Kifaa cha Mionzi ya jua (SID): Sensorer ya jua inayotegemea Arduino: Hatua 9

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Kifaa cha Mionzi ya jua (SID) hupima mwangaza wa jua, na imeundwa mahsusi kutumiwa darasani. Zimejengwa kwa kutumia Arduinos, ambayo inaruhusu kuunda na kila mtu kutoka kwa wanafunzi wa kiwango cha juu hadi watu wazima. Mafundisho haya yalitolewa na waalimu wa 2017-2018 katika mpango wa QESST huko ASU.

Hatua ya 1: Kusanya Vifaa

Uchambuzi wa Gharama ya SID

1. Arduino (nano ilitumika kwa mradi huu) $ 19.99 / 5 = $ 4.00

2. Bodi ya mkate $ 3.99 / 6 = $ 0.66

3. Mpinzani wa 4.7K ohm $ 6.50 / 100 = $ 0.07

4. Kipinzani cha 2.2 ohm $ 4/100 = $ 0.04

Cable 1 ya RCA iliyoisha mbili $ 6/3 = $ 2.00

6. Uchunguzi wa joto $ 19.99 / 10 = $ 2.00

7. sensa ya jua $ 1.40 / 1 = $ 1.40

Kamba nne za kuruka (6) $ 6.99 / 130 = $ 0.22 (haipatikani sasa hivi, lakini chaguzi zingine zinapatikana)

9. Solder chuma na solder

10. Wakata waya

Jumla ya $ 6.39

Ili kuunda sanduku lako mwenyewe (badala ya kuchapisha 3D), utahitaji pia:

1. Sanduku jeusi $ 9.08 / 10 = $ 0.91

2. Pembejeo mbili za kike (2) za RCA $ 8.99 / 30 = $ 0.30

3. Drill, size 6 bit, na hatua drill kidogo

Jumla ya $ 1.21

Jumla ya jumla ya $ 7.60

Hatua ya 2: Kuunda Kesi yako

Kwa sababu wanafunzi wa K-12 wanatarajiwa kutumia sensorer hizi, inasaidia kwa wiring yote kufungwa ndani ya sanduku. Upande mmoja wa sanduku una shimo kubwa la kulisha kwa kompyuta, na nyingine ina mashimo mawili ya pembejeo za kike za RCA. Tumia kipenyo cha ukubwa wa 6 kuchimba mashimo kwa pembejeo za RCA, na hatua ya kuchimba visima kuchimba shimo kwa lishe ya kompyuta. Bodi yako ya mkate na Arduino inahitaji kuingizwa vizuri, kwa hivyo itakuwa busara kupima mahali ambapo mashimo yanahitaji kuwa kabla ya kuyachimba. Mara hii ikikamilika, unaweza kusonga pembejeo zako za RCA. Ikiwa unachagua kutojumuisha sensorer ya joto katika mradi huu, utahitaji tu pembejeo moja ya RCA na unaweza kuchimba ipasavyo.

Arduino yako inahitaji kushinikizwa kwenye ubao wa mkate, kama inavyoonekana kwenye picha. Bodi za mikate zinazotumiwa katika mradi huu zina chini ya kunata, kwa hivyo baada ya sanduku kuchimbwa, inaweza kusaidia kushikilia ubao wa mkate kwenye sanduku kusaidia shirika.

Ikiwa unaweza kupata printa ya 3D, unaweza kuchapisha kisanduku cha SID.

Hatua ya 3: Unganisha Viongozi Wako kwa Pembejeo za RCA

Unganisha nyaya mbili za kuruka kwa kila pembejeo ya RCA. Ijapokuwa miongozo hii inaweza kuuzwa kwa pembejeo, ni haraka na rahisi kubana waya karibu na pembejeo. Hakikisha kuwa hakuna waya zilizofunikwa zinazogusana, au mzunguko wako unaweza kupunguzwa. Katika kesi hii, waya za manjano na hudhurungi zimeunganishwa ardhini, wakati waya nyekundu na kijani zimeunganishwa na risasi. Rangi hizi sio lazima kwa ujenzi wa kifaa, lakini fanya iwe rahisi kuona jinsi waya zinavyounganishwa na Arduino.

