ADS1115 InstESRE Pyranometer: 14 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Sebuah pyranometer mengukur radiasi matahari (kekuatan / area, pada dasarnya "kecerahan") pada permukaan. Meskipun namanya mirip, itu benar-benar berbeda dari pirometer, jadi berhentilah di sini jika itu yang Anda cari.

Instruksi ini menjelaskan cara membuat dan menguji versi modifikasi dari kit piranometer yang ditawarkan oleh Dr. David Brooks dari Institute for Earth Science Research and Education (InstESRE):

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

Versi pyranometer InstESRE ini berinteraksi dengan Arduino menggunakan konverter analog-ke-digital (ADC) ADS1115 dan juga mendukung koreksi suhu menggunakan sensor suhu TMP36 yang ditempatkan bersama dengan fotodioda.

Pelacak kurva IV Swinger 2 IV mendukung desain piranometer ini sebagai sensor opsional, dan itulah motivasi untuk modifikasi. Namun, karena pengguna lain dari piranometer InstESRE mungkin merasa berguna, Instruksi ini menjelaskan desain secara independen dari proyek IV Swinger 2.

Repositori GitHub berikut berisi dokumentasi dan perangkat lunak:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

Silakan unduh dan baca dokumen sebelum melanjutkan. Dokumen berisi versi teks saja dari langkah-langkah dalam Instructable ini dan dapat digunakan sebagai daftar periksa selama konstruksi. Ini juga menjelaskan cara memesan kit dari Dr. Brooks dan suku cadang tambahan apa yang harus dibeli. Itu tidak diulang dalam Instructable ini.

Langkah 1: Kumpulkan Alat

Saya menggunakan alat yang ditunjukkan pada foto.

Langkah 2: Siapkan Kandang

• Masukkan grommet ke dalam lubang di ujung kasing. Gunakan benda tumpul kecil seperti obeng kecil. Berhati-hatilah untuk tidak memotong grommet. (Grommet adalah barang berbentuk O dari karet lunak.)_
• Sebarkan sedikit lem super di sekitar bagian dalam yang lebih besar dari dua lubang di bagian atas kasing. Masukkan tingkat gelembung dari bagian dalam kasing. Pastikan bahu tingkat gelembung itu duduk dengan kuat di bagian atas kasing. Sisihkan wadahnya, terbalik, biarkan lem mengering selama beberapa menit.[CATATAN: tingkat gelembung tidak diperlukan untuk aplikasi IV Swinger 2, dan tidak terlihat di foto.]_

Langkah 3: Siapkan Fotodioda dan Diffuser

• Pastikan kabel fotodioda PDB-C139 lurus dan sejajar satu sama lain, lakukan penyesuaian jika perlu. _
• Masukkan fotodioda PDB-C139 ke dudukan LED. Itu harus masuk ke tempatnya. JANGAN gunakan lem super apa pun. _
• Dengan lead fotodioda PDB-C139 mengarah ke atas dan dengan lead yang lebih panjang ke kiri dan yang lebih pendek ke kanan, SANGAT SANGAT tekuk kedua lead menjauh dari Anda. _
• Masukkan rakitan fotodioda ke dalam tabung rumahan dari atas. Sekali lagi, JANGAN gunakan lem super apa pun. Pastikan bagian atas dioda bersih dan bebas debu. _
• Ambil disk diffuser Teflon dengan handuk kertas atau tisu dan gosok kedua permukaan dengan lembut untuk menghilangkan debu atau kotoran yang mungkin ada di sana. Pasang disk ke dalam ceruknya di bagian atas tabung perumahan. JANGAN gunakan lem super apa pun. Jika sangat longgar, Anda harus menggunakan lem super KEMUDIAN, tetapi BELUM. _
• Balikkan rakitan ke bawah (ujung mengarah ke atas, lebih panjang ke kiri). Pastikan disk diffuser tidak jatuh. Gunakan 4 lembar selotip untuk menahannya pada permukaan kerja yang keras dan halus. Pita harus berada di bawah tepi mesin tabung. Bungkus satu lagi selotip di sekitar tabung. _

Langkah 4: Tambahkan TMP36 (opsional)

