ADS1115 Piranometru InstESRE: 14 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Un piranometru măsoară iradierea soarelui (putere / zonă, practic „strălucire”) pe o suprafață. În ciuda denumirilor similare, este complet diferit de pirometru, așa că opriți-vă chiar aici dacă asta căutați.

Acest instructable descrie cum să construiți și să testați o versiune modificată a kitului de piranometru oferit de Dr. David Brooks de la Institutul pentru Cercetarea Și Educația Pământului (InstESRE):

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

Această versiune a piranometrului InstESRE se interfață cu un Arduino utilizând un convertor analog-digital ADS1115 (ADC) și acceptă, de asemenea, corectarea temperaturii utilizând un senzor de temperatură TMP36 co-localizat cu fotodioda.

Trasorul curbei IV Swinger 2 IV sprijină acest design piranometru ca senzor opțional și aceasta a fost motivația modificărilor. Cu toate acestea, deoarece alți utilizatori ai piranometrului InstESRE îl pot găsi util, acest instructabil descrie designul independent de proiectul IV Swinger 2.

Următorul depozit GitHub conține documentația și software-ul:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Vă rugăm să descărcați și să citiți documentul înainte de a continua. Documentul conține o versiune numai text a pașilor din acest instructabil și poate fi utilizat ca listă de verificare în timpul construcției. De asemenea, descrie cum să comandați kitul de la Dr. Brooks și ce piese suplimentare să cumpărați. Acestea nu sunt repetate în acest instructabil.

Pasul 1: Strângeți instrumentele

Am folosit instrumentele prezentate în fotografie.

Pasul 2: Pregătiți incinta

• Introduceți garnitura în orificiul de la capătul carcasei. Utilizați un obiect mic contondent, cum ar fi o șurubelniță mică. Aveți grijă să nu tăiați pasul. (Pasul este elementul din cauciuc moale în formă de O.) _
• Răspândiți o cantitate mică de superglue în jurul interiorului celei mai mari dintre cele două găuri din partea superioară a carcasei. Introduceți nivelul bulei din interiorul carcasei. Asigurați-vă că scaunele umărului nivelului bulei sunt fixate ferm de partea superioară a carcasei. Puneți carcasa deoparte, cu susul în jos, pentru a lăsa adezivul să se usuce câteva minute. [NOTĂ: nivelul bulei nu este necesar pentru aplicația IV Swinger 2 și nu este afișat în fotografii.] _

Pasul 3: Pregătiți fotodiodă și difuzor

• Asigurați-vă că cablurile fotodiodelor PDB-C139 sunt drepte și paralele între ele, făcând ajustări dacă este necesar. _
• Introduceți fotodioda PDB-C139 în suportul LED. Ar trebui să se fixeze în poziție. NU folosiți niciun superglue. _
• Cu firele de fotodiodă PDB-C139 îndreptate în sus, iar cele mai lungi spre stânga și cele mai scurte spre dreapta, îndoiți FOARTE ușor ambele fire de la dvs. _
• Introduceți ansamblul fotodiodă în tubul carcasei din partea superioară. Din nou, NU folosiți niciun superglue. Asigurați-vă că partea superioară a diodei este curată și fără praf. _
• Ridicați discul difuzor de teflon cu un prosop de hârtie sau un șervețel și frecați ușor ambele suprafețe pentru a îndepărta orice praf sau resturi care ar putea fi acolo. Introduceți discul în locașul său din partea superioară a tubului carcasei. NU folosiți niciun superglue. Dacă se potrivește foarte bine, va trebui să folosiți ceva superglue MAI TÂRZIU, dar NU ÎNCĂ. _
• Întoarceți ansamblul cu capul în jos (cablurile îndreptate în sus, mai lungi unul spre stânga). Asigurați-vă că discul difuzor nu a căzut. Folosiți 4 bucăți de bandă pentru ao ține apăsat pe o suprafață de lucru dură și netedă. Banda trebuie să fie sub marginea prelucrată a tubului. Înfășurați încă o bucată de bandă în jurul tubului. _

Pasul 4: Adăugați TMP36 (opțional)

• Introduceți TMP36 în orificiul de pe partea apropiată a cablurilor fotodiodei, cu partea plană a TMP36 către cabluri și partea rotunjită spre peretele tubului. Apăsați-l până la capetele cablurilor sale. Ar trebui să se potrivească frumos cu o deviere minimă a cablurilor fotodiodei. _
• Îndepărtați TMP36, aplicați superglue pe partea superioară, plană și rotunjită și introduceți-l imediat înapoi în gaură în aceeași poziție. Folosiți doar suficient adeziv, astfel încât să se lipească de suportul LED-ului, de cablurile diodei și de interiorul tubului, dar nu utilizați atât de mult încât să poată curge în jurul fotodiodei. Asigurați-vă că îl apăsați rapid în gaură, astfel încât lipiciul să nu-l prindă înainte de a intra până la capăt. _
• Reglați cele două cabluri ale fotodiodei și cele trei cabluri TMP36 astfel încât toate să fie îndreptate cât mai drept posibil_