Hatua ya 4: Andaa RCA Cable yako

Kata kebo ya RCA yenye pande mbili (ya kiume na ya kiume) kwa nusu, na futa karibu inchi kutoka kila upande wa kebo. Pindisha pamoja waya za nje ambazo hufanya kama risasi, kisha vua na kuzungusha waya za ndani ambazo ni ardhi (katika hizi, picha, waya za ardhini hapo awali zimezungukwa na waya mweupe, ingawa rangi ya mipako mara nyingi hutegemea rangi ya kebo ya RCA). Fanya hili kwa waya zote mbili. Hizi zitaunganisha pembejeo zako za RCA na sensorer zako za jua na joto.

Hatua ya 5: Jenga Sura yako ya jua

Paneli zinazotumiwa katika mchakato huu ni za bei rahisi, lakini mara nyingi zina risasi zinazoanguka kwa urahisi. Ni wazo nzuri kupata risasi na kipande cha mkanda wa umeme ili kurekebisha shida hii.

Kamba inchi ya waya kutoka kwa waya inayoongoza kutoka kwa jopo la jua, ambazo kwa hali hii ni ya manjano (chanya) na kahawia (hasi). Pindisha pamoja mwisho wa kipinzani cha 2.2 ohm, risasi kutoka kwa kebo ya RCA, na mwisho mzuri wa jopo (hapa kwa manjano). Pindisha pamoja mwisho hasi wa jopo la jua (hapa kahawia), ardhi ya kebo ya RCA (hapa nyeupe), na upande mwingine wa kontena. Kumbuka kuwa kontena ni sawa hapa.

Solder waya kutoka kwa jopo na kebo ya RCA pamoja. Kifaa hakitafanya kazi kwa usahihi ikiwa waya za kuongoza na za ardhini zinavuka, kwa hivyo tumia mkanda wa umeme au kupunguka kwa joto kuziba waya.

Hatua ya 6: Futa Sura yako ya jua

Kwenye mfano huu, sensa ya jua imeunganishwa kwa pembejeo sahihi ya kike ya RCA, ambayo ina nyaya za kijani (risasi) na bluu (ardhi). Ingawa unaweza kutumia pembejeo ya RCA, hii itakuzuia kuhitaji kuvuka waya kwenda upande mwingine wa Arduino.

Chomeka kebo ya risasi (hapa kijani kibichi) kwenye pini ya Arduino A5. Unganisha risasi yako ya ardhini (hapa na bluu) kwenye pini ya ardhini (GND) kwa upande wa analog (pini zote upande huu wa Arduino anza na A).

Ukimaliza mradi huu na sensa ya jua inasoma volts 0, jaribu kubadili ardhi yako na nyaya za risasi. Ikiwa sensa iliuzwa vibaya, hizi zinaweza kuhitaji kubadilishwa.

Ingawa kuna kipinzani kwenye picha hizi, hauitaji kujumuisha kipinga ikiwa unachagua kutojumuisha sensa ya joto.

Hatua ya 7: Jenga Sensorer yako ya Joto

Kwa sababu pato la voltage ya seli za jua hubadilika sana na joto, sensa ya joto inasaidia katika kuamua ni vipi sensor ya jua inaweza kufanya kazi. Walakini, unaweza kuchagua kujenga kifaa hiki bila uchunguzi wa joto, na bado itafanya kazi vizuri kama sensa ya jua.

Maagizo ya hiari ya joto:

Kamba inchi ya waya kwa kila moja ya waya tatu zinazotoka kwenye uchunguzi wa joto. Pindisha waya wa manjano na nyekundu pamoja. Pindisha waya nyeusi (chini) juu kando. Kutumia kebo yako ya pili ya RCA, pindisha waya mweusi (wa ardhini) kutoka kwa sensorer ya joto pamoja na waya nyeupe (ardhi) kutoka kwa kebo ya RCA. Solder pamoja na kufunika na mkanda wa umeme au kupungua kwa joto. Pindisha waya nyekundu na njano (risasi) kutoka kwa uchunguzi wa joto hadi waya za kuongoza kwenye kebo ya RCA. Solder na funga kwa mkanda wa umeme au kupungua kwa joto.

