AIR1115 InstESRE Pyranometer: 14 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

یک پیرانومتر میزان تابش خورشید (قدرت/ناحیه ، اساساً "روشنایی") روی یک سطح را اندازه گیری می کند. علیرغم نامهای مشابه ، این دستگاه با یک دستگاه فشارسنج کاملاً متفاوت است ، بنابراین اگر این همان چیزی است که شما به دنبال آن هستید ، همین جا متوقف شوید.

این دستورالعمل نحوه ساخت و آزمایش نسخه اصلاح شده کیت پیرانومتر ارائه شده توسط دکتر دیوید بروکس از موسسه تحقیقات و آموزش علوم زمین (InstESRE) را شرح می دهد:

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

این نسخه از پیرانومتر InstESRE با آردوینو با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال ADS1115 (ADC) ارتباط برقرار می کند و همچنین از اصلاح دما با استفاده از سنسور دما TMP36 به همراه دیود نوری پشتیبانی می کند.

ردیاب منحنی IV Swinger 2 IV از این طرح پیرانومتر به عنوان یک سنسور اختیاری پشتیبانی می کند و این انگیزه تغییرات بود. با این حال ، از آنجا که سایر کاربران دستگاه فشار سنج InstESRE ممکن است مفید واقع شوند ، این دستورالعمل طراحی را مستقل از پروژه IV Swinger 2 توصیف می کند.

مخزن GitHub زیر شامل اسناد و نرم افزار است:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

لطفاً قبل از اقدام سند را بارگیری و مطالعه کنید. این سند شامل یک نسخه فقط متنی از مراحل این دستورالعمل است و می تواند به عنوان یک چک لیست در هنگام ساخت استفاده شود. همچنین نحوه سفارش کیت از دکتر بروکس و خرید قطعات اضافی را توضیح می دهد. موارد ذکر شده در این دستورالعمل تکرار نمی شود.

مرحله 1: جمع آوری ابزارها

من از ابزارهای نشان داده شده در عکس استفاده کردم.

مرحله 2: محفظه را آماده کنید

• گرومت را در انتهای کیس داخل سوراخ قرار دهید. از یک شی کوچک بلات مانند یک پیچ گوشتی کوچک استفاده کنید. مراقب باشید که گرومت را قطع نکنید. (گرومت مورد لاستیکی نرم به شکل O است.) _
• مقدار کمی ابر چسب را در قسمت داخلی بزرگتر از دو سوراخ بالای قاب قرار دهید. سطح حباب را از داخل کیس وارد کنید. مطمئن شوید که شانه های سطح حباب محکم در بالای قاب قرار گرفته است. قاب را کنار بگذارید ، وارونه بماند تا چسب برای چند دقیقه خشک شود. [توجه: سطح حباب برای برنامه IV Swinger 2 مورد نیاز نیست و در عکس ها نشان داده نمی شود.] _

مرحله 3: Photodiode و Diffuser را آماده کنید

• اطمینان حاصل کنید که هدهای فتودیود PDB-C139 مستقیم و موازی یکدیگر هستند و در صورت لزوم تنظیماتی را انجام می دهید. _
• دیود نوری PDB-C139 را در نگهدارنده LED وارد کنید. باید سر جایش جا بگیرد. از هیچگونه چسب فوق العاده ای استفاده نکنید. _
• با هدایت سرنخ های PDOD-C139 به سمت بالا و با طول بیشتر به سمت چپ و کوتاه تر به راست ، هر دو سیم را به طور بسیار ملایم از شما دور کنید. _
• مجموعه فوتودیود را از بالا در لوله محفظه وارد کنید. باز هم ، از هیچ چسب فوق العاده ای استفاده نکنید. مطمئن شوید قسمت بالای دیود تمیز و عاری از گرد و غبار باشد. _
• دیسک پخش کننده تفلون را با یک دستمال کاغذی یا دستمال کاغذی بردارید و هر دو سطح را به آرامی مالش دهید تا گرد و غبار یا بقایای احتمالی موجود در آن از بین برود. دیسک را در شکاف خود در بالای لوله محفظه قرار دهید. از هیچگونه چسب فوق العاده ای استفاده نکنید. اگر تناسب بسیار شل است ، باید بعداً از مقداری فوق چسب استفاده کنید ، اما هنوز نه. _
• مجموعه را وارونه کنید (هدایت ها به سمت بالا ، بلندتر به سمت چپ). مطمئن شوید دیسک پخش کننده سقوط نکرده باشد. از 4 قطعه نوار برای نگه داشتن آن روی سطح سخت و صاف کار استفاده کنید. نوار باید در زیر لبه ماشینکاری لوله قرار گیرد. یک تکه نوار دیگر را دور لوله بپیچید. _

