Piranometer ADS1115 InstESRE: 14 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Piranometer meri sončno obsevanje (moč/območje, v bistvu "svetlost") na površini. Kljub podobnim imenom se popolnoma razlikuje od pirometra, zato se ustavite tukaj, če to iščete.

Ta navodila opisujejo, kako sestaviti in preizkusiti spremenjeno različico kompleta piranometrov, ki jo je ponudil dr. David Brooks z Inštituta za raziskave in izobraževanje o znanosti o Zemlji (InstESRE):

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

Ta različica piranometra InstESRE se povezuje z Arduinom z analogno-digitalnim pretvornikom ADS1115 (ADC) in podpira tudi korekcijo temperature s senzorjem temperature TMP36, ki se nahaja skupaj s fotodiodo.

IV Swinger 2 sledilnik krivulj IV podpira to zasnovo piranometra kot izbirni senzor, kar je bila motivacija za spremembe. Ker pa se zdi drugim uporabnikom piranometra InstESRE koristen, ta navodila opisujejo zasnovo neodvisno od projekta IV Swinger 2.

To skladišče GitHub vsebuje dokumentacijo in programsko opremo:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Preden nadaljujete, prenesite in preberite dokument. Dokument vsebuje samo besedilno različico korakov v tem navodilu in se lahko uporablja kot kontrolni seznam med gradnjo. Opisuje tudi, kako komplet naročiti pri dr. Brooksu in katere dodatne dele kupiti. Te se v tem navodilu ne ponavljajo.

Korak: Zberite orodja

Uporabil sem orodja, prikazana na fotografiji.

2. korak: Pripravite ohišje

• Vtič vstavite v luknjo na koncu ohišja. Uporabite majhen tup predmet, na primer majhen izvijač. Pazite, da ne prerežete vložka. (Zatič je izdelek iz mehke gume v obliki črke O.) _
• Majhno količino superlepila namažite po notranji strani večje od dveh lukenj na vrhu ohišja. V notranjost ohišja vstavite nivo mehurčkov. Prepričajte se, da so ramenski sedeži nivoja mehurčkov trdno naslonjeni na vrh ohišja. Ohišje postavite na stran, da se lepilo posuši nekaj minut. [OPOMBA: nivo mehurčkov ni potreben za aplikacijo IV Swinger 2 in ni prikazan na fotografijah.] _

3. korak: Pripravite fotodiodo in difuzor

• Prepričajte se, da so vodniki fotodiode PDB-C139 ravni in vzporedni med seboj, po potrebi jih prilagodite. _
• Vstavite fotodiodo PDB-C139 v držalo LED. Moral bi se zaskočiti. NE uporabljajte nobenega superlepila. _
• S fotodiodnimi vodi PDB-C139, usmerjenimi navzgor, z daljšim vodenjem v levo in krajšim v desno, ZELO rahlo upognite oba kabla stran od sebe. _
• Sklop fotodiode vstavite v ohišje cevi od zgoraj. Še enkrat, NE uporabljajte nobenega superlepila. Prepričajte se, da je vrh diode čist in brez prahu. _
• S papirnato brisačo ali robčkom poberite teflonski disfuzor in nežno podrgnite obe površini, da odstranite prah ali umazanijo, ki bi lahko bila tam. Pritrdite disk v vdolbino na vrhu ohišja. NE uporabljajte nobenega superlepila. Če je zelo ohlapen, boste morali pozneje uporabiti nekaj lepila, vendar NE. _
• Obrnite sklop na glavo (vodi so obrnjeni navzgor, daljši levo). Prepričajte se, da disfuzor ni izpadel. Uporabite 4 kose traku, da ga držite na trdi, gladki delovni površini. Trak mora biti pod obdelanim robom cevi. Okoli cevi zavijte še en kos traku. _

4. korak: Dodajte TMP36 (neobvezno)

• TMP36 vstavite v luknjo na bližnji strani vodnikov fotodiode, tako da je ravna stran TMP36 proti vodilom, zaobljena stran pa proti steni cevi. Pritisnite ga navzdol za konce vodnikov. Lepo bi se moral prilegati z minimalnim odklonom vodnikov fotodiode. _
• Odstranite TMP36, nanesite superlepilo na njegovo zgornjo, ravno stran in zaobljeno stran ter ga takoj vstavite nazaj v luknjo v istem položaju. Uporabite le toliko lepila, da se lepi na držalo LED, diodne diode in notranjost cevi, vendar ga ne uporabljajte toliko, da bi lahko teklo okoli fotodiode. Hitro ga potisnite v luknjo, da ga lepilo ne zagrabi, dokler ni povsem navznoter. _
• Prilagodite dva vodila za fotodiode in tri vodila TMP36, tako da bodo vsi usmerjeni čim bolj naravnost navzgor _

