ADS1115 مقياس حرارة InstESRE: 14 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

يقيس مقياس الحرارة إشعاع الشمس (الطاقة / المنطقة ، أساسًا "السطوع") على السطح. على الرغم من الأسماء المتشابهة ، فهو مختلف تمامًا عن البيرومتر ، لذا توقف هنا إذا كان هذا هو ما تبحث عنه.

يصف Instructable كيفية بناء واختبار نسخة معدلة من مجموعة أدوات قياس الحرارة التي يقدمها الدكتور ديفيد بروكس من معهد أبحاث علوم الأرض والتعليم (InstESRE):

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

هذا الإصدار من مقياس الحرارة InstESRE يتفاعل مع Arduino باستخدام محول ADS1115 التناظري إلى الرقمي (ADC) ويدعم أيضًا تصحيح درجة الحرارة باستخدام مستشعر درجة الحرارة TMP36 الموجود في نفس الموقع مع الثنائي الضوئي.

يدعم متتبع منحنى IV Swinger 2 IV تصميم مقياس الحرارة هذا كجهاز استشعار اختياري ، وكان هذا هو الدافع وراء التعديلات. ومع ذلك ، نظرًا لأن المستخدمين الآخرين لمقياس الحرارة InstESRE قد يجدونها مفيدة ، فإن Instructable يصف التصميم بشكل مستقل عن مشروع IV Swinger 2.

يحتوي مستودع GitHub التالي على الوثائق والبرامج:

github.com/csatt/ADS1115_InstESRE_Pyranometer

يرجى تنزيل وقراءة المستند قبل المتابعة. يحتوي المستند على نسخة نصية فقط من الخطوات الواردة في Instructable ويمكن استخدامه كقائمة مراجعة أثناء الإنشاء. يصف أيضًا كيفية طلب المجموعة من Dr. Brooks وما هي الأجزاء الإضافية التي يجب شراؤها. لم يتم تكرارها في هذا Instructable.

الخطوة 1: اجمع الأدوات

لقد استخدمت الأدوات الموضحة في الصورة.

الخطوة الثانية: تحضير الضميمة

• أدخل جروميت في الفتحة الموجودة في نهاية العلبة. استخدم أداة صغيرة غير حادة مثل مفك براغي صغير. احرص على عدم قطع جروميت. (الجروميت هو العنصر المطاطي الناعم على شكل حرف O.) _
• انشر كمية صغيرة من superglue حول الجزء الداخلي من الفتحتين الأكبر حجمًا في الجزء العلوي من العلبة. أدخل مستوى الفقاعة من داخل العلبة. تأكد من أن كتف مستوى الفقاعة يجلس بثبات على الجزء العلوي من العلبة. ضع العلبة جانبًا ، رأسًا على عقب ، للسماح للصمغ بالجفاف لعدة دقائق. [ملاحظة: مستوى الفقاعة ليس مطلوبًا لتطبيق IV Swinger 2 ، ولا يظهر في الصور.] _

الخطوة 3: تحضير Photodiode والناشر

• تأكد من أن خيوط الثنائي الضوئي PDB-C139 مستقيمة ومتوازية مع بعضها البعض ، مع إجراء التعديلات إذا لزم الأمر. _
• أدخل الثنائي الضوئي PDB-C139 في حامل LED. يجب أن يستقر في مكانه. لا تستخدم أي superglue. _
• مع توجيه الأضواء الضوئية PDB-C139 للأعلى ومع السلك الأطول إلى اليسار والأقصر إلى اليمين ، ينحني كلا الاتجاهين بعيدًا عنك. _
• أدخل مجموعة الثنائي الضوئي في أنبوب السكن من الأعلى. مرة أخرى ، لا تستخدم أي superglue. تأكد من أن الجزء العلوي من الصمام الثنائي نظيف وخالٍ من الغبار. _
• التقط قرص ناشر التفلون بمنشفة ورقية أو منديل وافرك كلا السطحين برفق لإزالة أي غبار أو حطام قد يكون هناك. أدخل القرص في تجويفه في الجزء العلوي من أنبوب السكن. لا تستخدم أي superglue. إذا كان مناسبًا للغاية ، فسيتعين عليك استخدام superglue لاحقًا ، ولكن ليس بعد. _
• اقلب المجموعة رأسًا على عقب (تشير الخيوط لأعلى ، واحدة أطول إلى اليسار). تأكد من عدم سقوط قرص الناشر. استخدم 4 قطع من الشريط اللاصق لتثبيته على سطح عمل صلب وسلس. يجب أن يكون الشريط أسفل حافة الأنبوب المشكل آليًا. لف قطعة أخرى من الشريط اللاصق حول الأنبوب. _

