ADS1115 InstESRE Пиранометър: 14 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Пиранометър измерва слънчевата светлина (мощност/площ, основно "яркост") върху повърхността. Въпреки сходните имена, той е напълно различен от пирометър, затова спрете точно тук, ако това е, което търсите.

Тази инструкция описва как да се изгради и тества модифицирана версия на пиранометричния комплект, предлаган от д -р Дейвид Брукс от Института за научни изследвания и образование за Земята (InstESRE):

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

Тази версия на пиранометъра InstESRE се свързва с Arduino, използвайки аналогово-цифров преобразувател (ADC) ADS1115 и също така поддържа температурни корекции, използвайки температурен сензор TMP36, разположен съвместно с фотодиода.

IV Swinger 2 IV крива проследява този пиранометров дизайн като опционален сензор и това беше мотивацията за модификациите. Въпреки това, тъй като други потребители на пиранометъра InstESRE може да се окажат полезни, тази инструкция описва дизайна независимо от проекта IV Swinger 2.

Следното хранилище на GitHub съдържа документацията и софтуера:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Моля, изтеглете и прочетете документа, преди да продължите. Документът съдържа само текстова версия на стъпките в тази инструкция и може да се използва като контролен списък по време на строителството. Той също така описва как да поръчате комплекта от д -р Брукс и какви допълнителни части да закупите. Те не се повтарят в тази инструкция.

Стъпка 1: Съберете инструменти

Използвах инструментите, показани на снимката.

Стъпка 2: Подгответе корпуса

• Поставете втулката в отвора в края на кутията. Използвайте малък тъп предмет, като малка отвертка. Внимавайте да не отрежете втулката. (Втулката е мека гумена О-образна стока.) _
• Нанесете малко количество суперлепило около вътрешната страна на по -големия от двата отвора в горната част на кутията. Поставете нивото на мехурчетата от вътрешната страна на кутията. Уверете се, че раменете на нивото на балончето са плътно прилепнали към горната част на кутията. Оставете кутията настрани, за да оставите лепилото да изсъхне за няколко минути. [ЗАБЕЛЕЖКА: нивото на мехурчетата не е необходимо за приложението IV Swinger 2 и не е показано на снимките.] _

Стъпка 3: Подгответе фотодиод и дифузер

• Уверете се, че фотодиодните проводници на PDB-C139 са прави и успоредни един на друг, като направите корекции, ако е необходимо. _
• Поставете фотодиода PDB-C139 в държача за светодиоди. Тя трябва да щракне на място. НЕ използвайте никакво суперлепило. _
• С фотодиодните проводници на PDB-C139 сочещи нагоре и с по-дългия проводник наляво и по-късия надясно, МНОГО БЛАГКО огънете двата проводника далеч от вас. _
• Поставете фотодиодния модул в горната част на тръбата на корпуса. Отново, НЕ използвайте никакво суперлепило. Уверете се, че горната част на диода е чиста и без прах. _
• Вземете тефлоновия дифузьор с хартиена кърпа или салфетка и разтрийте внимателно двете повърхности, за да отстраните праха или отломките, които може да има там. Плъзнете диска в гнездото му в горната част на тръбата на корпуса. НЕ използвайте никакво суперлепило. Ако е много хлабав, ще трябва да използвате по -късно суперлепило, но НЕ ОЩЕ. _
• Обърнете модула с главата надолу (проводниците сочат нагоре, по -дългият отляво). Уверете се, че дифузорният диск не е изпаднал. Използвайте 4 парчета лента, за да я задържите върху твърда, гладка работна повърхност. Лентата трябва да е под обработения ръб на тръбата. Увийте още едно парче лента около тръбата. _

Стъпка 4: Добавете TMP36 (по избор)

• Поставете TMP36 в отвора на близката страна на фотодиодните проводници, с плоската страна на TMP36 към проводниците, а заоблената страна към стената на тръбата. Натиснете го надолу за краищата на проводниците му. Тя трябва да приляга добре с минимално отклонение на фотодиодните проводници. _
• Извадете TMP36, нанесете суперлепило върху горната, плоската и заоблената страна и незабавно го поставете обратно в отвора в същото положение. Използвайте само достатъчно лепило, така че да прилепва към държача на светодиода, диодните проводници и вътрешността на тръбата, но не използвайте толкова много, че евентуално да може да тече около фотодиода. Не забравяйте да го натиснете бързо в отвора, така че лепилото да не го хване, преди да влезе докрай. _
• Регулирайте двата извода на фотодиода и трите проводника TMP36, така че всички да са насочени възможно най -право _

