(111)Measurements were made through

(111)Measurements were made throughout the year, so data covering an almost complete range of atmospheric conditions in Harare were used to derive the calibration coefficients.. The average empirical first and second order quadratic calibrationcoefficients of 6.40 and 0.0034 respectively were obtained [6].So the empirical function for this system as applied to solar radiation monitoring is
I = 6.40D + 0.0034D
(112)where I is the calculated global irradiance and D is the digital data value recorded by the acquisition system.
(113)A typical calibration graph is shown in Fig.4. In order to examine the correctness of the fit, the data acquisition system readings were recorded against corresponding Eppley pyranometer readings and (1) used to estimate the radiation.Fig. 5 shows how well the DAS fit compares with the data from the Eppley pyranometer.
(114)artly cloudy days, relatively wide scatters were obtained.This is mainly due to the difference in response times of the two instruments, with the Eppley PSP pyranometer less able to respond quickly to rapid changes in irradiance levels.The data acquisition system takes about 2 ms to do 20 A/D conversions compared to a response time of about 1 s for the Eppley.So the
applied to monitor solar radiation.It has been successfully interfaced to a computer for initial setup of the system and for data retrieval.The data stored are sent to a computer by a serial link upon request, and subjected to graphical analysis.In spite of the insensitivity of the SolData silicon-cell for large wavelengths, the use of it as a solar radiation sensor resulted in good correlation with the Eppely PSP pyranometer.Field tests and comparisons against the standard Eppley PSP pyranometer have shown that the accuracy of this measurement system is fairly good, typically ±13 W/m2.This error is acceptable for a lot of applications in solar energy.. The overall quality of the data is good due to intrinsically small errors involved in digital data handling compared to conventional manual measurements.Moreover, the system is easily operated and does not require any programming expertise.The system (115)is could be used to monitor various other environmental parameters.

(116chu y noi trang)readings is then taken and stored after which the data acquisition system goes back into the Wait state to wait for another data acquisition and storage cycle.If the computer is connected, the system makes a transition into the Listen mode in which the operator uses the computer keyboard to communicate with the data acquisition system.The data acquisition system does not have a real-time clock so the operator via the computer keyboard supplies the start time for measurement before the system is left to run.This data is stored in the first five bytes of the EEPROM.When the system start time has been entered, data and reference voltage corresponding to this start time is immediately sampled and stored.Thus data acquisition and storage is triggered from the computer keyboard after the operator has specified start time and date. After taking this initial set of readings, the data acquisition system goes back into the Wait state to wait for another data acquisition and storage cycle.
A Turbo C++ serial communication software running on the computer at this point instructs the user to disconnect the controlling computer.Every 24 ms thereafter, the timer interrupt wakes up the microcontroller to check if 10 min have elapsed.If 10 min have elapsed, which happens after 25 000 such interrupts, the microcontroller goes into the Measure state where the system increments lapse time and lights an LED to indicate that samples are being taken.In this Measure state, reference voltage is sampled and 20

