ADS1115 InstESRE Pyranometer: 14 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Et pyranometer måler solens bestråling (kraft/område, i utgangspunktet "lysstyrke") på en overflate. Til tross for de samme navnene, er det helt annerledes enn et pyrometer, så stopp her hvis det er det du leter etter.

Denne instruksjonsboken beskriver hvordan du bygger og tester en modifisert versjon av pyranometersettet som tilbys av Dr. David Brooks fra Institute for Earth Science Research and Education (InstESRE):

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

Denne versjonen av InstESRE pyranometer grensesnitt med en Arduino ved hjelp av en ADS1115 analog-til-digital omformer (ADC) og støtter også temperaturkorreksjon ved hjelp av en TMP36 temperatursensor som er lokalisert med fotodioden.

IV Swinger 2 IV -kurvesporeren støtter denne pyranometerdesignen som en valgfri sensor, og det var motivasjonen for modifikasjonene. Siden andre brukere av InstESRE -pyranometeret kan synes det er nyttig, beskriver denne instruksen designet uavhengig av IV Swinger 2 -prosjektet.

Følgende GitHub -depot inneholder dokumentasjon og programvare:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Last ned og les dokumentet før du fortsetter. Dokumentet inneholder en tekstversjon av trinnene i denne instruksjonsboken og kan brukes som en sjekkliste under konstruksjonen. Den beskriver også hvordan du bestiller settet fra Dr. Brooks og hvilke tilleggsdeler du skal kjøpe. De gjentas ikke i denne instruksen.

Trinn 1: Samle verktøy

Jeg brukte verktøyene som er vist på bildet.

Trinn 2: Forbered vedlegg

• Sett hullet inn i hullet på slutten av esken. Bruk en liten stump gjenstand, for eksempel en liten skrutrekker. Vær forsiktig så du ikke kutter tynnen. (Gjennomføringen er det O-formede elementet i myk gummi.) _
• Spred en liten mengde lim over innsiden av det største av de to hullene i toppen av saken. Sett inn boblenivået fra innsiden av saken. Sørg for at boblenivåets skulderseter sitter godt mot toppen av saken. Sett saken til side, opp ned for å la limet tørke i flere minutter. [MERK: boblenivået er ikke nødvendig for IV Swinger 2 -applikasjonen, og det er ikke vist på bildene.] _

Trinn 3: Forbered fotodiode og diffusor

• Sørg for at PDB-C139-fotodiodeledningene er rette og parallelle med hverandre, og juster om nødvendig. _
• Sett inn PDB-C139 fotodiode i LED-holderen. Det skal smekke på plass. IKKE bruk noen superlim. _
• Med fotodioden PDB-C139 pekende opp, og med lengre ledning til venstre og kortere til høyre, bøyer VELDIG LITT begge ledninger bort fra deg. _
• Sett fotodiodenheten inn i husrøret fra toppen. Igjen, IKKE bruk noe lim. Sørg for at toppen av dioden er ren og støvfri. _
• Ta opp teflondiffusordisken med et papirhåndkle eller serviet og gni begge overflatene forsiktig for å fjerne støv eller rusk som kan være der. Fest disken i fordypningen øverst på husrøret. IKKE bruk noen superlim. Hvis det er en veldig løs passform, må du bruke litt superlim senere, men IKKE ENDAN. _
• Snu forsiden opp ned (ledninger peker opp, lengre en til venstre). Sørg for at diffusordisken ikke falt ut. Bruk 4 båndbånd for å holde den nede på et hardt, glatt arbeidsunderlag. Tapen skal være under den bearbeidede kanten av røret. Pakk et stykke tape til rundt røret. _

Trinn 4: Legg til TMP36 (valgfritt)

• Sett TMP36 inn i hullet på nærsiden av fotodiodeledningene, med den flate siden av TMP36 mot ledningene og den avrundede siden mot veggen på røret. Trykk den ned i enden av lederne. Den skal passe fint med minimal nedbøyning av fotodiodeledningene. _
• Fjern TMP36, påfør superlim på den øvre, flate siden og den avrundede siden, og sett den umiddelbart tilbake i hullet i samme posisjon. Bruk bare nok lim slik at det skal feste seg til LED -holderen, diodeledningene og innsiden av røret, men ikke bruk så mye at det muligens kan flyte rundt fotodioden. Sørg for å trykke den raskt inn i hullet, slik at limet ikke tar tak i det før det er helt inne. _
• Juster de to fotodiodeledningene og de tre TMP36 -lederne slik at de alle peker så rett opp som mulig _