• Masukkan TMP36 ke dalam lubang di sisi dekat sadapan fotodioda, dengan sisi datar TMP36 ke arah sadapan, dan sisi bulat ke arah dinding tabung. Tekan ke bawah dengan ujung lead-nya. Ini harus pas dengan defleksi minimal dari lead fotodioda. _
• Lepaskan TMP36, oleskan superglue ke atas, sisi datar, dan sisi bulat dan segera masukkan kembali ke dalam lubang di posisi yang sama. Gunakan lem secukupnya saja sehingga harus menempel pada dudukan LED, kabel dioda, dan bagian dalam tabung, tetapi jangan terlalu banyak sehingga bisa mengalir di sekitar fotodioda. Pastikan untuk menekannya ke dalam lubang dengan cepat, agar lem tidak menempel sebelum benar-benar masuk. _
• Sesuaikan kedua sadapan fotodioda dan tiga sadapan TMP36 sehingga semuanya mengarah lurus ke atas_

Langkah 5: Tempelkan Tabung Sensor ke Casing

• Oleskan lem super ke tepi mesin tabung dan kemudian segera turunkan kasing di atasnya, sehingga tabung terpaku ke dalam lubang di kasing. Dimensi panjang kasing harus sejajar dengan deretan kabel yang masuk melalui lubang dan lubang ujung dengan grommet harus berada di sebelah kanan Anda. Pastikan tabung sepenuhnya duduk di dalam lubang. _
• Gunakan selotip untuk menahan kasing pada posisinya sehingga rata dan tabung tegak lurus terhadapnya._

Langkah 6: Tambahkan Papan ADS1115

• Oleskan gumpalan superglue ke bagian belakang papan ADS1115 tepat di tengah. Dengan cepat, tetapi hati-hati, turunkan papan ADS1115 ke bawah dengan ujung fotodioda yang lebih panjang masuk melalui lubang A0 dan yang lebih pendek melalui lubang A1. Tiga ujung TMP36 akan berada di sepanjang tepi papan ADS1115 dan mungkin sedikit menyimpang. Sesuaikan posisi papan ADS1115 sehingga lubang A0 dan A1 berada di tengah lubang tabung dan tahan papan di tempatnya selama sekitar satu menit agar menempel pada casing._
• Biarkan ini tidak tersentuh selama beberapa jam sehingga lemnya pasti sudah kering. Jangan lanjutkan dengan langkah-langkah berikut sampai saat itu._

Langkah 7: Tambahkan Resistor Beban

• Potong kedua ujung resistor menjadi 1 cm. Tekuk 2mm pada ujung setiap kabel pada sudut kanan dan masukkan ujung 2mm tersebut ke dalam lubang A0 dan A1 pada papan ADS1115, di samping kabel fotodioda. Alasan untuk panjang 2mm adalah agar tidak ada kemungkinan bahwa ujungnya dapat menyentuh kabel TMP36 atau kabel fotodioda lainnya di bawah papan._
• Solder resistor dan photodiode mengarah ke lubang A0 dan A1._
• Potong kabel fotodioda._

Langkah 8: Solder TMP36 Middle Lead ke A2 (opsional)

• Tekuk perlahan kedua ujung luar TMP36 menjauh dari tepi papan ADS1115._
• Dengan tang berhidung panjang, dengan hati-hati tekuk ujung TMP36 tengah ke arah lubang A2 dan solder ke lubang tersebut. Anda mungkin memerlukan sepotong kecil kawat pengait yang dilucuti di dalam lubang untuk disolder jika timahnya tidak cukup panjang untuk benar-benar masuk ke dalam lubang. Pastikan kabel ini tidak bersentuhan dengan sambungan solder A1 atau stub kabel fotodioda._

Langkah 9: Siapkan Kabel

• Lepaskan pita seluruh rakitan dari permukaan kerja_

• Kocok untuk memastikan disk diffuser Teflon tidak jatuh. Jika ya, sisihkan disk untuk saat ini.

  _

• Potong ujung betina dari kabel. Dorong ujung yang dipotong melalui grommet ke dalam casing dan tarik melaluinya. Jangan khawatir tentang menariknya terlalu jauh, Anda akan dapat menariknya kembali nanti. Gunakan setetes sabun cuci piring jika sulit dikeluarkan._
• Potong selubung kabel luar pada ujung yang terpotong untuk memperlihatkan keempat kabel di dalamnya, berhati-hatilah agar tidak merusak insulasi pada kabel dalam. Potong setidaknya 2 cm dari selubung._
• Lepaskan 8 mm insulasi dari empat kabel bagian dalam dan putar ujung masing-masing._
• "Tin" ujung bengkok dengan memanaskan dengan besi solder dan menerapkan beberapa solder ke untaian._
• Gunakan multimeter digital (DMM) untuk menentukan konektivitas antara kabel dalam dan empat bagian colokan 3,5 mm di ujung kabel yang lain. Tuliskan warnanya:Warna:Tips: _ [+5V]Ring 1: _ [SCL]Ring 2: _ [SDA]Lengan: _ [GND]CATATAN: warna-warna ini hampir pasti TIDAK akan cocok dengan warna pada diagram koneksi, jadi ini sangat penting._
• Tarik kabel kembali keluar melalui grommet karet sampai insulasi kabel bagian dalam mencapai lubang VDD papan ADS1115. _

