Күн нурлануу түзмөгү (SID): Arduino негизделген күн сенсору: 9 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Solar Irradiance Device (SID) күндүн жарыгын өлчөйт жана класста колдонуу үчүн атайын иштелип чыккан. Алар Arduinosтун жардамы менен курулган, бул аларды кенже класстардан баштап чоң кишилерге чейин жаратууга мүмкүндүк берет. Бул көрсөтмө АШУнун QESST программасында 2017-2018 мугалимдер тарабынан даярдалган.

1 -кадам: Берилиштерди чогултуу

SIDCost анализи

1. An Arduino (нано бул долбоор үчүн колдонулган) $ 19.99/5 = $ 4.00

2. Банка $ 3.99/6 = $ 0.66

3. 4.7K ом каршылыгы $ 6.50/100 = $ 0.07

4. 2,2 омдук резистор $ 4/100 = $ 0,04

5. 1 эки учтуу RCA кабели $ 6/3 = $ 2.00

6. Температура иликтөөчүсү $ 19.99/10 = $ 2.00

7. Күн датчиги $ 1.40/1 = $ 1.40

8. Төрт (4) секирүүчү кабель $ 6.99/130 = 0.22 $ (азыр жеткиликтүү эмес, бирок башка варианттар бар)

9. Лайк темир жана ширетүүчү

10. Сым кескичтер

Бардыгы $ 6.39

Өз кутуңузду түзүү үчүн (3D басып чыгаруунун ордуна), сизге дагы керек болот:

1. Кара куту $ 9.08/10 = $ 0.91

2. Эки (2) RCA аял кириши $ 8.99/30 = $ 0.30

3. Бургулоо, көлөмү 6 бит жана баскычтуу дрель

Бардыгы $ 1.21

Жалпы суммасы $ 7.60

2 -кадам: Сиздин ишиңизди куруу

K-12 студенттери бул сенсорлорду колдонушу күтүлгөндүктөн, бардык зымдардын кутуга салынышы пайдалуу. Кутунун бир капталында компьютерге берүү үчүн чоңураак тешик бар, экинчисинде RCA аял кириштери үчүн эки тешик бар. RCA кириштери үчүн тешиктерди бургулоо үчүн 6 өлчөмдөгү бургулоочу битти колдонуңуз, ал эми компьютердик тоют үчүн тешүү үчүн баскычтуу бургулоочу битти колдонуңуз. Сиздин нан тактаңыз жана Arduino ыңгайлуу түрдө сайылышы керек, андыктан тешиктерди бургулоодон мурун кайсы жерде болорун өлчөө акылдуулукка жатат. Бул ишке ашкандан кийин, сиз RCA киргизүүлөрүңүздү бурмалай аласыз. Эгер сиз бул проектке температура сенсорун кошпоону чечсеңиз, сизге бир гана RCA киргизүү керек болот жана ошого жараша бургулай аласыз.

Сүрөттө көрүнүп тургандай, сиздин Arduino панелиңизге басылышы керек. Бул долбоордо колдонулган нан такталарынын түбү жабышкак, ошондуктан куту тешилгенден кийин, уюмга жардам берүү үчүн нан тактасын кутуга жабыштыруу пайдалуу болушу мүмкүн.

Эгерде сизде 3D принтер бар болсо, анда SID үчүн кутучаны басып чыгара аласыз.

3 -кадам: Жетекчиңизди RCA Киргизүүлөрүнө туташтырыңыз

Ар бир RCA киришине эки секирүүчү кабелди туташтырыңыз. Бул өткөргүчтөр кирүүчү жерлерге ширетилиши мүмкүн болсо да, кириштин тегерегиндеги зымды кысуу оңой жана оңой. Эч кандай жабык зымдар бири -бирине тийбесин, же чынжырыңыз кыска болуп калышы мүмкүн. Мында сары жана көк зымдар жерге, кызыл жана жашыл зымдар коргошундарга туташат. Бул түстөр түзмөктүн курулушу үчүн зарыл эмес, бирок зымдардын Arduino менен кантип туташканын көрүүнү жеңилдетет.

