ADS1115 InstESRE Piranometre: 14 Adım (Resimli)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bir piranometre, bir yüzeyde güneşin ışınımını (güç/alan, temel olarak "parlaklık") ölçer. Benzer isimlere rağmen, bir pirometreden tamamen farklıdır, bu yüzden aradığınız buysa burada durun.

Bu Eğitim Tablosu, Yer Bilimleri Araştırma ve Eğitim Enstitüsü'nden (InstESRE) Dr. David Brooks tarafından sunulan piranometre kitinin değiştirilmiş bir versiyonunun nasıl oluşturulacağını ve test edileceğini açıklamaktadır:

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

InstESRE piranometrenin bu versiyonu, bir ADS1115 analogdan dijitale dönüştürücü (ADC) kullanan bir Arduino ile arayüz oluşturur ve ayrıca fotodiyot ile birlikte yerleştirilmiş bir TMP36 sıcaklık sensörü kullanarak sıcaklık düzeltmesini destekler.

IV Swinger 2 IV eğri izleyici, bu piranometre tasarımını isteğe bağlı bir sensör olarak destekler ve bu, modifikasyonların motivasyonuydu. Bununla birlikte, InstESRE piranometrenin diğer kullanıcıları bunu faydalı bulabileceğinden, bu Eğitilebilir Tablo, tasarımı IV Swinger 2 projesinden bağımsız olarak açıklar.

Aşağıdaki GitHub deposu, belgeleri ve yazılımı içerir:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Lütfen devam etmeden önce belgeyi indirin ve okuyun. Belge, bu Eğitilebilir Tablodaki adımların salt metin sürümünü içerir ve inşaat sırasında bir kontrol listesi olarak kullanılabilir. Ayrıca, kitin Dr. Brooks'tan nasıl sipariş edileceğini ve hangi ek parçaların satın alınacağını da açıklar. Bunlar bu Talimatta tekrarlanmaz.

Adım 1: Araçları Toplayın

Fotoğrafta gösterilen araçları kullandım.

2. Adım: Muhafazayı Hazırlayın

• Salmastrayı kasanın sonundaki deliğe yerleştirin. Küçük bir tornavida gibi küçük, kör bir nesne kullanın. Grometi kesmemeye dikkat edin. (Grommet, yumuşak kauçuk O-şekilli öğedir.)_
• Kasanın üst kısmındaki iki delikten daha büyük olanın iç kısmına az miktarda süper yapıştırıcı sürün. Kabarcık seviyesini kasanın içinden yerleştirin. Kabarcık seviyesinin omuzunun kasanın üstüne sıkıca oturduğundan emin olun. Tutkalın birkaç dakika kuruması için kutuyu baş aşağı bir kenara koyun.[NOT: IV Swinger 2 uygulaması için kabarcık seviyesi gerekli değildir ve fotoğraflarda gösterilmemiştir.]_

Adım 3: Fotodiyot ve Difüzörü Hazırlayın

• PDB-C139 fotodiyot uçlarının düz ve birbirine paralel olduğundan emin olun ve gerekirse ayarlamalar yapın. _
• PDB-C139 fotodiyodu LED tutucuya yerleştirin. Yerine oturmalıdır. Herhangi bir süper yapıştırıcı KULLANMAYIN. _
• PDB-C139 fotodiyot uçları yukarıyı gösterecek ve daha uzun uç sola ve daha kısa olan sağa doğru olacak şekilde, her iki ucu da ÇOK HAFİF ŞEKİLDE bükün. _
• Fotodiyot tertibatını üstten muhafaza borusuna yerleştirin. Yine, herhangi bir süper yapıştırıcı KULLANMAYIN. Diyotun üst kısmının temiz ve tozsuz olduğundan emin olun. _
• Teflon difüzör diskini bir kağıt havlu veya kağıt mendil ile alın ve orada olabilecek toz veya kalıntıları temizlemek için her iki yüzeyi de nazikçe ovalayın. Diski muhafaza borusunun üstündeki girintisine oturtun. Herhangi bir süper yapıştırıcı KULLANMAYIN. Çok gevşek bir uyumsa, SONRA bir miktar süper yapıştırıcı kullanmanız gerekecek, ancak HENÜZ DEĞİL. _
• Düzeneği baş aşağı çevirin (uçlar yukarı bakar, daha uzun olanı sola). Difüzör diskinin düşmediğinden emin olun. Sert, pürüzsüz bir çalışma yüzeyinde tutmak için 4 parça bant kullanın. Bant, borunun işlenmiş kenarının altında olmalıdır. Tüpün etrafına bir parça daha bant sarın. _