Trinn 5: Limsensor til rør

• Påfør litt superlim på den bearbeidede kanten av røret, og senk deretter kassen umiddelbart over det, så røret limes inn i hullet i etuiet. Den lange dimensjonen av saken skal være i tråd med radene med ledninger som kommer gjennom hullet, og endehullet med hullet skal være til høyre for deg. Sørg for at røret sitter helt i hullet. _
• Bruk litt tape for å holde saken på plass slik at den er plan og røret er vinkelrett på den._

Trinn 6: Legg til ADS1115 Board

• Påfør en klatt superlim på baksiden av ADS1115 -kortet midt på midten. Raskt, men forsiktig, senk ADS1115 -kortet ned med den lengre fotodiodelederen som kommer gjennom hull A0 og den kortere som kommer gjennom hull A1. De tre TMP36 -lederne vil være langs kanten av ADS1115 -kortet og kan avbøyes litt. Juster posisjonen til ADS1115 -kortet slik at A0- og A1 -hullene er sentrert over rørhullet og hold brettet på plass i omtrent et minutt slik at det fester seg til saken._
• La dette stå uberørt i et par timer, så limet vil ha tørket. Ikke fortsett med følgende trinn før._

Trinn 7: Legg til lastmotstand

• Skjær begge ledninger på motstanden til 1 cm. Bøy 2 mm på enden av hver ledning i en rett vinkel og sett de 2 mm endene inn i hullene A0 og A1 på ADS1115 -kortet, sammen med fotodiodeledningene. Årsaken til lengden på 2 mm er at det ikke er noen mulighet for at endene kan berøre TMP36 -lederne eller den andre fotodiodeledningen under brettet._
• Lodd motstanden og fotodioden til hull A0 og A1._
• Trim fotodiodeledningene._

Trinn 8: Lodde TMP36 mellomleder til A2 (valgfritt)

• Bøy forsiktig de to ytre TMP36 -ledningene vekk fra kanten av ADS1115 -kortet._
• Med langtang, bøy den midterste TMP36-ledningen forsiktig mot A2-hullet og lodd den til hullet. Du kan trenge et lite stykke avskåret tilkoblingstråd i hullet for å lodde til hvis ledningen ikke er ganske lang nok til å gå inn i hullet. Sørg for at denne ledningen ikke kommer i kontakt med A1 -loddeskjøten eller fotodiodestubben._

Trinn 9: Klargjør kabelen

• Ta av hele enheten fra arbeidsflaten_

• Rist den for å sikre at Teflon -diffusordisken ikke faller ut. Hvis den gjør det, sett disken til side for nå.

  _

• Klipp hunenden av kabelen. Skyv kuttenden gjennom hullet inn i etuiet og trekk den gjennom. Ikke bekymre deg for å trekke den for langt, du vil kunne trekke den ut senere. Bruk en dråpe oppvasksåpe hvis det er vanskelig å presse gjennom._
• Klipp bort den ytre kabelkappen på den avskårne enden for å avsløre de fire ledningene inni, vær forsiktig så du ikke skader isolasjonen på de indre ledningene. Klipp bort minst 2 cm av mantelen._
• Fjern 8 mm av isolasjonen fra de fire indre ledningene og vri endene på hver._
• "Tinn" de vridde endene ved å varme opp med loddejernet og bruke litt loddetinn på trådene._
• Bruk et digitalt multimeter (DMM) for å bestemme tilkoblingen mellom de indre ledningene og de fire delene av 3,5 mm pluggen i den andre enden av kabelen. Skriv ned fargene: Farge: Tips: _ [+5V] Ring 1: _ [SCL] Ring 2: _ [SDA] Erme: _ [GND] MERK: disse fargene vil nesten ikke stemme med fargene i tilkoblingsdiagrammet, så dette er veldig viktig._
• Trekk kabelen ut igjen gjennom gummigummien til isolasjonen av de indre ledningene akkurat når VDD -hullet på ADS1115 -kortet. _

