Pajisja e rrezatimit diellor (SID): një sensor diellor i bazuar në Arduino: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:24

Pajisja Sorad Irradiance (SID) mat shkëlqimin e diellit dhe është krijuar posaçërisht për t'u përdorur në klasë. Ato janë ndërtuar duke përdorur Arduinos, i cili u lejon atyre të krijohen nga të gjithë, nga studentët e mesëm të rinj deri tek të rriturit. Ky udhëzues u prodhua nga mësuesit 2017-2018 në programin QESST në ASU.

Hapi 1: Mblidhni Furnizimet

SIDCost Analiza

1. Një Arduino (nano u përdor për këtë projekt) $ 19.99/5 = 4.00 $

2. Një pjatë buke 3.99 dollarë/6 = 0.66 dollarë

3. Një rezistencë 4.7K ohm 6.50 $/100 = 0.07 $

4. Një rezistencë 2.2 ohm $ 4/100 = $ 0.04

5. 1 kabllo RCA me dy skaj 6 $/3 = 2.00 $

6. Sonda e temperaturës 19.99 $/10 = 2.00 $

7. Një sensor diellor 1.40 dollarë/1 = 1.40 dollarë

8. Katër (4) kabllo kërcyes $ 6.99/130 = $ 0.22 (nuk disponohen tani, por opsionet e tjera janë në dispozicion)

9. Lidhës hekuri dhe lidhës

10. Prerës telash

Gjithsej 6.39 dollarë

Për të krijuar kutinë tuaj (në vend që ta printoni 3D), do t'ju duhet gjithashtu:

1. Kuti e zezë 9,08 dollarë/10 = 0,91 dollarë

2. Dy (2) inpute femra RCA 8.99 $/30 = 0.30 $

3. Stërvitja, madhësia 6 bit, dhe stërvitja hap

Gjithsej 1.21 dollarë

Gjithsej kumulative 7.60 dollarë

Hapi 2: Ndërtimi i rastit tuaj

Për shkak se studentët e K-12 pritet të përdorin këto sensorë, është e dobishme që të gjitha instalimet elektrike të mbyllen në një kuti. Njëra anë e kutisë ka një vrimë më të madhe për furnizimin me kompjuter, dhe tjetra ka dy vrima për hyrjet femra RCA. Përdorni një stërvitje me madhësi 6 për të shpuar vrimat për hyrjet RCA dhe një stërvitje hapash për të shpuar një vrimë për ushqimin e kompjuterit. Tabela juaj e bukës dhe Arduino duhet të lidhen mirë, kështu që ndoshta do të ishte e mençur të matni se ku duhet të jenë vrimat para se t'i shponi ato. Pasi të arrihet kjo, mund të vidhosni hyrjet tuaja RCA. Nëse zgjidhni të mos përfshini një sensor të temperaturës në këtë projekt, do t'ju duhet vetëm një hyrje RCA dhe mund të shponi në përputhje me rrethanat.

Arduino juaj duhet të shtypet në tryezë, siç tregohet në figurë. Pllakat e bukës të përdorura në këtë projekt kanë një fund ngjitës, kështu që pasi të jetë shpuar kutia, mund të jetë e dobishme të ngjitni tabelën e bukës në kuti për të ndihmuar organizatën.

Nëse keni qasje në një printer 3D, mund të printoni një kuti për SID.

Hapi 3: Lidhni lidhjet tuaja me hyrjet RCA

Lidhni dy kabllo kërcyes në secilën hyrje RCA. Edhe pse këto kabllo mund të ngjiten në hyrjet, është më e shpejtë dhe më e lehtë thjesht të shtrëngoni tela rreth hyrjes. Sigurohuni që asnjë tela e zbuluar të mos prekë njëri -tjetrin, përndryshe qarku juaj mund të shkurtohet. Në këtë rast, telat e verdhë dhe blu janë të lidhur me tokën, ndërsa telat e kuq dhe të gjelbër janë të lidhur me prizat. Këto ngjyra nuk janë të nevojshme për ndërtimin e pajisjes, por e bëjnë më të lehtë të shihni se si telat janë të lidhur me Arduino.