4. Adım: TMP36'yı ekleyin (isteğe bağlı)

• TMP36'yı, TMP36'nın düz tarafı kablolara ve yuvarlak tarafı borunun duvarına doğru olacak şekilde fotodiyot uçlarının yakın tarafındaki deliğe yerleştirin. Uçlarının uçlarından aşağı bastırın. Fotodiyot uçlarının minimum sapması ile güzel bir şekilde uymalıdır. _
• TMP36'yı çıkarın, üst, düz ve yuvarlak tarafına süper yapıştırıcı sürün ve hemen aynı konumda tekrar deliğe yerleştirin. LED tutucuya, diyot uçlarına ve tüpün içine yapışması için yalnızca yeterli miktarda yapıştırıcı kullanın, ancak fotodiyotun çevresinden akabilecek kadar çok kullanmayın. Hızlı bir şekilde deliğe bastırdığınızdan emin olun, böylece yapıştırıcı tamamen içeri girmeden tutmaz. _
• İki fotodiyot ucunu ve üç TMP36 ucunu mümkün olduğunca düz yukarı bakacak şekilde ayarlayın_

Adım 5: Sensör Tüpünü Kasaya Yapıştırın

• Borunun işlenmiş kenarına bir miktar süper yapıştırıcı sürün ve ardından kasayı derhal bunun üzerine indirin, böylece boru kasadaki deliğe yapıştırılır. Kasanın uzun boyutu, delikten gelen kablo sıraları ile aynı hizada olmalı ve rondelalı uç deliği sağınızda olmalıdır. Tüpün deliğe tam olarak oturduğundan emin olun. _
• Kasayı düz ve tüp ona dik olacak şekilde yerinde tutmak için bir miktar bant kullanın._

Adım 6: ADS1115 Kartı Ekleyin

• ADS1115 kartının tam ortasına bir süper yapıştırıcı bloğu uygulayın. ADS1115 kartını, daha uzun fotodiyot ucu A0 deliğinden ve daha kısa olanı A1 deliğinden gelecek şekilde hızlı ama dikkatli bir şekilde aşağı indirin. Üç TMP36 ucu, ADS1115 kartının kenarı boyunca olacaktır ve hafifçe sapabilir. ADS1115 kartının konumunu, A0 ve A1 delikleri boru deliği üzerinde ortalanacak şekilde ayarlayın ve kartı kasaya yapışması için yaklaşık bir dakika yerinde tutun._
• Yapıştırıcının kurumuş olduğundan emin olmak için birkaç saat dokunmadan bırakın. O zamana kadar aşağıdaki adımlarla devam etmeyin._

Adım 7: Yük Direnci Ekle

• Direncin her iki ucunu 1 cm kesin. Her bir ucun ucunu dik açıyla 2 mm bükün ve bu 2 mm'lik uçları fotodiyot uçlarının yanında ADS1115 kartının A0 ve A1 deliklerine yerleştirin. 2 mm uzunluğunun nedeni, uçların TMP36 uçlarına veya kartın altındaki diğer fotodiyot uçlarına temas etme olasılığının olmamasıdır._
• Direnci ve fotodiyodu A0 ve A1 deliklerine lehimleyin._
• Fotodiyot uçlarını kesin._

Adım 8: TMP36 Orta Uçtan A2'ye Lehimleme (isteğe bağlı)

• İki dış TMP36 ucunu yavaşça ADS1115 kartının kenarından uzağa doğru bükün._
• Uzun uçlu pense ile orta TMP36 ucunu dikkatlice A2 deliğine doğru bükün ve deliğe lehimleyin. Kurşun gerçekten deliğe girecek kadar uzun değilse, lehimlemek için delikte küçük bir soyulmuş bağlantı teline ihtiyacınız olabilir. Bu ucun A1 lehim bağlantısı veya fotodiyot ucu ucu ile temas etmediğinden emin olun._

Adım 9: Kabloyu Hazırlayın

• Tüm montajı çalışma yüzeyinden çıkarın _

• Teflon difüzör diskinin düşmediğinden emin olmak için sallayın. Varsa, diski şimdilik bir kenara koyun.

  _

• Kablonun dişi ucunu kesin. Kesilen ucu rondeladan kasaya doğru itin ve içinden çekin. Çok uzağa çekme konusunda endişelenmeyin, daha sonra geri çekebileceksiniz. İterek geçmekte zorlanıyorsanız bir damla bulaşık deterjanı kullanın._
• İç kablolardaki yalıtıma zarar vermemeye dikkat ederek, içerideki dört kabloyu ortaya çıkarmak için kesilen uçtaki dış kablo kılıfını kesin. Kılıfın en az 2 cm'sini kesin._
• İçteki dört kablodan 8 mm izolasyonu soyun ve her birinin uçlarını bükün._
• Bükülmüş uçları havya ile ısıtarak ve tellere biraz lehim uygulayarak "kalaylayın"._
• İç teller ile kablonun diğer ucundaki 3,5 mm fişin dört parçası arasındaki bağlantıyı belirlemek için bir dijital multimetre (DMM) kullanın. Renkleri not edin:Renk:İpucu: _ [+5V]Halka 1: _ [SCL]Halka 2: _ [SDA]Kol: _ [GND]NOT: bu renkler neredeyse kesinlikle bağlantı şemasındaki renklerle eşleşmeyecektir, bu yüzden bu çok önemli._
• Kabloyu, iç tellerin yalıtımı ADS1115 kartının VDD deliğine ulaşana kadar lastik rondeladan geri çekin. _

