ADS1115 InstESRE пиранометр: 14 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Пиранометр нь нарны цацраг туяаг (хүч чадал/талбай, үндсэндээ "тод байдал") гадаргуу дээр хэмждэг. Хэдийгээр ижил төстэй нэртэй боловч энэ нь пирометрээс огт өөр тул та яг хайж байгаа зүйлээ энд зогсоо.

Энэхүү зааварчилгаа нь Дэлхийн шинжлэх ухаан судлал, боловсролын хүрээлэнгийн (InstESRE) доктор Дэвид Бруксын санал болгосон пиранометрийн иж бүрдэл хувилбарыг хэрхэн бүтээх, турших талаар тайлбарласан болно.

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

InstESRE пиранометрийн энэ хувилбар нь ADS1115-аас дижитал хөрвүүлэгч (ADC) ашиглан Arduino-той харьцдаг бөгөөд фотодиодтой хамт байрладаг TMP36 температур мэдрэгч ашиглан температурын тохируулгыг дэмждэг.

IV Swinger 2 IV муруй хэмжигч нь пиранометрийн загварыг нэмэлт мэдрэгч болгон дэмждэг бөгөөд энэ нь өөрчлөлт хийх сэдэл байв. Гэсэн хэдий ч InstESRE пиранометрийн бусад хэрэглэгчид энэ нь ашигтай байж магадгүй тул энэхүү зааварт IV Swinger 2 төслөөс үл хамааран дизайныг тайлбарласан болно.

Дараах GitHub репозитор нь баримт бичиг, програм хангамжийг агуулдаг.

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Үргэлжлүүлэхийн өмнө баримт бичгийг татаж аваад уншина уу. Баримт бичиг нь энэхүү зааварчилгааны алхамуудын зөвхөн текст хувилбарыг агуулсан бөгөөд барилгын явцад шалгах хуудас болгон ашиглаж болно. Түүнчлэн уг хэрэгслийг доктор Бруксоос хэрхэн захиалах, ямар нэмэлт эд анги худалдаж авах талаар тайлбарласан болно. Энэхүү зааварчилгаанд эдгээрийг давтахгүй.

Алхам 1: Багаж хэрэгслийг цуглуулах

Би зураг дээр үзүүлсэн хэрэгслүүдийг ашигласан.

Алхам 2: Хашаа бэлтгэх

• Хавчаарын хайрцгийн төгсгөлд байгаа нүхэнд оруулна. Жижиг халив гэх мэт жижиг мохоо объектыг ашигла. Хавчаарыг огтлохгүй байхыг анхаарна уу. (Бөмбөр нь зөөлөн резинэн O хэлбэртэй зүйл юм.) _
• Дээд талын хоёр нүхний том хэсгийг бага зэрэг супер цавуугаар тараана. Хэргийн дотор талаас бөмбөлгийн түвшинг оруулна уу. Хөөсний түвшний мөрний суудал нь хэргийн дээд талд наалдсан эсэхийг шалгаарай. Цавууг хэдэн минутын турш хатаана.

Алхам 3: Фотодиод ба сарниулагч бэлтгэ

• PDB-C139 фотодиодын утаснууд хоорондоо шулуун, параллель байгаа эсэхийг шалгаарай, шаардлагатай бол тохируулга хийнэ үү. _
• LED эзэмшигчид PDB-C139 фотодиод оруулна уу. Энэ нь байрандаа орох ёстой. Ямар ч супер цавуу хэрэглэж болохгүй. _
• PDB-C139 фотодиодын чиглүүлэгчийг дээш харуулан, урт нь зүүн тийш, богино нь баруун тийш чиглүүлснээр аль аль нь хоёуланг нь холдуулах болно. _
• Фотодиодын угсралтыг дээрээс нь орон сууцны хоолой руу оруулна. Дахин хэлэхэд ямар ч супер цавуу бүү ашиглаарай. Диодын дээд хэсэг нь цэвэр, тоосгүй байх ёстой. _
• Teflon сарниулагч дискийг цаасан алчуур эсвэл салфеткаар аваад хоёр гадаргууг нь зөөлөн арчиж, тэнд байгаа тоос, хог хаягдлыг зайлуулна. Дискийг орон сууцны хоолойн дээд хэсэгт байрлах нүхэнд оруулаарай. Ямар ч супер цавуу хэрэглэж болохгүй. Хэрэв энэ нь маш сул тохирсон бол та дараа нь супер цавуу хэрэглэх хэрэгтэй болно, гэхдээ тийм биш. _
• Чуулганыг дээш нь эргүүл (хар тугалга нь дээш, зүүн тийш урт). Диффузор диск унаагүй эсэхийг шалгаарай. Ажлын хатуу, гөлгөр гадаргуу дээр барихын тулд 4 ширхэг соронзон хальс ашиглана уу. Соронзон хальс нь хоолойны боловсруулсан ирмэгээс доогуур байх ёстой. Хоолойн эргэн тойронд нэг ширхэг соронзон хальс боож боох. _