مرحله 4: اضافه کردن TMP36 (اختیاری)

• TMP36 را در سوراخ در طرف نزدیک سربی های فوتودیود قرار دهید ، در حالی که طرف صاف TMP36 به طرف لیدها ، و طرف گرد به طرف دیواره لوله قرار دهید. آن را در انتهای سرهای آن فشار دهید. باید با حداقل انحراف سیم های فوتودیود به خوبی جا بیفتد. _
• TMP36 را بردارید ، چسب فوقانی را در قسمت بالای ، صاف و گرد آن بمالید و فوراً آن را در سوراخ در همان موقعیت قرار دهید. فقط از چسب کافی استفاده کنید تا به نگهدارنده LED ، سیمهای دیود و داخل لوله بچسبد ، اما آنقدر استفاده نکنید که احتمالاً در اطراف دیود نوری جریان یابد. اطمینان حاصل کنید که آن را به سرعت در سوراخ فشار دهید ، بنابراین چسب آن را قبل از تمام شدن آن نمی گیرد. _
• دو سربرگ فوتودیود و سه سیم TMP36 را طوری تنظیم کنید که همه آنها تا آنجا که ممکن است مستقیم به سمت بالا اشاره کنند _

مرحله 5: چسباندن سنسور لوله به محفظه

• مقداری چسب فوق العاده را روی لبه ماشینکاری شده لوله بمالید و سپس به سرعت قاب را روی آن قرار دهید ، بنابراین لوله به سوراخ داخل بدنه چسبانده می شود. ابعاد بلند قاب باید مطابق با ردیف سرنخ هایی باشد که از سوراخ عبور می کنند و سوراخ انتهایی با توری باید در سمت راست شما باشد. اطمینان حاصل کنید که لوله به طور کامل در سوراخ قرار گرفته است. _
• از مقداری نوار برای محکم نگه داشتن قاب به طوری که سطح آن ثابت و لوله عمود بر آن باشد استفاده کنید. _

مرحله 6: برد ADS1115 را اضافه کنید

• یک قطره فوق چسب را به پشت تخته ADS1115 درست در وسط بزنید. تخته ADS1115 را به سرعت ، اما با دقت پایین بیاورید ، در حالیکه طول دیود فوتودیود از سوراخ A0 و کوتاهتر از سوراخ A1 عبور می کند. سه لامپ TMP36 در امتداد لبه برد ADS1115 قرار دارند و ممکن است کمی منحرف شوند. موقعیت برد ADS1115 را طوری تنظیم کنید که سوراخ های A0 و A1 روی سوراخ لوله متمرکز شوند و تخته را حدود یک دقیقه در محل خود نگه دارید تا به بدنه بچسبد._
• این محلول را چند ساعت دست نخورده بگذارید تا مطمئن شوید چسب خشک شده است. تا آن زمان مراحل زیر را ادامه ندهید._