الخطوة 4: إضافة TMP36 (اختياري)

• أدخل TMP36 في الفتحة الموجودة على الجانب القريب من خيوط الثنائي الضوئي ، مع الجانب المسطح من TMP36 باتجاه الخيوط ، والجانب المستدير باتجاه جدار الأنبوب. اضغط عليه لأسفل بنهايات الخيوط. يجب أن يتلاءم بشكل جيد مع الحد الأدنى من انحراف خيوط الثنائي الضوئي. _
• قم بإزالة TMP36 ، وقم بتطبيق superglue على الجانب العلوي والمسطح والجانب المستدير وأدخله على الفور في الفتحة في نفس الموضع. استخدم صمغًا كافيًا فقط لذلك يجب أن يلتصق بحامل LED وأسلاك الصمام الثنائي وداخل الأنبوب ، لكن لا تستخدم الكثير بحيث يمكن أن يتدفق حول الثنائي الضوئي. تأكد من الضغط عليه في الفتحة بسرعة ، حتى لا يمسكها الغراء قبل أن يصل إلى الداخل. _
• اضبط خيوط الثنائي الضوئي وثلاثة خيوط TMP36 بحيث يشيرون جميعًا بشكل مستقيم قدر الإمكان _

الخطوة 5: قم بلصق أنبوب مستشعر الغراء بالعلبة

• ضع بعض الغراء الفائق على حافة الأنبوب المشكل ثم أنزل الغلاف على الفور ، بحيث يتم لصق الأنبوب في الفتحة الموجودة في العلبة. يجب أن يتماشى البعد الطويل للحالة مع صفوف الخيوط القادمة عبر الفتحة ويجب أن تكون الفتحة النهائية مع الحلقة على يمينك. تأكد من تثبيت الأنبوب بالكامل في الفتحة. _
• استخدم بعض الشريط اللاصق لتثبيت العلبة في مكانها بحيث تكون مستوية والأنبوب عموديًا عليها. _

الخطوة 6: إضافة لوحة ADS1115

• ضع نقطة من الغراء الفائق على الجزء الخلفي من لوحة ADS1115 في المنتصف مباشرةً. بسرعة ، ولكن بعناية ، قم بخفض لوحة ADS1115 لأسفل بحيث يمر سلك الثنائي الضوئي الأطول عبر الفتحة A0 والأقصر يمر عبر الفتحة A1. ستكون الخيوط الثلاثة TMP36 على طول حافة لوحة ADS1115 وقد تنحرف قليلاً. اضبط موضع لوحة ADS1115 بحيث يتم توسيط الثقوب A0 و A1 فوق فتحة الأنبوب وثبّت اللوحة في مكانها لمدة دقيقة تقريبًا حتى تلتصق بالعلبة.
• اترك هذا على حاله لبضع ساعات حتى يجف الغراء. لا تتابع الخطوات التالية حتى ذلك الحين. _