Langkah 10: Solder Kabel Kabel dan Kawat Hookup ke ADS1115

• Potong panjang kawat hookup berikut (hanya diperlukan untuk TMP36)

  • Hitam, 2.5 cm
  • Merah, 2.5cmLepas 6mm dari masing-masing ujungnya._
• Solder kabel kabel yang disambungkan ke colokan Ujung (+5V) ke lubang VDD, beserta salah satu ujung kabel merah 2,5cm._
• Solder kabel kabel yang disambungkan ke Selongsong Colokan (GND) ke lubang GND, beserta salah satu ujung kabel hitam 2,5cm._
• Solder kabel kabel yang disambungkan ke colokan Ring 1 (SCL) ke lubang SCL._
• Solder kabel kabel yang terhubung ke colokan Ring 2 (SDA) ke lubang SDA. _

Langkah 11: Solder TMP36 Power/ground Lead (opsional)

• Solder ujung lain dari kabel hitam 2,5 cm (dari lubang GND) ke kabel TMP36 di sebelah kanan. Pastikan tidak menyentuh lead tengah._
• Solder ujung lain dari kabel merah 2,5 cm (dari lubang VDD) ke kabel TMP36 di sebelah kiri. Pastikan tidak menyentuh lead tengah._

Langkah 12: Potong dan Solder Kabel ke Jack

• Potong empat kabel hookup. Buat mereka cukup panjang untuk enklosur apa pun tempat Anda akan meletakkan Arduino (9cm untuk IV Swinger 2):

  • Hitam: _
  • Merah: _
  • Biru: _
  • Hijau: _Strip 1cm dari ujung masing-masing._
• Masukkan steker kabel ke jack 3.5mm._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan solder di bagian belakang jack 3.5mm yang terhubung ke lubang VDD pada papan ADS1115. Putar kabel MERAH ke sambungan solder pada jack._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan solder di bagian belakang jack 3.5mm yang terhubung ke lubang GND pada papan ADS1115. Putar kabel HITAM ke sambungan solder pada jack tersebut._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan solder di bagian belakang jack 3.5mm yang terhubung ke lubang SCL pada papan ADS1115. Putar kabel BIRU ke sambungan solder pada jack tersebut._
• Gunakan DMM untuk menentukan sambungan solder di bagian belakang jack 3.5mm yang terhubung ke lubang SDA pada papan ADS1115. Putar kabel HIJAU ke sambungan solder pada jack._

• Gunakan DMM untuk mengonfirmasi koneksi. Uji kontinuitas dari ujung kabel pengait ke lubang ADS1115. Pada saat yang sama, uji bahwa TIDAK ADA KONTINUITAS untuk tiga lainnya.

  • Merah ke VDD: _
  • Hitam ke GND: _
  • Biru ke SCL: _
  • Hijau ke SDA: _
• Solder keempat kabel hookup ke jack 3.5mm_

Langkah 13: Majelis Akhir

• Pasang pengikat kabel di sekitar kabel dan gunakan tang untuk menariknya kencang tepat di sebelah grommet di bagian dalam casing. Memangkas._
• Pasang penutup ke kasing._
• Gunakan potongan kecil kertas abrasif halus yang disertakan dengan kit dan gosok perlahan permukaan Teflon dengan gerakan memutar, cukup untuk menghilangkan "kilau" dari disk._
• Jika piringan diffuser Teflon tidak terpasang erat ke dalam ceruknya, gunakan sedikit lem super di sekitar ceruk untuk menahannya. Pastikan tidak ada lem yang menempel pada fotodetektor! Tusuk gigi bisa berguna untuk mengoleskan lem super, tapi bergeraklah dengan cepat. Gunakan penjepit kecil untuk menahannya saat lem mengering._
• Hubungkan ke Arduino: Hubungkan empat kabel dari belakang jack 3.5mm ke Arduino seperti yang ditunjukkan pada foto._

Langkah 14: Menjalankan Tes dan Kalibrasi

Dokumen di repositori GitHub menjelaskan cara memuat dan menjalankan pengujian. Ini juga menjelaskan apa yang diperlukan untuk mengkalibrasi piranometer.