مرحله 7: مقاومت بار را اضافه کنید

• هر دو سیم مقاومت را به 1 سانتی متر برش دهید. 2 میلی متر در انتهای هر سربی با زاویه راست خم کرده و انتهای 2 میلی متری را در سوراخ های A0 و A1 تخته ADS1115 ، در کنار سیم های دیود نوری وارد کنید. دلیل طول 2 میلی متر این است که هیچ امکانی وجود ندارد که انتهای آن بتواند سیم های TMP36 یا دیگر سرنخ فوتودیود را در زیر تخته لمس کند. _
• مقاومت و دیود نوری را به سوراخ های A0 و A1 لحیم کنید._
• برش های فوتودیود را کوتاه کنید._

مرحله 8: سرب TMP36 سرب به A2 (اختیاری)

• دو لامپ TMP36 بیرونی را به آرامی از لبه تخته ADS1115 خم کنید._
• با انبردست بینی بلند ، سر TMP36 وسط را به سمت سوراخ A2 خم کنید و آن را به سوراخ لحیم کنید. اگر سرب به اندازه کافی بلند نباشد که بتوانید به داخل سوراخ بروید ، ممکن است به قطعه ای کوچک از سیم قلاب چسبیده در سوراخ نیاز داشته باشید. اطمینان حاصل کنید که این سرب با اتصال لحیم A1 یا پایه سربی فوتودیود تماس نمی گیرد. _

مرحله 9: کابل را آماده کنید

• کل مجموعه را از سطح کار جدا کنید _

• آن را تکان دهید تا مطمئن شوید دیسک پخش کننده تفلون از بین نمی رود. اگر چنین شد ، دیسک را فعلاً کنار بگذارید.

  _

• انتهای زن را از کابل جدا کنید. انتهای برش خورده را از طریق گریت داخل قاب قرار داده و آن را از داخل بکشید. نگران زیاد کشیدن آن نباشید ، بعداً قادر خواهید بود آن را بیرون بکشید. اگر فشار دادن به آن دشوار است از یک قطره صابون ظرف استفاده کنید._
• غلاف کابل بیرونی را در انتهای برش جدا کنید تا چهار سیم داخل آن نمایان شود ، مراقب باشید که عایق سیمهای داخلی آسیب نبیند. حداقل 2 سانتی متر از غلاف را بردارید._
• 8 میلی متر از عایق را از چهار سیم داخلی جدا کرده و انتهای هر یک را بچرخانید._
• "قلع" پیچ خورده را با گرم کردن با لحیم کاری و اعمال مقداری لحیم به رشته ها به پایان می رساند. _
• از مولتی متر دیجیتال (DMM) برای تعیین اتصال بین سیمهای داخلی و چهار قسمت فیش 3.5 میلیمتری در انتهای دیگر کابل استفاده کنید. رنگها را بنویسید: رنگ: نکته: _ [+5V] حلقه 1: _ [SCL] حلقه 2: _ [SDA] آستین: _ [GND] توجه: این رنگها تقریباً با رنگهای نمودار اتصالات مطابقت ندارند ، بنابراین این بسیار مهم است._
• کابل را از روکش لاستیکی به بیرون بکشید تا عایق سیم های داخلی به سوراخ VDD برد ADS1115 برسد. _

مرحله 10: سیم های کابل و سیم اتصال را به ADS1115 لحیم کنید

• طول های زیر سیم اتصال را قطع کنید (فقط برای TMP36 لازم است)

  • سیاه ، 2.5 سانتی متر
  • قرمز ، 2.5 سانتی متر نوار 6 میلی متر از هر انتهای هر._
• سیم کابل متصل به نکته (+5V) به سوراخ VDD ، به همراه یک سر سیم قرمز 2.5 سانتی متری را لحیم کنید._
• سیم کابل متصل به آستین دوشاخه (GND) را به سوراخ GND به همراه یک سر سیم سیاه 2.5 سانتی متری لحیم کنید._
• سیم کابل متصل به دوشاخه حلقه 1 (SCL) را به سوراخ SCL لحیم کنید._
• سیم کابل متصل به دوشاخه حلقه 2 (SDA) را به سوراخ SDA لحیم کنید. _