الخطوة 7: إضافة المقاوم التحميل

• قطع كلا الخيوط من المقاوم إلى 1 سم. قم بثني 2 مم في نهاية كل طرف بزاوية قائمة وأدخل نهايات 2 مم في الثقوب A0 و A1 من لوحة ADS1115 ، جنبًا إلى جنب مع خيوط الثنائي الضوئي. السبب في الطول 2 مم هو أنه لا يوجد احتمال أن تلمس الأطراف خيوط TMP36 أو سلك الثنائي الضوئي الآخر الموجود أسفل اللوحة.
• لحام المقاوم والصورة الضوئية يؤدي إلى الثقوب A0 و A1. _
• تقليم يؤدي الثنائي الضوئي. _

الخطوة 8: لحام متوسط TMP36 إلى A2 (اختياري)

• قم بثني طرفي TMP36 الخارجيين برفق بعيدًا عن حافة لوحة ADS1115.
• باستخدام الكماشة ذات الأنف الطويل ، قم بثني الرصاص TMP36 الأوسط بعناية باتجاه الفتحة A2 وقم بتثبيته في الفتحة. قد تحتاج إلى قطعة صغيرة من سلك التوصيل المجرد في الفتحة لتلحيمها إذا لم يكن الرصاص طويلًا بما يكفي للدخول في الفتحة بالفعل. تأكد من أن هذا السلك لا يتصل بمفصل اللحام A1 أو كعب الرصاص الثنائي الضوئي. _

الخطوة 9: تجهيز الكابل

• قم بفك الشريط التجميعي بالكامل من سطح العمل _

• قم برجها للتأكد من أن قرص ناشر التفلون لا يسقط. إذا حدث ذلك ، فضع القرص جانبًا في الوقت الحالي.

  _

• قطع الطرف الأنثوي من الكابل. ادفع الطرف المقطوع من خلال الحلقة إلى العلبة واسحبه من خلاله. لا تقلق بشأن شدها بعيدًا ، فستتمكن من سحبها مرة أخرى لاحقًا. استخدم قطرة من صابون الأطباق إذا كان من الصعب الضغط عليها. _
• قم بقطع غلاف الكبل الخارجي عند الطرف المقطوع لفضح الأسلاك الأربعة بالداخل ، مع الحرص على عدم إتلاف العزل على الأسلاك الداخلية. اقطع 2 سم على الأقل من الغلاف. _
• قم بفصل 8 مم من العزل من الأسلاك الأربعة الداخلية وقم بلف أطراف كل منها.
• نهايات "القصدير" الملتوية عن طريق التسخين بمكواة اللحام وتطبيق بعض اللحام على الخيوط. _
• استخدم مقياسًا رقميًا متعددًا (DMM) لتحديد الاتصال بين الأسلاك الداخلية والأجزاء الأربعة للمقبس مقاس 3.5 مم في الطرف الآخر من الكبل. اكتب الألوان: اللون: نصيحة: _ [+ 5 فولت] الحلقة 1: _ [SCL] الحلقة 2: _ [SDA] الكم: _ [GND] ملاحظة: هذه الألوان لن تتطابق تقريبًا مع الألوان في مخطط التوصيلات ، لذلك هذا مهم جدا. _
• اسحب الكابل للخارج من خلال الحلقة المطاطية حتى يصل عزل الأسلاك الداخلية إلى فتحة VDD للوحة ADS1115. _

الخطوة 10: أسلاك كبل اللحام وسلك التوصيل إلى ADS1115

• قم بقص الأطوال التالية من سلك التوصيل (مطلوب فقط لـ TMP36)

  • أسود ، 2.5 سم
  • أحمر ، 2.5 سم شريط 6 مم من كل طرف. _
• قم بتوصيل سلك الكبل المتصل بطرف القابس (+ 5 فولت) بفتحة VDD ، جنبًا إلى جنب مع أحد طرفي السلك الأحمر مقاس 2.5 سم. _
• قم بلحام سلك الكابل المتصل بغطاء القابس (GND) بفتحة GND ، جنبًا إلى جنب مع أحد طرفي السلك الأسود مقاس 2.5 سم. _
• قم بتوصيل سلك الكابل المتصل بحلقة التوصيل 1 (SCL) بفتحة SCL.
• قم بتوصيل سلك الكابل المتصل بحلقة التوصيل 2 (SDA) بفتحة SDA. _