Стъпка 5: Залепете сензорната тръба към кутията

• Нанесете малко суперлепило върху обработения ръб на тръбата и след това незабавно спуснете кутията върху нея, така че тръбата да бъде залепена в отвора в кутията. Дългият размер на кутията трябва да е в съответствие с редовете от проводници, преминаващи през отвора, а крайният отвор с втулката трябва да е отдясно. Уверете се, че тръбата е напълно поставена в отвора. _
• Използвайте някаква лента, за да държите кутията на място, така че да е равна и тръбата да е перпендикулярна на нея._

Стъпка 6: Добавете платка ADS1115

• Нанесете петно суперлепило върху гърба на дъската ADS1115 точно в средата. Бързо, но внимателно спуснете дъската ADS1115 надолу с по -дългия фотодиоден проводник, който преминава през отвор A0, и по -късия, който преминава през отвор A1. Трите проводника TMP36 ще бъдат по ръба на платката ADS1115 и може леко да се отклонят. Регулирайте позицията на платката ADS1115 така, че отворите A0 и A1 да са центрирани над отвора на тръбата и задръжте дъската на място за около минута, така че да се залепи за кутията._
• Оставете това недокоснато за няколко часа, така че лепилото да е сигурно изсъхнало. Не пристъпвайте към следните стъпки дотогава._

Стъпка 7: Добавете натоварващ резистор

• Нарежете двата проводника на резистора на 1 cm. Огънете 2 мм в края на всеки проводник под прав ъгъл и поставете тези 2 мм краища в отвори A0 и A1 на платката ADS1115, заедно с фотодиодните проводници. Причината за дължината от 2 мм е, че няма възможност краищата да докоснат проводниците TMP36 или другия фотодиод под платката._
• Запоявайте резистора и фотодиода води до отвори A0 и A1._
• Подрежете проводниците на фотодиода._

Стъпка 8: Запоявайте TMP36 среден проводник към A2 (по избор)

• Внимателно огънете двата външни извода TMP36 далеч от ръба на платката ADS1115._
• С клещи с дълъг нос внимателно огънете средния кабел на TMP36 към отвора A2 и го запоявайте към отвора. Може да се нуждаете от малко парче откъснат свързващ проводник в отвора, за да го запоите, ако кабелът не е достатъчно дълъг, за да влезе в дупката. Уверете се, че този проводник не влиза в контакт с A1 спойка или фотодиоден кабел._

Стъпка 9: Подгответе кабела

• Отлепете целия монтаж от работната повърхност _

• Разклатете го, за да сте сигурни, че тефлоновият дифузьор не изпада. Ако това стане, оставете диска настрана засега.

  _

• Отрежете женския край на кабела. Избутайте отрязания край през уплътнението в кутията и го издърпайте. Не се притеснявайте, че ще го издърпате твърде далеч, по -късно ще можете да го издърпате. Използвайте капка сапун за чинии, ако е трудно да прокарате._
• Изрежете външната обвивка на кабела върху отрязания край, за да изложите четирите проводника вътре, като внимавате да не повредите изолацията на вътрешните проводници. Отрежете поне 2 см от обвивката._
• Отстранете 8 мм от изолацията от вътрешните четири проводника и завъртете краищата на всеки._
• „Олайдете“усуканите краища, като нагреете с поялника и нанесете малко спойка върху нишките._
• Използвайте цифров мултицет (DMM), за да определите връзката между вътрешните проводници и четирите части на 3,5 мм щепсела от другия край на кабела. Запишете цветовете: Цвят: Съвет: _ [+5V] Пръстен 1: _ [SCL] Пръстен 2: _ [SDA] Втулка: _ [GND] ЗАБЕЛЕЖКА: тези цветове почти сигурно НЕ ще съответстват на цветовете в диаграмата на връзките, така че това е много важно._
• Издърпайте кабела обратно през гумената втулка, докато изолацията на вътрешните проводници просто достигне отвора VDD на платката ADS1115. _