Алхам 4: TMP36 нэмэх (заавал биш)

• TMP36 -ийг фотодиодын утаснуудын ойролцоох нүхэнд, TMP36 -ийн хавтгай талыг хар тугалга руу чиглүүлж, бөөрөнхий талыг хоолойн хана руу чиглүүлнэ. Туузны үзүүрээр дарна уу. Энэ нь фотодиодын утаснуудын хамгийн бага хазайлттай байх ёстой. _
• TMP36 -ийг арилгаж, дээд, хавтгай, бөөрөнхий талдаа супер цавуу түрхээд ижил байрлал дахь нүхэнд нэн даруй оруулна. Зөвхөн хангалттай хэмжээний цавуу хэрэглээрэй, ингэснээр LED эзэмшигч, диодын туяа, хоолойны дотор наалдана, гэхдээ фотодиодын эргэн тойронд урсах магадлалтай тийм их хэмжээгээр бүү ашиглаарай. Үүнийг нүхэнд хурдан дарах хэрэгтэй бөгөөд ингэснээр цавуу нь бүхэлд нь орохоос өмнө наалддаггүй. _
• Хоёр фотодиодын залгуур болон гурван TMP36 залгуурыг тохируулаарай.

Алхам 5: Цавуу мэдрэгчийн хоолойг хайрцагт хийх

• Боловсруулсан хоолойны ирмэг дээр бага зэрэг цавуу түрхээд дараа нь хайрцгийг нэн даруй буулгаж, хоолойг хайрцгийн нүхэнд наасан байна. Хэргийн урт хэмжээ нь цооногоор дамжин өнгөрөх утаснуудын эгнээтэй тохирч байх ёстой бөгөөд бэхэлгээний төгсгөлийн нүх нь таны баруун талд байх ёстой. Хоолойг нүхэнд бүрэн суулгасан эсэхийг шалгаарай. _
• Хэрхэн байрлуулахын тулд соронзон хальсны тусламжтайгаар тэгшхэн байрлуулж, хоолой нь перпендикуляр байх ёстой._

Алхам 6: ADS1115 самбарыг нэмнэ үү

• ADS1115 хавтангийн арын хэсэгт супер цавуу түрхээрэй. А0 цооногоос урт фотодиод хар тугалга, богино нь А1 цооногоор орж ирснээр ADS1115 хавтанг хурдан, гэхдээ болгоомжтой доошлуул. Гурван TMP36 утас нь ADS1115 хавтангийн ирмэг дээр байх бөгөөд бага зэрэг хазайж магадгүй юм. ADS1115 хавтангийн байрлалыг тохируулахын тулд A0 ба A1 цооногууд нь хоолойн цооног дээр төвлөрч, самбарыг нэг минут орчим байлга.
• Үүнийг хэдэн цагийн турш гар хүрээгүй байлгаарай, ингэснээр цавуу хатсан байх болно. Дараах алхамуудыг тэр хүртэл үргэлжлүүлж болохгүй._