(chu y noi trang 117)acquisition system or retrieve the acquired data for subsequent analysis.The data acquisition system through the PC interrupt routine reads and decodes the command bytes sent by the PC and performs the appropriate operation.After the successful completion of operation, the system returns an acknowledge signal back to the computer.
Acquired data could be retrieved by one of the following methods.
1) One storage module (24C65 chip) remains with the data acquisition system, stores data and is then replaced by a “fresh” storage module during a site visit. The filled module is returned to the office and the data is downloaded to a computer.
2) The data logger is interrogated on-site by a battery operated IBM compatible lap-top computer through the RS232 serial port and acquired data transferred to it followed by a fast clearing of the whole storage module for another storage routine.
IV. RESULTS
The data acquisition system was first calibrated against a first-class, factory calibrated reference, the Eppley PSP ther-mopile pyranometer.The data acquisition system was mounted outdoors on a horizontal surface alongside the Eppley PSP Pyranometer.Global horizontal irradiance readings from the two instruments were taken simultaneously at 1-min intervals for intensity levels between 65 and 1200 W/m2.Synchroniza¬tion was achieved by taking the Eppley reading when the LED on the data acquisition system was lit up, showing that data acquisition readings were being recorded.The Eppley output was then regressed against the corresponding data acquisition output and showed a slight nonlinearity.
(chu y noi trang )wide scatters were primarily due to the Eppley being unable to follow rapid changes of radiation associated with clear-cloudy transitions during partly cloudy conditions
Consequently some significant calibration errors occurred during the transition period.This aspect is discussed by Michalsky et al. [3] and Suereke et al. [4].
(118)The data acquisition system operates from a rechargeable battery pack so that the supply voltage, Vcc fluctuates with time and state of charge.As the analog-to-digital conversion depends on this voltage, all conversions were checked against a reading obtained from a 2.5 V reference derived from the LM336 voltage reference and the following correction procedure was applied.When the battery pack is fully charged and the supply produces a regulated 5.0 V, the digitized reference Dref from a reference of 2.5 V, was found to be 127 ±1. The ±1 count uncertainty derives from the fact that the AD converter has a conversion error of one least significant bit.Thus the corrected digital output at any instant, Dcorr is given by
127 x Aol
J-/corr j-v
where Dso is the digital voltage obtained from the sensor.This digital correction of the signal, which is done by means of an autocalibration procedure on the computer as the data are retrieved, substantially improved the accuracy of the data [6].
V. CONCLUSION
A low-cost microcontroller-based data acquisition system that automatically takes measurements and records the data has been designed, developed and programmed and
B.Sc. and B.Sc.(Hon.) degrees in physics from the University of Zimbabwe, Harare, in 1992 and 1993, respec¬tively.He is currently pursuing the Ph.D. degree in physics at the same university.
He joined the Physics Department, University of Zimbabwe, in 1993, and has been working as a Teaching Assistant since then.His current inter¬est is microprocessor/microcontroller applications in physics and environmental monitoring and assess¬ment.

(doan khac)ACKNOWLEDGMENT
The following people have significantly contributed to the work presented here
Prof. A.
Colavita, Director of the Mi¬croprocessor Laboratory, and all staff at the Microprocessor Laboratory, and R. B. Ijadoula of the Agriculture University, Abeokuta, Nigeria.
REFERENCES
Raphael Mukaro was born on August 31, 1968 in Harare, Zimbabwe. He received the Xavier Francis Carelse was born in South Africa.
He is Lecturer with the Department of Physics, University of Zimbabwe, Harare.He has qualifi¬cations in physics and electronic engineering and has worked for eight years in industrial research and development in the U.K.and, in addition to lecturing in four universities in Africa, has also served as a Visiting Lecturer at three universities in the U.S. His specialty is electronic instrumentation and he is mainly interested in the development of undergraduate laboratory experiments.

I. INTRODUCTION

Kết quả (Việt) 1:

(111)Phép đo được thực hiện trong suốt cả năm, do đó dữ liệu bao gồm một phạm vi gần như hoàn toàn của các điều kiện khí quyển ở Harare được sử dụng để lấy được hệ số hiệu chuẩn... Calibrationcoefficients trung bình là thực nghiệm đầu tiên và thứ hai thứ tự bậc hai của 6,40 và 0,0034 tương ứng đã được [6].Vì vậy các chức năng thực nghiệm cho hệ thống này là áp dụng bức xạ mặt trời theo dõi làTÔI 6.40 D + 0.0034 D =(112) nơi tôi là toàn cầu irradiance tính và D là kỹ thuật số dữ liệu giá trị của hệ thống mua lại.(113)Một đồ thị hiệu chuẩn điển hình hiển thị trong Fig.4. Để kiểm tra tính đúng đắn của phù hợp với, Hệ thống mua lại dữ liệu đọc được ghi nhận chống lại tương ứng Eppley pyranometer đọc và (1) được sử dụng để ước tính radiation.Fig. 5 cho thấy như thế nào DAS phù hợp với so sánh với các dữ liệu từ Eppley pyranometer.(114) artly có mây ngày, tương đối rộng scatters đã thu được.Đây là chủ yếu là do sự khác biệt trong thời gian đáp ứng của các nhạc cụ hai, với pyranometer Eppley PSP ít có khả năng đáp ứng nhanh chóng để thay đổi nhanh chóng trong irradiance cấp.Hệ thống mua lại dữ liệu mất khoảng 2 ms làm 20 A/D chuyển đổi so với một thời gian phản ứng của khoảng 1 s cho Eppley.So các áp dụng để giám sát các bức xạ mặt trời.Nó đã được thành công giao với một máy tính cho các thiết lập ban đầu của hệ thống và truy xuất dữ liệu.Dữ liệu được lưu trữ được gửi tới một máy tính bởi một liên kết nối tiếp theo yêu cầu, và phải chịu sự phân tích đồ họa.Mặc dù insensitivity SolData silicon-cell cho bước sóng lớn, việc sử dụng của nó như là một bộ cảm biến bức xạ mặt trời đã dẫn đến sự tương quan tốt với pyranometer Eppely PSP.Field kiểm tra và so sánh với pyranometer Eppley PSP tiêu chuẩn đã chỉ ra rằng sự chính xác của hệ thống đo lường này là khá tốt, thường ±13 W/m2.Lỗi này là chấp nhận được đối với rất nhiều ứng dụng trong năng lượng mặt trời... Chất lượng tổng thể của dữ liệu là tốt do intrinsically nhỏ lỗi liên quan đến xử lý kỹ thuật số dữ liệu so với thông thường đo hướng dẫn sử dụng.Hơn nữa, Hệ thống dễ dàng sử dụng và không đòi hỏi bất kỳ chuyên môn lập trình.Hệ thống (115) là có thể sử dụng để giám sát các thông số khác khác nhau về môi trường.(116chu y noi trang) đọc sau đó thực hiện và được lưu trữ sau đó hệ thống mua lại dữ liệu đi lại vào tình trạng chờ đợi để chờ đợi một thu thập dữ liệu và lưu trữ các chu kỳ.Nếu máy tính được kết nối, Hệ thống làm cho một chuyển đổi sang chế độ nghe trong đó các nhà điều hành sử dụng bàn phím máy tính để giao tiếp với hệ thống mua lại dữ liệu.Hệ thống mua lại dữ liệu không có một đồng hồ thời gian thực để các nhà điều hành thông qua bàn phím máy tính cung cấp thời gian bắt đầu đo lường trước khi hệ thống còn lại để chạy.Dữ liệu này được lưu trữ trong năm byte đầu tiên của EEPROM.Khi thời gian bắt đầu hệ thống đã được nhập, dữ liệu và tham chiếu điện áp tương ứng với thời gian bắt đầu này ngay lập tức lấy mẫu và lưu trữ.Do đó thu thập dữ liệu và lưu trữ được kích hoạt từ bàn phím máy tính sau khi các nhà điều hành đã chỉ rõ thời gian bắt đầu và ngày. Sau khi uống này thiết lập ban đầu của bài đọc, Hệ thống mua lại dữ liệu đi lại vào tình trạng chờ đợi để chờ đợi cho một chu kỳ có màu dữ liệu mua lại và lưu trữ.Một Turbo C++ giao tiếp nối tiếp phần mềm chạy trên máy tính tại thời điểm này hướng dẫn người dùng để ngắt kết nối máy tính kiểm soát.Mỗi ms 24 sau đó, bộ đếm thời gian ngắt đánh thức lên vi điều khiển để kiểm tra nếu 10 phút đã trôi qua.Nếu 10 phút đã trôi qua, mà xảy ra sau khi 25 000 như vậy ngắt, vi điều khiển đi vào tình trạng biện pháp nơi từng bước hệ thống mất hiệu lực thời gian và đèn một LED để cho biết rằng mẫu đang được thực hiện.Trong trạng thái biện pháp này, điện áp tham chiếu lấy mẫu và 20(chu y noi trang 117) mua lại hệ thống hoặc lấy các dữ liệu mua lại cho các phân tích tiếp theo.Hệ thống dữ liệu mua lại thông qua PC ngắt thói quen