Trinn 10: Loddekabeltråder og tilkoblingstråd til ADS1115

• Kutt følgende lengder på tilkoblingstråden (bare nødvendig for TMP36)

  • Svart, 2,5 cm
  • Rød, 2,5 cm Stripe 6 mm fra hver ende av hver._
• Lodd kabelen som er koblet til pluggen Tips (+5V) til VDD -hullet, sammen med den ene enden av den 2,5 cm røde ledningen._
• Lodd kabeltråden som er koblet til plugghylsen (GND) til GND -hullet, sammen med den ene enden av den 2,5 cm svarte ledningen._
• Lodd kabelen som er koblet til pluggringen 1 (SCL) til SCL -hullet._
• Lodd kabelen som er koblet til pluggringen 2 (SDA) til SDA -hullet. _

Trinn 11: Lodde TMP36 Strøm-/jordingsledninger (valgfritt)

• Lodd den andre enden av den 2,5 cm svarte ledningen (fra GND -hullet) til TMP36 -ledningen til høyre. Sørg for at den ikke kommer i kontakt med midtledningen._
• Lodd den andre enden av den 2,5 cm røde ledningen (fra VDD -hullet) til TMP36 -ledningen til venstre. Sørg for at den ikke kommer i kontakt med midtledningen._

Trinn 12: Klipp og loddetrådene til Jack

• Klipp fire tilkoblingsledninger. Gjør dem lange nok til det du vil sette Arduino i (9 cm for IV Swinger 2):

  • Svart: _
  • Rød: _
  • Blå: _
  • Grønn: _ Strip 1 cm fra slutten av hver._
• Sett kabelpluggen inn i 3,5 mm -kontakten._
• Bruk DMM til å bestemme hvilken loddetilkobling på baksiden av 3,5 mm -kontakten som er koblet til VDD -hullet på ADS1115 -kortet. Vri den RØDE ledningen til den loddetilkoblingen på kontakten._
• Bruk DMM til å bestemme hvilken loddetilkobling på baksiden av 3,5 mm -kontakten som er koblet til GND -hullet på ADS1115 -kortet. Vri den SVARTe ledningen til den loddetilkoblingen på kontakten._
• Bruk DMM til å bestemme hvilken loddetilkobling på baksiden av 3,5 mm -kontakten som er koblet til SCL -hullet på ADS1115 -kortet. Vri den BLÅ ledningen til den loddetilkoblingen på kontakten._
• Bruk DMM til å bestemme hvilken loddetilkobling på baksiden av 3,5 mm -kontakten som er koblet til SDA -hullet på ADS1115 -kortet. Vri den GRØNNE ledningen til den loddetilkoblingen på kontakten._

• Bruk DMM for å bekrefte tilkoblingene. Test kontinuitet fra enden av tilkoblingskabelen til ADS1115 -hullet. Test samtidig at det INGEN KONTINU er for de tre andre.

  • Rød til VDD: _
  • Svart til GND: _
  • Blå til SCL: _
  • Grønn til SDA: _
• Lodd alle fire tilkoblingskablene til 3,5 mm -kontakten.

Trinn 13: Sluttmontering

• Sett kabelbåndet rundt kabelen og bruk en tang til å trekke det tett rett ved siden av hullet på innsiden av saken. Listverk._
• Skru lokket på saken._
• Bruk det lille, fine slipepapiret som følger med settet, og slip forsiktig overflaten på teflon med en sirkulær bevegelse, akkurat nok til å fjerne "glansen" fra disken._
• Hvis Teflon -diffusordisken ikke klikket tett inn i fordypningen, bruker du en liten mengde lim rundt fordypningen for å holde den inne. Pass på at du ikke får lim på fotodetektoren! En tannpirker kan være nyttig for å påføre superlimet, men bevege seg raskt. Bruk en liten klemme for å holde den inne mens limet tørker._
• Koble til Arduino: Koble de fire ledningene fra baksiden av 3,5 mm -kontakten til Arduino som vist på bildene._

Trinn 14: Kjøre tester og kalibrering

Dokumentet i GitHub -depotet beskriver hvordan du laster inn og kjører testene. Den beskriver også hva som kreves for å kalibrere pyranometeret.