Pasul 5: lipiți senzorul tubului de carcasă

• Aplicați niște superglue pe janta prelucrată a tubului și apoi coborâți rapid carcasa peste aceasta, astfel încât tubul să fie lipit în orificiul carcasei. Dimensiunea lungă a carcasei trebuie să fie în linie cu șirurile de cabluri care vin prin gaură, iar gaura de capăt cu manșonul trebuie să fie în dreapta ta. Asigurați-vă că tubul este așezat complet în gaură. _
• Folosiți o bandă pentru a menține carcasa în poziție, astfel încât să fie nivelată și tubul să fie perpendicular pe ea._

Pasul 6: Adăugați placa ADS1115

• Aplicați un blob de superglue pe partea din spate a plăcii ADS1115 chiar în mijloc. Rapid, dar cu atenție, coborâți placa ADS1115 în jos, cu firul mai lung de fotodiodă care trece prin gaura A0 și cel mai scurt care trece prin gaura A1. Cele trei cabluri TMP36 vor fi de-a lungul marginii plăcii ADS1115 și se pot devia ușor. Reglați poziția plăcii ADS1115 astfel încât orificiile A0 și A1 să fie centrate peste orificiul tubului și țineți placa în loc pentru aproximativ un minut, astfel încât să se lipească de carcasă._
• Lăsați-l neatins timp de câteva ore, astfel încât lipiciul să se fi uscat cu siguranță. Nu continuați pașii următori până atunci._

Pasul 7: Adăugați rezistor de încărcare

• Tăiați ambele cabluri ale rezistorului la 1 cm. Îndoiți 2 mm la capătul fiecărui cablu la un unghi drept și introduceți acele capete de 2 mm în găurile A0 și A1 ale plăcii ADS1115, alături de cablurile fotodiodei. Motivul pentru lungimea de 2 mm este că nu există nicio posibilitate ca capetele să atingă cablurile TMP36 sau celălalt cablu de fotodiodă de sub placă._
• Lipiți rezistorul și fotodioda duce la găurile A0 și A1._
• Tăiați cablurile fotodiodei._

Pasul 8: lipire TMP36 Middle Lead la A2 (opțional)

• Îndoiți ușor cele două conducte externe TMP36 departe de marginea plăcii ADS1115._
• Cu clești cu nas lung, îndoiți cu grijă firul central TMP36 spre gaura A2 și lipiți-l în gaură. Este posibil să aveți nevoie de o bucată mică de sârmă de decupare în gaură pentru a se lipi dacă plumbul nu este suficient de lung pentru a intra efectiv în gaură. Asigurați-vă că acest cablu nu intră în contact cu articulația de lipit A1 sau cu butonul de fotodiodă._

Pasul 9: Pregătiți cablul

• Desfaceți întregul ansamblu de pe suprafața de lucru_

• Agitați-l pentru a vă asigura că discul difuzor din teflon nu cade. Dacă da, lăsați discul deoparte deocamdată.

  _

• Tăiați capătul feminin al cablului. Împingeți capătul tăiat prin bucșă în carcasă și trageți-l. Nu vă faceți griji dacă îl trageți prea departe, veți putea să-l retrageți mai târziu. Folosiți o picătură de săpun de vase dacă este dificil să treceți._
• Tăiați învelișul exterior al cablului de pe capătul tăiat pentru a expune cele patru fire din interior, având grijă să nu deteriorați izolația firelor interioare. Tăiați cel puțin 2 cm din înveliș._
• Îndepărtați 8 mm de izolație din cele patru fire interioare și răsuciți capetele fiecăruia._
• „Tin” capetele răsucite prin încălzirea cu fierul de lipit și aplicarea unor lipiri pe fire._
• Utilizați un multimetru digital (DMM) pentru a determina conectivitatea dintre firele interioare și cele patru părți ale mufei de 3,5 mm de pe celălalt capăt al cablului. Notați culorile: Culoare: Sfat: _ [+ 5V] Inel 1: _ [SCL] Inel 2: _ [SDA] Manșon: _ [GND] NOTĂ: aceste culori aproape că NU se vor potrivi cu culorile din diagrama conexiunilor, deci acest lucru este foarte important._
• Trageți cablul înapoi prin garnitura de cauciuc până când izolația firelor interioare ajunge doar la gaura VDD a plăcii ADS1115. _