4 -кадам: RCA кабелин даярдаңыз

Эки тараптуу (эркектен эркекке) RCA кабелин экиге бөлүп, кабелдин ар бир жагынан бир дюймга чейин чечип алыңыз. Коргошундун ролун аткарган тышкы зымдарды бириктирип, андан кийин жер болгон ички зымдарды сыйрып, бурап коюңуз (бул сүрөттөрдө жер зымдары алгач ак зым менен курчалган, бирок каптоо түсү көбүнчө түсүнө жараша болот. RCA кабели). Муну эки зым үчүн тең кылыңыз. Булар RCA кириштериңизди күн жана температура сенсорлору менен байланыштырат.

5 -кадам: Күн сенсорун куруңуз

Бул процессте колдонулган панелдер арзан, бирок көп учурда оңой түшүп кетүүчү коргошундары бар. Бул көйгөйдү чечүү үчүн электр өткөргүчтөрүн үзүндүлөрдү бекемдөө жакшы идея.

Күн панелинин зымдарын бир дюйм зымдан ажыратыңыз, алар сары (оң) жана күрөң (терс). 2.2 Омдук резистордун учун, RCA кабелинин коргошун жана панелдин оң жагын (бул жерде сары түстө) бирге бураңыз. Күн панелинин терс учун (бул жерде күрөң түстө), RCA кабелинин жерин (бул жерде ак түстө) жана резистордун экинчи тарабын бириктирип коюңуз. Бул жерде резистор параллелдүү экенин эске алыңыз.

Зымдарды панелден жана RCA кабелинен чогуу кошуңуз. Эгерде коргошун жана жер зымдары кайчылашып кетсе, аппарат туура иштебейт, андыктан зымдарды жабуу үчүн электр лентасын же жылуулукту кыскартууну колдонуңуз.

6 -кадам: Күн сенсорун зымга сайыңыз

Бул модельде күн сенсору жашыл (коргошун) жана көк (жер) кабелдери бар туура RCA аял кирүүсү үчүн зымдалган. Сиз RCAнын эки түрүн колдоно алсаңыз да, бул сизге зымдарды Arduino карама -каршы жагына өтүүдөн сактайт.

Коргошун кабелин (бул жерде жашыл түстө) Arduino A5 төөнөгүчүнө сайыңыз. Жердеги коргошунду (бул жерде көк түстө) аналогдук жагындагы жерге (GND) туташтыргычка туташтырыңыз (Arduino бул жагындагы бардык казыктар А менен башталат).

Эгер сиз бул долбоорду бүтүрсөңүз жана күн сенсору 0 вольтту окуп жатса, жерге жана коргошун зымдарын которууга аракет кылыңыз. Эгерде сенсор туура эмес ширетилген болсо, анда аларды алмаштыруу керек болушу мүмкүн.

Бул сүрөттөрдө резистор бар болсо да, эгерде температура сенсорун кошпоону чечсеңиз, анда резисторду кошуунун кажети жок.

7 -кадам: Температура сенсорун түзүңүз

Күн батареяларынын чыңалуусу жылуулукта ушунчалык өзгөрүп тургандыктан, температура сенсору күн сенсорунун канчалык жакшы иштээрин аныктоого жардам берет. Бирок, сиз бул түзмөктү температура иликтөөсүз курууну тандай аласыз жана ал дагы деле күн сенсору катары жакшы иштейт.