Алхам 7: Ачааллын эсэргүүцэл нэмэх

• Резисторын хоёр үзүүрийг 1 см хүртэл хайчилж ав. Хар тугалга бүрийн үзүүр дээр 2 мм -ийг зөв өнцгөөр нугалж, 2 мм -ийн төгсгөлийг ADS1115 хавтангийн A0 ба A1 нүхэнд фотодиодын залгуурын хамт оруулна. 2мм -ийн урттай байх шалтгаан нь төгсгөлүүд нь TMP36 туяа эсвэл бусад фотодиодын тугалган дээр самбарын доор хүрэх боломжгүй юм._
• Резистор ба фотодиодыг гагнах нь A0 ба A1 нүх рүү хөтөлдөг._
• Фотодиодын залгуурыг хайчилж ав._

Алхам 8: TMP36 гагнуурын дунд удирдагчийг A2 болгоно (заавал биш)

• ADS1115 хавтангийн ирмэгээс TMP36 гадна талын хоёр үзүүрийг зөөлөн нугална уу._
• Урт хамартай бахө ашиглан дунд TMP36 хар тугалгыг А2 нүх рүү болгоомжтой нугалж нүх рүү гагнана. Хэрэв хар тугалга нь нүхэнд ороход хангалттай урт биш бол гагнахын тулд танд нүхэнд жижигхэн утас хэрэгтэй болно. Энэ тугалга нь A1 гагнуурын холбоос эсвэл фотодиодын тугалган холбогчтой холбоогүй эсэхийг шалгаарай._

Алхам 9: Кабель бэлтгэх

• Ажлын гадаргуугаас бүхэлд нь угсрах _

• Teflon сарниулагч диск унахгүй байхын тулд үүнийг сэгсэрнэ үү. Хэрэв тийм бол дискийг одоогоор хойш нь тавь.

  _

• Кабелийн эмэгтэй үзүүрийг хайчилж ав. Зүссэн үзүүрийг бэхэлгээний хайрцаг руу түлхэж, дотогш нь татна. Хэт их татах гэж бүү санаа зов, дараа нь буцааж татах боломжтой болно. Хэрэв дотогш ороход хэцүү бол нэг дусал аяга таваг саван хэрэглээрэй._
• Дотоод утсан дээрх тусгаарлагчийг гэмтээхгүйн тулд болгоомжтой байгаарай. Бүрээсний 2 см -ээс багагүй хэсгийг хайчилж ав._
• Дотор дөрвөн утаснаас 8 мм тусгаарлагчийг хуулж, тус бүрийн үзүүрийг мушгина._
• Гагнуурын төмрөөр халааж, туузанд бага зэрэг гагнуур хийснээр эрчилсэн үзүүрийг "цагаан тугалга" болгоно._
• Дотоод утас ба кабелийн нөгөө үзүүрт байгаа 3.5 мм -ийн залгуурын дөрвөн хэсгийн хоорондох холболтыг тодорхойлохын тулд дижитал мултиметр (DMM) ашиглана уу. Өнгийг бичнэ үү: Өнгө: Зөвлөгөө: _ [+5V] Бөгж 1: _ [SCL] Бөгж 2: _ [SDA] Ханцуй: _ [GND] ТАЙЛБАР: эдгээр өнгө нь холболтын диаграм дээрх өнгөнүүдтэй бараг таарахгүй байх болно, Тиймээс энэ нь маш чухал юм._
• Дотоод утаснуудын тусгаарлагч нь ADS1115 хавтангийн VDD нүхэнд хүрэх хүртэл кабелийг резинэн бэхэлгээгээр татаж аваарай. _

Алхам 10: Гагнуурын кабелийн утас ба залгах утас ADS1115

• Дараах урттай утсыг хайчилж ав (зөвхөн TM36 -д шаардлагатай)

  • Хар, 2.5 см
  • Улаан, 2.5см Төгсгөл бүрийн төгсгөлөөс 6мм -ийн зайтай._
• Зөвлөмж (+5V) залгуурт холбогдсон кабелийн утсыг 2.5 см улаан утасны нэг үзүүрээр VDD нүхэнд гагнана._
• Ханцуйвч (GND) -тай холбогдсон кабелийн утсыг GND нүх рүү, 2.5 см хар утасны нэг үзүүртэй хамт гагнана._
• Ring 1 (SCL) залгуурт SCL нүхэнд холбогдсон кабелийн утсыг гагнана._
• Ring 2 (SDA) залгуурт SDA нүхэнд холбогдсон кабелийн утсыг гагнана. _