Hatua ya 8: Futa Sura yako ya Joto

Maagizo ya hiari ya joto:

Kwenye mfano huu, sensor ya joto iko kwenye pembejeo ya kushoto ya RCA, ambayo ina nyekundu (risasi) na njano (ardhi) inaongoza.

Pindisha pande za na unganisha kipinga cha 4.7k ohm kutoka kwa pini ya 5V hadi pini ya D2 kwenye ubao wa mkate (utaona lebo za hizi kwenye Arduino, lakini kwa kweli utaziba kontena kwenye ubao wa mkate).

Unganisha kebo yako ya ardhini (ya manjano) ndani ya pini ya ardhi (gnd) karibu na D2.

Kwenye safu ya pili ya pini ya D2, ingiza kebo ya risasi (hapa nyekundu). Usanidi huu unaruhusu sasa kupita kati ya kontena kabla ya kusomwa na Arduino.

Hatua ya 9: Panga Arduino yako

Hii ndio nambari inayotumiwa katika mradi huu. Inatoa voltage katika volts na joto katika Celsius kwa kutumia mfuatiliaji wa serial. Ikiwa nambari hii haifanyi kazi mara moja, jaribu kubadili risasi na ardhi kwa sensorer yako ya jua.

Utahitaji kupakua Joto la Dallas (https://github.com/milesburton/Arduino-Temperature-Control-Library) na One Wire (https://github.com/PaulStoffregen/OneWire) maktaba na kuzijumuisha mpango wako wa arduino.

const int sunPin = A5; // kontakt kutumia kwenye bodi ya Arduino

kuelea jua Thamani = 0; // tangaza kutofautiana

kuelea avgMeasure (pini ya ndani, kiwango cha kuelea, int num) {analogRead (pin); // tupa ucheleweshaji wa thamani ya kwanza (2); kuelea x = 0; kwa (int count = 0; hesabu <num; hesabu ++) {x = x + analogRead (pin); // kuchelewa (5); } x = x / num; kurudi (x * wadogo); }

# pamoja na # pamoja na // waya ya data imechomekwa kwenye pin 2 kwenye Arduino #fafanua ONE_WIRE_BUS 2 // Sanidi mfano mmoja wa Wire kuwasiliana na vifaa vyovyote vya OneWire // (sio tu ICs za joto za Maxim / Dallas) OneWire oneWire (ONE_WIRE_BUS); // Pitisha rejeleo moja la Wire kwa Joto la Dallas. Sensorer za Joto la Dallas (& OneWire); kuanzisha batili () {analogReference (KIMATAIFA); // tumia kumbukumbu ya 1.1 V ya Serial. kuanza (115200); // wasiliana saa 115200. Haraka kuliko kiwango cha 9600 Serial.print ("Voltage"); // Kichwa cha serial Serial.print (""); // spacer Serial.print ("Joto"); // Kichwa cha sensorer ya joto

// Anza sensorer za maktaba. Anza ();}

kitanzi batili () {sunValue = avgMeasure (sunPin, 1.0, 100); // piga subroutine kuchukua vipimo 100 wastani wa jua Value = sunValue * 1.07422; // Inabadilisha hesabu za Arduino kuwa voltage, kwani kuna hesabu 1024 na 1.1V. sensorer.ombi ombi Joto (); // Tuma amri kupata joto Serial.println (""); // kuanza laini mpya ya serial.print (sunValue); // hutoa voltage Serial.print (""); // spacer Serial.print (sensorer.getTempCByIndex (0)); // hutoa kuchelewa kwa joto (1000); // inasoma data mara moja kila sekunde.

}