ADS1115 InstESRE Pyranometer: 14 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Sinusukat ng isang pyranometer ang irradiance ng araw (lakas / lugar, karaniwang "ningning") sa isang ibabaw. Sa kabila ng mga magkatulad na pangalan, ito ay ganap na naiiba mula sa isang pyrometer, kaya huminto ka rito mismo kung iyon ang iyong hinahanap.

Inilalarawan ng Tagubilin na ito kung paano bumuo at subukan ang isang nabagong bersyon ng pyranometer kit na inalok ni Dr. David Brooks ng Institute for Earth Science Research and Education (InstESRE):

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

Ang bersyon na ito ng InstESRE pyranometer ay nakikipag-ugnay sa isang Arduino gamit ang isang ADS1115 analog-to-digital converter (ADC) at sinusuportahan din ang pagwawasto ng temperatura gamit ang isang sensor ng temperatura ng TMP36 na co-matatagpuan sa photodiode.

Sinusuportahan ng IV Swinger 2 IV curve tracer ang disenyo ng pyranometer na ito bilang isang opsyonal na sensor, at iyon ang naging motibasyon para sa mga pagbabago. Gayunpaman, dahil maaaring makita ng ibang mga gumagamit ng InstESRE pyranometer na kapaki-pakinabang, inilalarawan ng Instructable na ito ang disenyo nang nakapag-iisa mula sa proyekto ng IV Swinger 2.

Ang sumusunod na repository ng GitHub ay naglalaman ng dokumentasyon at software:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Mangyaring i-download at basahin ang dokumento bago magpatuloy. Naglalaman ang dokumento ng isang bersyon na teksto lamang ng mga hakbang sa Instructable na ito at maaaring magamit bilang isang checklist habang ginagawa. Inilalarawan din nito kung paano mag-order ng kit mula kay Dr. Brooks at kung anong mga karagdagang bahagi ang bibilhin. Ang mga iyon ay hindi naulit sa Instructable na ito.

Hakbang 1: Ipunin ang Mga Tool

Ginamit ko ang mga tool na ipinakita sa larawan.

Hakbang 2: Ihanda ang Enclosure

• Ipasok ang grommet sa butas sa dulo ng kaso. Gumamit ng isang maliit na mapurol na bagay tulad ng isang maliit na distornilyador. Mag-ingat na huwag putulin ang grommet. (Ang grommet ay ang malambot na goma O-item na item.) _
• Ikalat ang isang maliit na halaga ng superglue sa paligid ng loob ng mas malaki sa dalawang butas sa tuktok ng kaso. Ipasok ang antas ng bubble mula sa loob ng kaso. Tiyaking matatag ang mga upuan sa balikat ng antas ng bubble laban sa tuktok ng kaso. Itabi ang kaso, baligtad, upang matuyo ang pandikit ng ilang minuto. [TANDAAN: hindi kinakailangan ang antas ng bubble para sa aplikasyon ng IV Swinger 2, at hindi ito ipinakita sa mga larawan.] _

Hakbang 3: Maghanda ng Photodiode at Diffuser

• Tiyaking ang PDB-C139 photodiode lead ay tuwid at parallel sa bawat isa, gumagawa ng mga pagsasaayos kung kinakailangan. _
• Ipasok ang PDB-C139 photodiode sa may hawak ng LED. Dapat itong pumutok sa lugar. HUWAG gumamit ng anumang superglue. _
• Sa PDB-C139 photodiode lead na nakaturo pataas at sa mas matagal na humantong sa kaliwa at mas maikli sa kanan, SOBRANG MAHAL na yumuko ang parehong humantong sa iyo. _
• Ipasok ang pagpupulong ng photodiode sa tubo ng pabahay mula sa itaas. Muli, HUWAG gumamit ng anumang superglue. Siguraduhin na ang tuktok ng diode ay malinis at walang alikabok. _
• Kunin ang Teflon diffuser disk gamit ang isang tuwalya ng papel o tisyu at kuskusin ang parehong mga ibabaw nang malumanay upang alisin ang anumang alikabok o mga labi na maaaring naroroon. I-snap ang disk sa recess nito sa tuktok ng tube ng pabahay. HUWAG gumamit ng anumang superglue. Kung ito ay isang napaka-maluwag na magkasya, kakailanganin mong gumamit ng ilang superglue LATER, ngunit HINDI PA. _
• I-flip ang pagpupulong pabaligtad (humantong ang pagturo sa itaas, mas mahaba ang isa sa kaliwa). Tiyaking hindi nahulog ang diffuser disk. Gumamit ng 4 na piraso ng tape upang pigilan ito sa isang matigas, makinis na ibabaw ng trabaho. Ang tape ay dapat na nasa ibaba ng makina na gilid ng tubo. Balutin ang isa pang piraso ng tape sa tubo. _