الخطوة 11: وصلات الطاقة / الأرضية لحام TMP36 (اختياري)

• قم بلحام الطرف الآخر من السلك الأسود مقاس 2.5 سم (من فتحة GND) إلى الرصاص TMP36 على اليمين. تأكد من أنه لا يتصل بالعميل الأوسط. _
• قم بلحام الطرف الآخر من السلك الأحمر مقاس 2.5 سم (من فتحة VDD) إلى الرصاص TMP36 الموجود على اليسار. تأكد من أنه لا يتصل بالعميل الأوسط. _

الخطوة 12: قص ولحام الأسلاك إلى جاك

• قطع أربعة أسلاك التوصيل. اجعلها طويلة بما يكفي لأي حاوية ستضع فيها Arduino (9 سم لـ IV Swinger 2):

  • أسود: _
  • أحمر: _
  • أزرق: _
  • أخضر: _ شريط 1 سم من نهاية كل منهما. _
• أدخل قابس الكبل في المقبس مقاس 3.5 مم. _
• استخدم DMM لتحديد اتصال اللحام الموجود على الجزء الخلفي من المقبس مقاس 3.5 مم المتصل بفتحة VDD على لوحة ADS1115.
• استخدم DMM لتحديد اتصال اللحام الموجود على الجزء الخلفي من المقبس مقاس 3.5 مم المتصل بفتحة GND بلوحة ADS1115.
• استخدم DMM لتحديد اتصال اللحام الموجود على الجزء الخلفي من المقبس مقاس 3.5 مم المتصل بفتحة SCL على لوحة ADS1115.
• استخدم DMM لتحديد اتصال اللحام الموجود على الجزء الخلفي من المقبس مقاس 3.5 مم المتصل بفتحة SDA على لوحة ADS1115.

• استخدم DMM لتأكيد الاتصالات. اختبار الاستمرارية من نهاية سلك التوصيل إلى فتحة ADS1115. في نفس الوقت ، اختبر عدم وجود اتصال مع الثلاثة الآخرين.

  • أحمر إلى VDD: _
  • أسود إلى GND: _
  • الأزرق لـ SCL: _
  • الأخضر إلى SDA: _
• قم بتوصيل جميع أسلاك التوصيل الأربعة بمقبس مقاس 3.5 مم _

الخطوة 13: التجميع النهائي

• ضع ربطة الكبل حول الكبل واستخدم الزردية لسحبه بإحكام بجوار الحلقة الموجودة داخل العلبة. تقليم._
• اربط الغطاء إلى العلبة. _
• استخدم قطعة صغيرة من الورق الكاشطة الناعم المرفقة مع الطقم وكشط سطح التفلون برفق بحركة دائرية ، يكفي فقط لإزالة "اللمعان" من القرص. _
• إذا لم يلتصق قرص الناشر Teflon بإحكام في تجويفه ، فاستخدم كمية صغيرة من الغراء الفائق حول التجويف لتثبيته. تأكد من عدم وضع أي غراء على جهاز الكشف الضوئي! يمكن أن يكون المسواك مفيدًا في وضع الغراء الفائق ، لكن التحرك بسرعة. استخدم مشبكًا صغيرًا لتثبيته بينما يجف الغراء.
• التوصيل بـ Arduino: قم بتوصيل الأسلاك الأربعة من الجزء الخلفي لمقبس 3.5 ملم بـ Arduino كما هو موضح في الصور.

الخطوة 14: إجراء الاختبارات والمعايرة

يصف المستند الموجود في مستودع GitHub كيفية تحميل الاختبارات وتشغيلها. كما يصف ما هو مطلوب لمعايرة مقياس الحرارة.