– მდე: _
  • შავი GND– მდე: _
  • ლურჯი SCL- მდე: _
  • მწვანე SDA- მდე: _
• შეაერთეთ ოთხივე მავთული 3.5 მმ ჯეკზე _

ნაბიჯი 13: საბოლოო შეკრება

• მოათავსეთ საკაბელო ჰალსტუხი კაბელის ირგვლივ და გამოიყენეთ ფანქრები, რომ იგი მჭიდროდ გაიყვანოთ საქმის შიგნითა მხარეს. მორთვა._
• დაახურეთ საფარი საქმეს._
• გამოიყენეთ პატარა ნაჭერი წვრილი აბრაზიული ქაღალდი, რომელიც მოყვება ნაკრებთან ერთად და ნაზად აბრაზეთ ტეფლონის ზედაპირი წრიული მოძრაობით, მხოლოდ იმდენად, რამდენადაც ამოიღეთ დისკიდან "ბრწყინვალება"._
• თუ ტეფლონის დიფუზორი დისკი მჭიდროდ არ მოხვდა მის ჩაღრმავებაში, გამოიყენეთ მცირეოდენი სუპერწებო ჩასასვლელის ირგვლივ მის შესანახად. დარწმუნდით, რომ ფოტოდეტექტორზე არ წაგიღიათ წებო! კბილის ჯაგრისი შეიძლება გამოსადეგი იყოს სუპერწებოს წასასმელად, მაგრამ სწრაფად იმოძრავეთ. გამოიყენეთ პატარა დამჭერი, რომ დაიჭიროთ სანამ წებო გაშრება. _
• დაუკავშირდით არდუინოს: შეაერთეთ ოთხი მავთული 3.5 მმ -იანი ჯეკის უკნიდან არდუინოსთან, როგორც ეს მოცემულია ფოტოებში._

ნაბიჯი 14: ტესტების ჩატარება და დაკალიბრება

GitHub საცავში არსებული დოკუმენტი აღწერს როგორ ატვირთოს და გაუშვას ტესტები. იგი ასევე აღწერს იმას, რაც საჭიროა პირანომეტრის დაკალიბრებისათვის.