Hakbang 4: Magdagdag ng TMP36 (opsyonal)

• Ipasok ang TMP36 sa butas sa malapit na bahagi ng mga lead ng photodiode, kasama ang patag na bahagi ng TMP36 patungo sa mga lead, at ang bilugan na bahagi patungo sa dingding ng tubo. Pindutin ito pababa sa mga dulo ng mga lead nito. Dapat itong magkasya nang maayos sa kaunting pagpapalihis ng mga lead ng photodiode. _
• Alisin ang TMP36, maglagay ng superglue sa tuktok, patag na gilid, at bilugan na gilid at agad na ipasok ito pabalik sa butas sa parehong posisyon. Gumamit lamang ng sapat na pandikit kaya dapat itong manatili sa may hawak ng LED, mga lead ng diode, at sa loob ng tubo, ngunit huwag gumamit ng labis na posibleng dumaloy sa paligid ng photodiode. Siguraduhing idikit ito sa butas nang mabilis, upang hindi ito agawin ng pandikit bago pa ito makapasok. _
• Ayusin ang dalawang mga lead ng photodiode at ang tatlong mga lead ng TMP36 upang lahat sila ay nakaturo nang tuwid hangga't maaari_

Hakbang 5: Tube ng Kola Sensor sa Kaso

• Maglagay ng ilang superglue sa machined rim ng tubo at pagkatapos ay agad na ibababa ang kaso, kaya nakadikit ang tubo sa butas ng kaso. Ang mahabang sukat ng kaso ay dapat na umaayon sa mga hilera ng mga lead na dumarating sa butas at ang dulo ng butas na may grommet ay dapat na nasa kanan mo. Tiyaking ang tubo ay ganap na nakaupo sa butas. _
• Gumamit ng ilang tape upang hawakan ang kaso sa posisyon upang ito ay antas at ang tubo ay patayo sa ito._

Hakbang 6: Magdagdag ng ADS1115 Board

• Mag-apply ng isang patak ng superglue sa likod ng board ng ADS1115 na nasa gitna mismo. Mabilis, ngunit maingat, babaan ang board ng ADS1115 na may mas mahabang photodiode lead na dumaan sa hole A0 at ang mas maikli na dumarating sa hole A1. Ang tatlong mga lead ng TMP36 ay nasa gilid ng board ng ADS1115 at maaaring lumihis nang bahagya. Ayusin ang posisyon ng board ng ADS1115 upang ang mga butas ng A0 at A1 ay nakasentro sa butas ng tubo at hawakan ang board nang halos isang minuto upang dumikit ito sa kaso._
• Iwanan ito nang hindi nagalaw ng ilang oras upang ang kola ay siguradong matuyo. Huwag magpatuloy sa mga sumusunod na hakbang hanggang sa pagkatapos._

Hakbang 7: Magdagdag ng Load Resistor

• Gupitin ang parehong mga lead ng resistor sa 1 cm. Bend 2mm sa dulo ng bawat tingga sa isang tamang anggulo at ipasok ang mga 2mm na nagtatapos sa mga butas A0 at A1 ng board ng ADS1115, sa tabi ng mga lead ng photodiode. Ang dahilan para sa haba ng 2mm ay kaya walang posibilidad na ang mga dulo ay maaaring hawakan ang mga lead ng TMP36 o ang iba pang lead ng photodiode sa ilalim ng board._
• Ang paghihinang ng risistor at photodiode ay humahantong sa mga butas A0 at A1._
• Putulin ang mga lead ng photodiode._