Pasul 10: lipiți cablurile cablurilor și conectați-le la ADS1115

• Tăiați următoarele lungimi de sârmă de conectare (necesare doar pentru TMP36)

  • Negru, 2,5cm
  • Roșu, 2,5 cm Se îndepărtează la 6 mm de fiecare capăt al fiecăruia._
• Lipiți firul de cablu care este conectat la vârful fișei (+ 5V) la orificiul VDD, împreună cu un capăt al firului roșu de 2,5 cm._
• Lipiți firul de cablu care este conectat la mufă (GND) la orificiul GND, împreună cu un capăt al firului negru de 2,5 cm._
• Lipiți cablul cablului care este conectat la mufa Ring 1 (SCL) la orificiul SCL._
• Lipiți cablul cablului care este conectat la mufa Ring 2 (SDA) la orificiul SDA. _

Pasul 11: Conductori de alimentare / împământare TMP36 (opțional)

• Lipiți celălalt capăt al firului negru de 2,5 cm (din gaura GND) la cablul TMP36 din dreapta. Asigurați-vă că nu intră în contact cu mijlocul._
• Lipiți celălalt capăt al firului roșu de 2,5 cm (din gaura VDD) la cablul TMP36 din stânga. Asigurați-vă că nu intră în contact cu mijlocul._

Pasul 12: Tăiați și lipiți firele la Jack

• Tăiați patru fire de conectare. Faceți-le suficient de lungi pentru orice incintă în care veți pune Arduino (9 cm pentru IV Swinger 2):

  • Negru: _
  • Roșu: _
  • Albastru: _
  • Verde: _Depărtați 1cm de la capătul fiecăruia._
• Introduceți mufa cablului în mufa de 3,5 mm._
• Utilizați DMM pentru a determina ce conexiune de lipit de pe partea din spate a mufei de 3,5 mm este conectată la orificiul VDD de pe placa ADS1115. Răsuciți firul RED la acea conexiune de lipit de pe mufă._
• Utilizați DMM pentru a determina ce conexiune de lipit de pe partea din spate a mufei de 3,5 mm este conectată la orificiul GND de pe placa ADS1115. Răsuciți firul NEGRU la acea conexiune de lipit de pe mufă._
• Utilizați DMM pentru a determina ce conexiune de lipit de pe partea din spate a mufei de 3,5 mm este conectată la orificiul SCL de pe placa ADS1115. Răsuciți firul ALBASTRU la acea conexiune de lipit de pe mufă._
• Utilizați DMM pentru a determina ce conexiune de lipit de pe partea din spate a mufei de 3,5 mm este conectată la orificiul SDA de pe placa ADS1115. Răsuciți firul VERZ la acea conexiune de lipit de pe mufă._

• Utilizați DMM pentru a confirma conexiunile. Testați continuitatea de la capătul firului de conectare la gaura ADS1115. În același timp, testați dacă nu există CONTINUITATE pentru celelalte trei.

  • Roșu la VDD: _
  • Negru la GND: _
  • Albastru pentru SCL: _
  • Verde pentru SDA: _
• Lipiți toate cele patru fire de conectare la mufa de 3,5 mm_

Pasul 13: Adunarea finală

• Puneți legătura de cablu în jurul cablului și folosiți cleștele pentru a-l trage strâns chiar lângă bucșa din interiorul carcasei. Tunde._
• Înșurubați capacul la carcasă._
• Folosiți o bucată mică de hârtie abrazivă fină inclusă în kit și abrați ușor suprafața teflonului cu o mișcare circulară, suficient cât să eliminați „strălucirea” de pe disc._
• Dacă discul difuzor de teflon nu s-a fixat strâns în locașul său, utilizați o cantitate TINY de super-adeziv în jurul locașului pentru ao ține. Asigurați-vă că nu obțineți niciun adeziv pe fotodetector! O scobitoare poate fi utilă pentru aplicarea supergluei, dar mișcați-vă rapid. Folosiți o clemă mică pentru a o ține în timp ce adezivul se usucă._
• Conectați-vă la Arduino: Conectați cele patru fire din spatele mufei de 3,5 mm la Arduino așa cum se arată în fotografii._

Pasul 14: Rularea testelor și calibrarea

Documentul din depozitul GitHub descrie cum se încarcă și se execută testele. De asemenea, descrie ce este necesar pentru calibrarea piranometrului.