Кошумча термометр инструкциясы:

Температура иликтөөчүсүнөн чыккан үч зымдын ар бири үчүн бир дюймдук зымды сыйрып алыңыз. Сары жана кызыл зымдарды чогуу бураңыз. Кара зымдарды (жерге) өзүнчө бурап коюңуз. Экинчи RCA кабелин колдонуп, температура сенсорунун кара (жерге) зымдарын RCA кабелинен ак (жерге) зымдары менен бирге бураңыз. Бирге ширетип, электр лента менен ороп же жылуулукту азайтыңыз. Кызыл жана сары (коргошун) зымдарды температура иликтөөчүсүнөн RCA кабелиндеги коргошун зымдарына бурап коюңуз. Электр лентасы же жылуулукту кичирейтүү менен ороп, ороп коюңуз.

8 -кадам: Температура сенсорун зымга сайыңыз

Кошумча термометр инструкциясы:

Бул моделде, температура сенсору кызыл (коргошун) жана сары (жер) коргошун бар RCA сол жагында.

Капталдарын бүгүп, 5V пинден D2 пинге 4.7k ohm резисторун туташтырыңыз (булар үчүн Arduinoдогу этикеткаларды көрөсүз, бирок чындыгында резисторду нан тактасына туташтырасыз).

Жер кабелин (сары) D2 жанындагы жерге (gnd) казыгына туташтырыңыз.

D2 пиндин экинчи колоннасында коргошун кабелин туташтырыңыз (бул жерде кызыл түстө). Бул орнотуу токту Arduino тарабынан окулганга чейин резистор аркылуу агып өтүүгө мүмкүндүк берет.

9 -кадам: Сиздин Arduino программаңыз

Бул бул долбоордо колдонулган код. Бул сериялык монитордун жардамы менен вольттогу жана Цельсийдеги температураны чыгарат. Эгерде бул код дароо иштебесе, күн сенсорунун коргошун менен жерин алмаштырып көрүңүз.

Сиз Даллас Температурасы (https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library) жана One Wire (https://github.com/PaulStoffregen/OneWire) китепканаларын жүктөп алып, аларды камтууңуз керек. Сиздин arduino программаңыз.

const int sunPin = A5; // Arduino тактасында колдонуу үчүн туташтыргыч

float sunValue = 0; // өзгөрмөнү жарыялоо

float avgMeasure (int pin, float scale, int num) {analogRead (pin); // биринчи маанини кечиктирүүнү жокко чыгаруу (2); float x = 0; for (int count = 0; count <num; count ++) {x = x+analogRead (pin); // кечиктирүү (5); } x = x / num; кайтаруу (x * масштабы); }

#include #include // Маалымат зымы Arduinoдогу 2 -пинге туташтырылган #ONE_WIRE_BUS 2ди аныктоо // OneWire экземплярын каалаган OneWire түзмөктөрү менен байланышуу үчүн орнотуу // (Максим/Даллас температурасы ICлери эле эмес) OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); // Биздин OneWire шилтемесин Даллас температурасына өткөрүңүз. DallasTemperature сенсорлору (& oneWire); void setup () {analogReference (INTERNAL); // 1.1 V шилтемесин колдонуу Serial.begin (115200); // байланыш 115200. 9600 Serial.print ("Чыңалуу") стандартынан ылдамыраак; // Serial.print чыңалуусунун аталышы (""); // spacer Serial.print ("Температура"); // Температура сенсорунун аталышы

// Китепкана сенсорлорун иштетүү.begin ();}

void loop () {sunValue = avgMeasure (sunPin, 1.0, 100); // чакан программаны 100 өлчөө үчүн чакырып орточо sunValue = sunValue * 1.07422; // Ардуинонун эсептөөлөрүн чыңалууга айландырат, анткени 1024 эсептөө жана 1.1В бар. sensors.requestTemperatures (); // Температураны алуу үчүн буйрукту жөнөтүңүз Serial.println (""); // жаңы сапты баштоо Serial.print (sunValue); // Serial.print ("") чыңалуусун чыгарат; // spacer Serial.print (sensors.getTempCByIndex (0)); // температуранын кечигүүсүн чыгарат (1000); // секундада бир жолу маалыматтарды окуйт.

}