مرحله 11: سرب TMP36 برق/اتصال زمین (اختیاری)

• انتهای دیگر سیم سیاه 2.5 سانتی متری (از سوراخ GND) را به سیم TMP36 در سمت راست لحیم کنید. مطمئن شوید که با سیم میانی تماس نگیرد. _
• انتهای دیگر سیم قرمز 2.5 سانتی متری (از سوراخ VDD) را به سربی TMP36 در سمت چپ لحیم کنید. مطمئن شوید که با سیم میانی تماس نگیرد. _

مرحله 12: سیم ها را به جک برش داده و لحیم کنید

• چهار سیم اتصال را قطع کنید. آنها را به اندازه کافی برای هر محفظه ای که Arduino را در آن قرار می دهید (9 سانتی متر برای IV Swinger 2) قرار دهید:

  • سیاه: _
  • قرمز: _
  • آبی: _
  • سبز: _ نوار 1 سانتی متر از انتهای هر._
• پلاگین کابل را در جک 3.5 میلی متری قرار دهید. _
• از DMM برای تعیین اتصال لحیم کاری پشت جک 3.5 میلی متری به سوراخ VDD روی برد ADS1115 استفاده کنید. سیم RED را به آن اتصال لحیم کاری روی جک بچرخانید._
• از DMM برای تعیین اتصال اتصال لحیم کاری پشت جک 3.5 میلی متری به سوراخ GND روی برد ADS1115 استفاده کنید. سیم BLACK را به آن اتصال لحیم کاری روی جک بچرخانید._
• با استفاده از DMM تعیین کنید که کدام اتصال لحیم کاری در پشت جک 3.5 میلی متری به سوراخ SCL روی برد ADS1115 وصل شده است. سیم BLUE را به آن اتصال لحیم کاری روی جک بچرخانید._
• از DMM برای تعیین اتصال اتصال لحیم پشتی جک 3.5 میلی متری به سوراخ SDA روی برد ADS1115 استفاده کنید. سیم سبز را به آن اتصال لحیم کاری روی جک بچرخانید._

• برای تأیید اتصالات از DMM استفاده کنید. پیوستگی را از انتهای سیم اتصال به سوراخ ADS1115 آزمایش کنید. در عین حال ، آزمایش کنید که هیچ تداوم برای سه مورد دیگر وجود ندارد.

  • قرمز به VDD: _
  • سیاه به GND: _
  • آبی به SCL: _
  • سبز به SDA: _
• هر چهار سیم اتصال را به جک 3.5 میلی متری لحیم کنید _

مرحله 13: مونتاژ نهایی

• کراوات کابل را دور کابل قرار دهید و از انبردست برای محکم کشیدن آن در کنار توری داخل کیس استفاده کنید. کوتاه کردن._
• روکش را به قاب پیچ کنید._
• از تکه کوچکی از کاغذ ساینده خوب همراه با کیت استفاده کنید و سطح تفلون را به آرامی با حرکت دایره ای ساییده کنید ، فقط به اندازه ای که "درخشش" را از روی دیسک بردارید._
• اگر دیسک پخش کننده تفلون محکم در شکاف خود محکم نشد ، برای نگه داشتن آن از مقدار کمی چسب فوق العاده در اطراف فرورفتگی استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که به آشکارساز نوری چسب نزنید! خلال دندان می تواند برای چسباندن چسب فوق العاده مفید باشد ، اما سریع حرکت کنید. از یک گیره کوچک برای نگه داشتن آن در حالی که چسب خشک می شود استفاده کنید._
• اتصال به آردوینو: چهار سیم را از پشت جک 3.5 میلی متری به آردوینو وصل کنید همانطور که در عکس ها نشان داده شده است._

مرحله 14: اجرای آزمایشات و کالیبراسیون

سند موجود در مخزن GitHub نحوه بارگیری و اجرای آزمایش ها را توضیح می دهد. همچنین موارد مورد نیاز برای کالیبراسیون پیرانومتر را توضیح می دهد.