Hakbang 8: Solder TMP36 Gitnang Lead sa A2 (opsyonal)

• Dahan-dahang yumuko ang dalawang panlabas na TMP36 na humantong ang layo mula sa gilid ng board ng ADS1115._
• Sa mga pang-ilong na pliers, maingat na yumuko sa gitna ng TMP36 na humantong sa butas ng A2 at ihihinang ito sa butas. Maaaring kailanganin mo ang isang maliit na piraso ng hubad na hookup wire sa butas upang maghinang kung ang tingga ay hindi masyadong sapat upang mahulog sa butas. Tiyaking ang lead na ito ay hindi nakikipag-ugnay sa A1 solder joint o photodiode lead rint._

Hakbang 9: Maghanda ng Cable

• Alisan ng laman ang buong pagpupulong mula sa ibabaw ng trabaho_

• Iling ito upang matiyak na ang Teflon diffuser disk ay hindi malagas. Kung gagawin ito, itabi ang disk sa ngayon.

  _

• Gupitin ang babaeng dulo ng cable. Itulak ang cut end sa pamamagitan ng grommet sa kaso at hilahin ito. Huwag mag-alala tungkol sa paghila nito nang napakalayo, magagawa mong i-pull out ito sa ibang pagkakataon. Gumamit ng isang patak ng sabon ng pinggan kung mahirap itulak._
• Gupitin ang panlabas na sheathing ng cable sa cut end upang mailantad ang apat na mga wire sa loob, maingat na hindi mapinsala ang pagkakabukod sa panloob na mga wire. Gupitin ang hindi bababa sa 2 cm ng sheathing._
• Huhubad ang 8 mm ng pagkakabukod mula sa panloob na apat na mga wire at iikot ang mga dulo ng bawat isa._
• "Tin" ang baluktot na nagtatapos sa pamamagitan ng pag-init gamit ang soldering iron at paglalagay ng ilang solder sa mga hibla._
• Gumamit ng isang digital multimeter (DMM) upang matukoy ang pagkakakonekta sa pagitan ng mga panloob na mga wire at ang apat na bahagi ng 3.5mm plug sa kabilang dulo ng cable. Isulat ang mga kulay: Kulay: Tip: _ [+ 5V] Ring 1: _ [SCL] Ring 2: _ [SDA] Sleeve: _ [GND] TANDAAN: ang mga kulay na ito ay halos tiyak na HINDI tumutugma sa mga kulay sa mga diagram ng mga koneksyon, kaya't napakahalaga nito._
• Hilahin ang cable pabalik sa pamamagitan ng rubber grommet hanggang sa ang pagkakabukod ng panloob na mga wire ay umabot lamang sa butas ng VDD ng board ng ADS1115. _

Hakbang 10: Mga Solder Cable Wires at Hookup Wire hanggang sa ADS1115

• Gupitin ang mga sumusunod na haba ng hookup wire (kailangan lamang para saTMP36)

  • Itim, 2.5cm
  • Pula, 2.5cmStrip 6mm mula sa bawat dulo ng bawat isa._
• Paghinang ng cable wire na konektado sa plug na Tip (+ 5V) sa butas ng VDD, kasama ang isang dulo ng 2.5cm red wire._
• Paghinang ng cable wire na konektado sa plug Sleeve (GND) sa butas ng GND, kasama ang isang dulo ng 2.5cm black wire._
• Paghinang ng cable wire na konektado sa plug Ring 1 (SCL) sa butas ng SCL._
• Paghinang ng cable wire na konektado sa plug Ring 2 (SDA) sa butas ng SDA. _

Hakbang 11: Solder TMP36 Power / ground Leads (opsyonal)