Hapi 4: Përgatitni kabllon tuaj RCA

Pritini një kabllo RCA të dyanshme (mashkull në mashkull) në gjysmë dhe zhvisheni rreth një centimetër nga secila anë e kabllit. Ktheni së bashku telat e jashtëm që veprojnë si plumb, pastaj zhvisheni dhe përdredhni së bashku telat e brendshëm që janë toka (në këto fotografi, telat e tokës fillimisht janë të rrethuar me tela të bardhë, edhe pse ngjyra e veshjes shpesh varet nga ngjyra e kabllo RCA). Bëni këtë për të dy telat. Këto do të lidhin hyrjet tuaja RCA me sensorët tuaj diellorë dhe të temperaturës.

Hapi 5: Ndërtoni sensorin tuaj diellor

Panelet e përdorura në këtë proces janë të lira, por shpesh kanë dalje që bien lehtë. Ideashtë një ide e mirë të siguroni prizat me një copë shirit elektrik për të rregulluar këtë problem.

Hiqni një centimetër tela nga telat nga paneli diellor, të cilat në këtë rast janë të verdha (pozitive) dhe kafe (negative). Ktheni së bashku fundin e një rezistence 2.2 ohm, plumbin nga kabllo RCA dhe fundin pozitiv të panelit (këtu me të verdhë). Ktheni së bashku fundin negativ të panelit diellor (këtu me ngjyrë kafe), tokën e kabllit RCA (këtu në të bardhë) dhe anën tjetër të rezistencës. Vini re se rezistenca është paralele këtu.

Lidhni telat nga paneli dhe kabllon RCA së bashku. Pajisja nuk do të funksionojë siç duhet nëse telat e plumbit dhe tokëzimit kryqëzohen, prandaj përdorni shirit elektrik ose tkurrës të nxehtësisë për të mbyllur telat.

Hapi 6: Lidhni sensorin tuaj diellor

Në këtë model, sensori diellor është i lidhur për hyrjen e duhur të femrës RCA, e cila ka kabllo të gjelbër (plumbi) dhe blu (tokësor). Megjithëse mund të përdorni të dyja hyrjet RCA, kjo do t'ju parandalojë nga nevoja për të kaluar telat në anën e kundërt të Arduino.

Lidheni kabllon e plumbit (këtu me ngjyrë të gjelbër) në kunjin Arduino A5. Lidhni plumbin tuaj të tokëzimit (këtu në blu) me kunjin e tokëzimit (GND) në anën analoge (të gjitha kunjat në këtë anë të Arduino fillojnë me A).

Nëse e përfundoni këtë projekt dhe sensori diellor po lexon 0 volt, provoni të ndërroni telat e tokëzimit dhe të plumbit. Nëse sensori është bashkuar gabimisht, ato mund të kenë nevojë të ndizen.

Edhe pse ka një rezistencë në këto fotografi, nuk keni nevojë të përfshini një rezistencë nëse zgjidhni të mos përfshini një sensor të temperaturës.

Hapi 7: Ndërtoni sensorin tuaj të temperaturës

Për shkak se prodhimi i tensionit të qelizave diellore luhatet aq shumë me nxehtësinë, një sensor i temperaturës është i dobishëm në përcaktimin se sa mirë mund të funksionojë sensori diellor. Sidoqoftë, ju mund të zgjidhni ta ndërtoni këtë pajisje pa sondën e temperaturës, dhe ajo ende do të funksionojë mjaft mirë si një sensor diellor.