5. korak: Cev senzorja lepila pritrdite na ohišje

• Na obdelan rob cevi nanesite nekaj super lepila in nato ohišje nemudoma spustite, tako da je cev zlepljena v luknjo v ohišju. Dolga dimenzija ohišja mora biti v skladu z vrstami vodnikov, ki prihajajo skozi luknjo, in končna luknja s cevjo mora biti na vaši desni. Prepričajte se, da je cev popolnoma vstavljena v luknjo. _
• Z nekaj trakom držite ohišje v položaju, tako da je ravno, cev pa pravokotno nanj._

6. korak: Dodajte ploščo ADS1115

• Na zadnjo stran plošče ADS1115 na sredino nanesite blok superlepila. Hitro, a previdno spustite ploščo ADS1115 navzdol z daljšo žico fotodiode, ki prihaja skozi luknjo A0, in krajšo, ki prihaja skozi luknjo A1. Trije vodi TMP36 bodo ob robu plošče ADS1115 in se lahko rahlo upognejo. Prilagodite položaj plošče ADS1115 tako, da bodo luknje A0 in A1 centrirane nad luknjo za cev in ploščo držite na mestu približno minuto, da se prilepi na ohišje._
• Pustite nekaj ur nedotaknjenega, da se lepilo zagotovo posuši. Do takrat ne nadaljujte z naslednjimi koraki._

7. korak: Dodajte obremenitveni upor

• Odrežite oba kabla upora na 1 cm. Upognite 2 mm na koncu vsakega kabla pod pravim kotom in vstavite te 2 mm konce v luknje A0 in A1 plošče ADS1115, skupaj s vodili za fotodiode. Razlog za dolžino 2 mm je, da ni možnosti, da bi se konci dotaknili vodnikov TMP36 ali drugega vodnika fotodiode pod ploščo._
• Spajkajte upor in fotodiodo v luknje A0 in A1._
• Odrežite vodnike fotodiode._

8. korak: Spajkajte srednji kabel TMP36 na A2 (neobvezno)

• Dva zunanja vodila TMP36 nežno upognite stran od roba plošče ADS1115._
• S kleščami z dolgim nosom previdno upognite srednji kabel TMP36 proti luknji A2 in ga spajkajte v luknjo. Morda boste za spajkanje potrebovali majhen kos odtrgane priključne žice, če vodnik ni dovolj dolg, da bi dejansko šel v luknjo. Prepričajte se, da ta kabel ne pride v stik s spajkalnim spojem A1 ali žico fotodiode._

9. korak: Pripravite kabel

• Odstranite celoten sklop z delovne površine _

• Pretresite ga, da preprečite, da bi teflonski disfuzor izpadel. Če se to zgodi, zaenkrat odložite disk.

  _

• Odrežite ženski konec kabla. Rezani konec potisnite skozi ohišje v ohišje in ga povlecite. Ne skrbite, da ga boste potegnili predaleč, pozneje ga boste lahko izvlekli. Uporabite kapljico mila za posodo, če ga je težko prebiti._
• Odrežite zunanji ovoj kabla na odrezanem koncu, da izpostavite štiri žice v notranjosti, pri tem pa pazite, da ne poškodujete izolacije na notranjih žicah. Odrežite vsaj 2 cm obloge._
• Odstranite 8 mm izolacije z notranjih štirih žic in zavijte konce vsake._
• Zvite konce "pokositrite" tako, da segrejete s spajkalnikom in na pramene nanesete nekaj spajka._
• Z digitalnim multimetrom (DMM) določite povezavo med notranjimi žicami in štirimi deli 3,5 mm vtiča na drugem koncu kabla. Zapišite barve: Barva: Nasvet: _ [+5V] Obroč 1: _ [SCL] Obroč 2: _ [SDA] Rokav: _ [GND] OPOMBA: te barve se skoraj zagotovo NE ujemajo z barvami v diagramu povezav, zato je to zelo pomembno._
• Povlecite kabel nazaj skozi gumijasto vtičnico, dokler izolacija notranjih žic ne doseže samo luknje VDD na plošči ADS1115. _