Алхам 11: Гагнуур TMP36 Цахилгаан/газардуулга (заавал биш)

• 2.5 см хар утасны нөгөө үзүүрийг (GND цооногоос) баруун талын TMP36 тугалган дээр гагнана. Энэ нь дунд удирдагчтай холбоогүй эсэхийг шалгаарай._
• 2.5 см -ийн улаан утасны нөгөө үзүүрийг (VDD цооногоос) зүүн талын TMP36 тугалган дээр гагнана. Энэ нь дунд удирдагчтай холбоогүй эсэхийг шалгаарай._

Алхам 12: Утасыг Жак руу гагнах

• Холбох дөрвөн утсыг хайчилж ав. Тэднийг Arduino -ийг байрлуулах ямар ч хаалттай байлгахад хангалттай урт болгоорой (IV Swinger 2 -ийн хувьд 9см):

  • Хар: _
  • Улаан: _
  • Цэнхэр: _
  • Ногоон: _ бүрийн төгсгөлөөс 1см зайлаарай._
• Кабелийн залгуурыг 3.5 мм -ийн үүрэнд оруулна уу._
• DMM ашиглан 3.5 мм үүрний арын хэсэгт ямар гагнуурын холболт ADS1115 самбар дээрх VDD нүхэнд холбогдсоныг тодорхойлохын тулд RED утсыг үүрэнд байгаа гагнуурын холболттой холбоно уу.
• DMM ашиглан 3.5 мм үүрний арын хэсэгт ямар гагнуурын холболт ADS1115 самбар дээрх GND нүхэнд холбогдсоныг тодорхойлж болно.
• DMM ашиглан 3.5 мм -ийн үүрний арын хэсэгт ямар гагнуурын холболтыг ADS1115 самбар дээрх SCL нүхэнд холбож байгааг тодорхойлж болно.
• DMM ашиглан 3.5 мм үүрний арын хэсэгт ямар гагнуурын холболт ADS1115 самбар дээрх SDA нүхэнд холбогдсоныг тодорхойлохын тулд GREEN утсыг үүрэнд байгаа гагнуурын холболттой холбоно уу._

• Холболтыг баталгаажуулахын тулд DMM ашиглана уу. Холболтын утасны төгсгөлөөс ADS1115 цооног хүртэлх тасралтгүй байдлыг шалгах. Үүний зэрэгцээ нөгөө гуравтаа ҮРГЭЛЖЛЭЛ байхгүй гэдгийг шалгаарай.

  • VDD -ийн улаан: _
  • Хараас GND хүртэл: _
  • SCL -ээс цэнхэр: _
  • SDA -д ногоон: _
• Дөрвөн залгах утсыг 3.5 мм үүрэнд гагнана _

Алхам 13: Эцсийн чуулган

• Кабелийн уяаг кабелийн эргэн тойронд байрлуулж, хавчаар ашиглан хавчаарын дотор талын бэхэлгээний хажууд чангална. Тайрах._
• Хавтасны хайрцгийг шургуул._
• Багажид багтсан жижиг зүлгүүрийн цаасыг ашиглаад тефлоны гадаргууг дугуй хөдөлгөөнөөр зөөлөн зүлгээрэй.
• Хэрэв Teflon сарниулагч диск нь завсарлагаанд нь сайн наалдаагүй бол завсарлагааныхаа эргэн тойронд маш бага хэмжээний хэт цавуу хэрэглээрэй. Фотодетектор дээр ямар ч цавуу орохгүй байхыг анхаарна уу. Шүдний оо нь супер цавуу түрхэхэд тустай байж болох ч хурдан хөдөлнө. Жижиг хавчаарыг цавуу хатах үед барьж аваарай._
• Arduino -д холбогдох: Зураг дээр үзүүлсэн шиг 3.5 мм үүрний арын дөрвөн утсыг Arduino руу холбоно уу._

Алхам 14: Туршилт хийх, шалгалт тохируулга хийх

GitHub репозитор дахь баримт бичигт тестийг хэрхэн ачаалах, ажиллуулах талаар тайлбарласан болно. Түүнчлэн пиранометрийг тохируулахын тулд юу шаардлагатай байгааг тайлбарласан болно.