Udhëzime Opsionale të Termometrit:

Zhvesh një centimetër tela për secilën prej tre telave që dalin nga sonda e temperaturës. Ktheni telat e verdhë dhe të kuq së bashku. Ktheni telat e zeza (tokëzoni) veç e veç. Duke përdorur kabllon tuaj të dytë RCA, ktheni telat e zinj (tokëzues) nga sensori i temperaturës së bashku me telat e bardhë (tokëzues) nga kablli RCA. Saldoni së bashku dhe mbështilleni me shirit elektrik ose zvogëloni nxehtësinë. Ktheni telat e kuq dhe të verdhë (plumbi) nga sonda e temperaturës në telat e plumbit në kabllon RCA. Saldoni dhe mbështilleni me shirit elektrik ose zvogëloni nxehtësinë.

Hapi 8: Lidhni sensorin tuaj të temperaturës

Udhëzime Opsionale të Termometrit:

Në këtë model, sensori i temperaturës është në hyrjen e majtë RCA, e cila ka priza të kuqe (plumb) dhe të verdhë (tokë).

Përkulni anët dhe lidhni një rezistencë 4.7khm nga kunja 5V në kunjin D2 në dërrasën e bukës (etiketat për këto do t'i shihni në Arduino, por në të vërtetë do ta lidhni rezistencën në pjatën e bukës).

Lidhni kabllon tuaj të tokëzimit (të verdhë) në kunjin e tokëzimit (gnd) pranë D2.

Në kolonën e dytë të kunjit D2, futni kabllon e plumbit (këtu me të kuqe). Ky konfigurim lejon që rryma të kalojë nëpër rezistencë para se të lexohet nga Arduino.

Hapi 9: Programoni Arduino -n tuaj

Ky është kodi i përdorur në këtë projekt. Ajo nxjerr tension në volt dhe temperaturë në Celsius duke përdorur monitorin serik. Nëse ky kod nuk funksionon menjëherë, provoni të ndërroni prizën dhe tokëzimin për sensorin tuaj diellor.

Ju do të duhet të shkarkoni bibliotekat Dallas Temperature (https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library) dhe One Wire (https://github.com/PaulStoffregen/OneWire) dhe t'i përfshini ato në programin tuaj arduino.

const int sunPin = A5; // lidhës për t'u përdorur në bordin Arduino

noton sunValue = 0; // deklaro ndryshoren

float avgMeasure (int pin, float scale, int num) {analogRead (pin); // hidhni vonesën e vlerës së parë (2); noton x = 0; për (int count = 0; count <num; count ++) {x = x+analogRead (pin); // vonesa (5); } x = x / num; kthimi (shkalla x *); }

#include #include // Teli i të dhënave lidhet me pin 2 në Arduino #define ONE_WIRE_BUS 2 // Vendosni një shembull oneWire për të komunikuar me çdo pajisje OneWire // (jo vetëm ICS të temperaturës Maxim/Dallas) OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); // Kaloni referencën tonë oneWire tek Temperatura e Dallasit. Sensorë të temperaturës Dallas (& oneWire); void setup () {analogReference (INTERNAL); // përdorni referencën 1.1 V Serial.begin (115200); // komunikoni në 115200. Më shpejt se standardi i 9600 Serial.print ("Tensioni"); // Titulli për tensionin Serial.print (""); // spacer Serial.print ("Temperatura"); // Titulli për sensorin e temperaturës

// Nisni sensorët e bibliotekës.filloni ();}

void loop () {sunValue = avgMeasure (sunPin, 1.0, 100); // telefononi nëngrupin për të marrë 100 matje një sunValue mesatare = sunValue * 1.07422; // Shndërron numërimet e Arduino në tension, pasi ka 1024 numërime dhe 1.1V. sensorë.kërkojmëTemperaturat (); // Dërgo komandën për të marrë temperaturat Serial.println (""); // fillo linjën e re Serial.print (sunValue); // nxjerr tensionin Serial.print (""); // spacer Serial.print (sensors.getTempCByIndex (0)); // nxjerr vonesën e temperaturës (1000); // lexon të dhënat një herë në sekondë.

}