Стъпка 10: Запоявайте кабелни проводници и свързващ проводник към ADS1115

• Изрежете следните дължини на свързващия проводник (необходим само за TMP36)

  • Черен, 2.5 см
  • Червено, 2,5 см. Извадете 6 мм от всеки край на всеки._
• Запоявайте кабелния кабел, който е свързан към накрайника на щепсела (+5V) към отвора на VDD, заедно с единия край на 2.5 см червен проводник._
• Запоявайте кабелния проводник, който е свързан към втулката на щепсела (GND) към отвора за GND, заедно с единия край на 2.5 см черен проводник._
• Запоявайте кабелния проводник, който е свързан към щепселния пръстен 1 (SCL) към SCL отвора._
• Запоявайте кабелния проводник, който е свързан към щепселния пръстен 2 (SDA) към отвора за SDA. _

Стъпка 11: Припой TMP36 Захранване/заземяване (незадължително)

• Запояйте другия край на 2.5 см черен проводник (от отвора за GND) към проводника TMP36 отдясно. Уверете се, че не влиза в контакт със средния проводник._
• Запояйте другия край на 2.5 см червен проводник (от отвора на VDD) към проводника TMP36 отляво. Уверете се, че не влиза в контакт със средния проводник._

Стъпка 12: Изрежете и запоявайте проводници към жака

• Изрежете четири свързващи проводника. Направете ги достатъчно дълги за какъвто и да е корпус, в който ще поставяте Arduino (9 см за IV Swinger 2):

  • Черно: _
  • Червен: _
  • Син: _
  • Зелено: _ Извадете 1 см от края на всеки._
• Поставете щепсела на кабела в жака 3.5 мм._
• Използвайте DMM, за да определите коя спойка връзка на гърба на 3,5 -милиметровия жак е свързана към VDD отвора на платката ADS1115. Завъртете ЧЕРВЕНИЯ проводник към тази връзка за запояване на жака._
• Използвайте DMM, за да определите коя спойка връзка на гърба на 3,5 -милиметровия жак е свързана към отвора GND на платката ADS1115. Завъртете ЧЕРНИЯ проводник към тази спойка връзка на жака._
• Използвайте DMM, за да определите коя спойка връзка на гърба на 3,5 мм жака е свързана към SCL отвора на платката ADS1115. Завъртете СИНИЯТ проводник към тази връзка за запояване на жака._
• Използвайте DMM, за да определите коя спойка връзка на гърба на 3,5 -милиметровия жак е свързана към SDA отвора на платката ADS1115. Завъртете ЗЕЛЕНИЯ проводник към тази спойка връзка на жака._

• Използвайте DMM, за да потвърдите връзките. Тествайте непрекъснатостта от края на свързващия проводник до отвора ADS1115. В същото време проверете дали НЯМА ПРОДЪЛЖЕНИЕ към останалите три.

  • Червено до VDD: _
  • Черно към GND: _
  • Синьо към SCL: _
  • Зелено към SDA: _
• Запоявайте и четирите свързващи проводника към жака 3,5 мм _

Стъпка 13: Окончателно сглобяване

• Поставете кабелната връзка около кабела и използвайте клещи, за да го придърпате здраво до уплътнението от вътрешната страна на кутията. Подстригване._
• Завийте капака към кутията._
• Използвайте малкото парче фина абразивна хартия, включено в комплекта, и внимателно изтъркайте повърхността на тефлона с кръгови движения, достатъчно, за да премахнете „блясъка“от диска._
• Ако тефлоновият дифузьор не е щракнал плътно в вдлъбнатината си, използвайте МАЛКО количество суперлепило около вдлъбнатината, за да го задържите. Внимавайте да не попадне лепило върху фотодетектора! Клечка за зъби може да бъде полезна за нанасяне на суперлепило, но да се движи бързо. Използвайте малка скоба, за да я задържите, докато лепилото изсъхне._
• Свържете се с Arduino: Свържете четирите проводника от задната страна на 3,5 -милиметровия жак към Arduino, както е показано на снимките._

Стъпка 14: Провеждане на тестове и калибриране

Документът в хранилището на GitHub описва как се зареждат и изпълняват тестовете. Той също така описва какво е необходимо за калибриране на пиранометъра.