• Paghinang sa kabilang dulo ng 2.5cm itim na kawad (mula sa butas ng GND) hanggang sa TMP36 lead sa kanan. Tiyaking hindi ito makikipag-ugnay sa gitnang tingga._
• Paghinang sa kabilang dulo ng 2.5cm pulang kawad (mula sa butas ng VDD) hanggang sa TMP36 na humantong sa kaliwa. Tiyaking hindi ito makikipag-ugnay sa gitnang tingga._

Hakbang 12: Gupitin at Solder Wires kay Jack

• Gupitin ang apat na mga wire ng hookup. Gawin silang sapat na haba para sa anumang enclosure na ilalagay mo ang Arduino sa (9cm para sa IV Swinger 2):

  • Itim: _
  • Pula: _
  • Bughaw: _
  • Green: _Strip 1cm mula sa dulo ng bawat isa._
• Ipasok ang cable plug sa 3.5mm jack._
• Gamitin ang DMM upang matukoy kung aling koneksyon ng panghinang sa likod ng 3.5mm jack ang nakakonekta sa butas ng VDD sa board ng ADS1115. Iikot ang RED wire sa koneksyon ng panghinang na iyon sa jack._
• Gamitin ang DMM upang matukoy kung aling koneksyon ng solder sa likod ng 3.5mm jack ang nakakonekta sa butas ng GND sa board ng ADS1115. Itabla ang BLACK wire sa koneksyon ng panghinang na iyon sa jack._
• Gamitin ang DMM upang matukoy kung aling koneksyon ng solder sa likod ng 3.5mm jack ang nakakonekta sa butas ng SCL sa board ng ADS1115. Itabla ang BLUE wire sa koneksyon ng solder na iyon sa jack._
• Gamitin ang DMM upang matukoy kung aling koneksyon ng solder sa likod ng 3.5mm jack ang nakakonekta sa butas ng SDA sa board ng ADS1115. I-twist ang GREEN wire sa koneksyon ng solder na iyon sa jack._

• Gumamit ng DMM upang kumpirmahin ang mga koneksyon. Subukan ang pagpapatuloy mula sa dulo ng hookup wire hanggang sa butas ng ADS1115. Sa parehong oras, subukan na WALANG PATULOY sa iba pang tatlo.

  • Pula hanggang VDD: _
  • Itim sa GND: _
  • Asul hanggang SCL: _
  • Green sa SDA: _
• Solder lahat ng apat na mga wire ng hookup sa 3.5mm jack_

Hakbang 13: Pangwakas na Assembly

• Ilagay ang cable tie sa paligid ng cable at gumamit ng mga pliers upang hilahin ito ng masikip sa tabi mismo ng grommet sa loob ng kaso. Putulin._
• I-screw ang takip sa kaso._
• Gamitin ang maliit na piraso ng pinong nakasasakit na papel na kasama ng kit at dahan-dahang abrade ang ibabaw ng Teflon gamit ang isang pabilog na paggalaw, sapat lamang upang alisin ang "lumiwanag" mula sa disk._
• Kung ang Teflon diffuser disk ay hindi mahigpit na sumuksok sa recess nito, gumamit ng isang TINY na halaga ng superglue sa paligid ng recess upang hawakan ito. Tiyaking hindi makakakuha ng anumang pandikit sa photodetector! Ang isang palito ay maaaring maging kapaki-pakinabang upang mailapat ang superglue, ngunit mabilis na lumipat. Gumamit ng isang maliit na clamp upang hawakan ito habang ang kola ay dries._
• Kumonekta sa Arduino: Ikonekta ang apat na mga wire mula sa likuran ng 3.5mm jack sa Arduino tulad ng ipinakita sa mga larawan._

Hakbang 14: Mga Pagpapatakbo ng Pagsubok at Pagkakalma

Inilalarawan ng dokumento sa repository ng GitHub kung paano mag-load at magpatakbo ng mga pagsubok. Inilalarawan din nito kung ano ang kinakailangan upang i-calibrate ang pyranometer.