Adım 10: Kablo Tellerini ve Bağlantı Tellerini ADS1115'e Lehimleyin

• Aşağıdaki uzunluklarda bağlantı kablosunu kesin (yalnızca TMP36 için gereklidir)

  • Siyah, 2.5cm
  • Kırmızı, 2.5cmHer birinin ucundan 6mm şerit._
• Fiş Ucuna (+5V) bağlı olan kablo telini 2,5 cm kırmızı telin bir ucuyla birlikte VDD deliğine lehimleyin._
• Fiş Manşonuna (GND) bağlı kablo telini 2,5 cm'lik siyah telin bir ucuyla birlikte GND deliğine lehimleyin._
• Fiş Halkası 1'e (SCL) bağlı kablo telini SCL deliğine lehimleyin._
• Fiş Halkası 2'ye (SDA) bağlı olan kablo telini SDA deliğine lehimleyin. _

Adım 11: Lehim TMP36 Güç/toprak Kabloları (isteğe bağlı)

• 2,5 cm'lik siyah kablonun diğer ucunu (GND deliğinden) sağdaki TMP36 ucuna lehimleyin. Orta uçla temas etmediğinden emin olun._
• 2,5 cm'lik kırmızı kablonun diğer ucunu (VDD deliğinden) soldaki TMP36 ucuna lehimleyin. Orta uçla temas etmediğinden emin olun._

Adım 12: Telleri Jack'e Kesip Lehimleyin

• Dört bağlantı kablosunu kesin. Arduino'yu koyacağınız muhafaza için yeterince uzun yapın (IV Swinger 2 için 9 cm):

  • Siyah: _
  • Kırmızı: _
  • Mavi: _
  • Yeşil: _Her birinin ucundan 1 cm şerit yapın._
• Kablo fişini 3,5 mm jaka takın._
• ADS1115 kartındaki VDD deliğine 3,5 mm jakın arkasındaki hangi lehim bağlantısının bağlı olduğunu belirlemek için DMM'yi kullanın. KIRMIZI kabloyu jak üzerindeki o lehim bağlantısına çevirin._
• ADS1115 kartındaki GND deliğine 3,5 mm jakın arkasındaki hangi lehim bağlantısının bağlı olduğunu belirlemek için DMM'yi kullanın. SİYAH kabloyu jak üzerindeki bu lehim bağlantısına bükün._
• 3,5 mm jakın arkasındaki hangi lehim bağlantısının ADS1115 kartındaki SCL deliğine bağlı olduğunu belirlemek için DMM'yi kullanın. MAVİ kabloyu jak üzerindeki lehim bağlantısına bükün._
• ADS1115 kartındaki SDA deliğine 3,5 mm jakın arkasındaki hangi lehim bağlantısının bağlı olduğunu belirlemek için DMM'yi kullanın. YEŞİL kabloyu jak üzerindeki lehim bağlantısına bükün._

• Bağlantıları onaylamak için DMM'yi kullanın. Bağlantı kablosunun ucundan ADS1115 deliğine kadar sürekliliği test edin. Aynı zamanda diğer üçünde de SÜREKLİLİK olmadığını test edin.

  • Kırmızıdan VDD'ye: _
  • Siyahtan GND'ye: _
  • Maviden SCL'ye: _
  • Yeşilden SDA'ya: _
• Dört bağlantı kablosunu da 3,5 mm jaka lehimleyin_

Adım 13: Son Montaj

• Kablo bağını kablonun etrafına yerleştirin ve kasanın içindeki rondelanın hemen yanında sıkıca çekmek için pense kullanın. Kırp._
• Kapağı kasaya vidalayın._
• Kitle birlikte verilen küçük zımpara kağıdı parçasını kullanın ve Teflon yüzeyini dairesel bir hareketle, diskten "parlamayı" çıkarmaya yetecek kadar hafifçe aşındırın._
• Teflon difüzör diski girintisine sıkıca oturmadıysa, girintiyi tutmak için KÜÇÜK miktarda süper yapıştırıcı kullanın. Fotodedektörün üzerine yapıştırıcı bulaşmadığından emin olun! Süper yapıştırıcıyı uygulamak için bir kürdan yararlı olabilir, ancak hızlı hareket edin. Tutkal kururken tutmak için küçük bir kelepçe kullanın._
• Arduino'ya Bağlayın: 3,5 mm jakın arkasındaki dört kabloyu fotoğraflarda gösterildiği gibi Arduino'ya bağlayın._

Adım 14: Testleri Çalıştırma ve Kalibre Etme

GitHub deposundaki belge, testlerin nasıl yüklenip çalıştırılacağını açıklar. Ayrıca piranometreyi kalibre etmek için neyin gerekli olduğunu da açıklar.