Korak 10: Spajkajte kabelske žice in priključno žico na ADS1115

• Odrežite naslednje dolžine priključne žice (potrebno le za TMP36)

  • Črna, 2,5 cm
  • Rdeča, 2,5 cm Od vsakega konca vsakega konca odmikajte 6 mm._
• Spajajte kabelsko žico, ki je priključena na konico vtiča (+5V) v luknjo VDD, skupaj z enim koncem 2,5 cm rdeče žice._
• Spajkajte kabelsko žico, ki je priključena na vtičnico (GND) v luknjo GND, skupaj z enim koncem 2,5 cm črne žice._
• Spajajte kabelsko žico, ki je priključena na vtični obroč 1 (SCL) v luknjo SCL._
• Spajajte kabelsko žico, ki je priključena na vtični obroč 2 (SDA) v odprtino SDA. _

Korak: Spajkanje TMP36 Napajanje/ozemljitveni vodi (neobvezno)

• Drugi konec 2,5 cm črne žice (od luknje GND) spajkajte na vodilo TMP36 na desni. Prepričajte se, da se ne dotika sredinskega vodila._
• Drugi konec 2,5 cm rdeče žice (od luknje VDD) spajkajte na kabel TMP36 na levi. Prepričajte se, da se ne dotika sredinskega vodila._

Korak: Odrežite in spajkajte žice na Jack

• Odrežite štiri priključne žice. Poskrbite, da bodo dovolj dolgi, da boste lahko namestili Arduino (9 cm za IV Swinger 2):

  • Črna: _
  • Rdeča: _
  • Modra: _
  • Zelena: _ Odmaknite se 1 cm od konca vsakega._
• Vtič kabla vstavite v vtičnico 3,5 mm._
• Z DMM -jem ugotovite, katera spajkalna povezava na zadnji strani 3,5 -milimetrskega priključka je priključena na odprtino VDD na plošči ADS1115. Rdečo žico privijte na to spajkalno povezavo na vtičnici._
• Z DMM -jem ugotovite, katera spajkalna povezava na zadnji strani 3,5 -milimetrskega priključka je priključena na luknjo GND na plošči ADS1115. ČRNO žico privijte na to spajkalno povezavo na vtičnici._
• Z DMM -jem ugotovite, katera spajkalna povezava na zadnji strani 3,5 -milimetrskega vtiča je priključena na odprtino SCL na plošči ADS1115. Modro žico privijte na to spajkalno povezavo na vtičnici._
• Z DMM -jem ugotovite, katera spajkalna povezava na zadnji strani 3,5 -milimetrskega vtiča je priključena na odprtino SDA na plošči ADS1115. ZELENO žico privijte na to spajkalno povezavo na vtičnici._

• Za potrditev povezav uporabite DMM. Preskusite neprekinjenost od konca priključne žice do luknje ADS1115. Hkrati preverite, ali pri ostalih treh NI NADALJNOSTI.

  • Rdeča do VDD: _
  • Črna za GND: _
  • Modra do SCL: _
  • Zelena za SDA: _
• Spajite vse štiri priključne žice na vtičnico 3,5 mm_

13. korak: Končna montaža

• Kabelsko vezico namestite okoli kabla in ga s kleščami tesno povlecite tik ob vreteno na notranji strani ohišja. Obrezovanje._
• Privijte pokrov na ohišje._
• Uporabite majhen kos finega brusnega papirja, ki je priložen kompletu, in s krožnimi gibi nežno odrgnite površino teflona, toliko, da odstranite "sijaj" z diska._
• Če se teflonski razpršilni disk ni trdno zataknil v vdolbino, uporabite MALO količino superlepila okoli vdolbine, da ga držite. Pazite, da na fotodetektor ne pride nobeno lepilo! Zobotrebec je lahko uporaben za nanašanje superlepila, vendar se hitro premika. Držite ga z majhno sponko, dokler se lepilo ne posuši._
• Povežite se z Arduinom: Povežite štiri žice s hrbtne strani 3,5 -milimetrskega priključka na Arduino, kot je prikazano na fotografijah._

14. korak: Izvajanje testov in kalibracija

Dokument v skladišču GitHub opisuje, kako naložiti in zagnati teste. Opisuje tudi, kaj je potrebno za umerjanje piranometra.