đọc và giải mã lệnh byte gửi bởi máy PC và thực hiện hoạt động thích hợp.Sau khi hoàn tất thành công của chiến dịch, Hệ thống trả về một tín hiệu acknowledge quay lại máy tính.Mua lại dữ liệu có thể được truy cập bởi một trong những phương pháp sau.1) một trong những lí module (24 C 65 chip) vẫn còn với hệ thống mua lại dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và sau đó được thay thế bởi một mô-đun "tươi" lưu trữ trong một chuyến thăm trang web. Các mô-đun đầy được trả lại cho văn phòng và các dữ liệu được tải xuống với một máy tính.2) dữ liệu logger thẩm vấn trang web bởi một pin hoạt động IBM tương thích vòng-đầu máy tính thông qua cổng nối tiếp RS232 và mua lại dữ liệu chuyển giao cho nó theo sau một giải phóng nhanh chóng của các mô-đun lí toàn bộ cho một lí thói quen.IV. KẾT QUẢHệ thống mua lại dữ liệu lần đầu tiên được kiểm định đối với một lớp học đầu tiên, nhà máy sản xuất hiệu chuẩn tham chiếu, Eppley PSP có-mopile pyranometer.Hệ thống mua lại dữ liệu đã được đặt ở ngoài trời trên một bề mặt ngang cùng với Pyranometer.Global PSP Eppley ngang irradiance đọc từ các dụng cụ hai đã được thực hiện đồng thời lúc 1-phút khoảng thời gian cho các cấp cường độ giữa 65 và 1200 W/m2.Synchroniza¬tion đạt được bằng cách Eppley đọc khi các đèn LED trên hệ thống mua lại dữ liệu đã được thắp sáng lên, Đang hiển thị dữ liệu mua lại đọc đã được ghi lại.Sản lượng Eppley sau đó Andrew chống lại đầu ra tương ứng mua lại dữ liệu và cho thấy một nonlinearity chút.(chu y noi trang) rộng scatters là chủ yếu do Eppley là không thể thực hiện theo các thay đổi nhanh chóng của bức xạ liên kết với quá trình chuyển đổi mây rõ ràng trong điều kiện mưaDo đó một số đáng kể hiệu chuẩn lỗi xảy ra trong giai đoạn chuyển tiếp.Khía cạnh này được thảo luận bởi Michalsky et al. [3] và Suereke et al. [4]. (118)Hệ thống mua lại dữ liệu hoạt động từ một gói pin sạc để cung cấp điện áp, Vcc biến động với thời gian và các nhà nước phí.Như chuyển đổi kỹ thuật số analog phụ thuộc vào điện áp này, chuyển đổi tất cả đã được kiểm tra đối với một đọc thu được từ một tài liệu tham khảo V 2.5 bắt nguồn từ tham chiếu điện áp LM336 và thủ tục sửa chữa sau đây đã được áp dụng.Khi các gói pin được sạc đầy và việc cung cấp sản xuất một quy định 5.0 V, tham khảo số hóa Dref từ một tài liệu tham khảo của 2,5 V, được tìm thấy là 127 ±1. Sự không chắc chắn số ±1 có nguồn gốc từ thực tế là bộ chuyển đổi quảng cáo có một lỗi chuyển đổi của một chút ít quan trọng.Do đó kỹ thuật số ra sửa chữa tại bất kỳ tức thì, Dcorr được cho bởi 127 x AolJ-/ corr j-v nơi Dso là điện áp kỹ thuật số thu được từ các cảm biến.Này chỉnh sửa kỹ thuật số của tín hiệu được thực hiện bằng phương tiện của một thủ tục autocalibration trên máy tính như các dữ liệu được lấy, đáng kể cải thiện tính chính xác của dữ liệu [6].V. KẾT LUẬNMột hệ thống mua lại chi phí thấp vi điều khiển dựa trên dữ liệu tự động có đo lường và hồ sơ dữ liệu đã được thiết kế, phát triển và lập trình vàVăn bằng cử nhân và B.Sc.(Hon.) trong vật lý từ Đại học Zimbabwe, Harare, năm 1992 và 1993, respec¬tively.Ông hiện đang theo đuổi văn bằng tiến sĩ vật lý tại trường đại học cùng một.Ông gia nhập bộ phận vật lý, đại học Zimbabwe, năm 1993, và đã làm việc như là một trợ lý giảng dạy kể từ đó.Inter¬est hiện tại của ông là bộ vi xử lý/vi điều khiển ứng dụng trong vật lý và giám sát môi trường và assess¬ment.(doan khắc)THỪA NHẬNNhững người sau đây đã đóng góp đáng kể cho việc trình bày ở đâyGiáo sư A.Colavita, giám đốc phòng thí nghiệm Mi¬croprocessor, và tất cả nhân viên phòng thí nghiệm vi xử lý, và R. B. Ijadoula của trường đại học nông nghiệp, Abeokuta, Nigeria.TÀI LIỆU THAM KHẢORaphael Mukaro sinh ngày 31 tháng 8 năm 1968 ở Harare, Zimbabwe. Ông đã nhận được Xavier Francis Carelse được sinh ra ở Nam Phi.Ông là giảng viên với khoa vật lý, đại học Zimbabwe, Harare.He có qualifi¬cations trong vật lý và điện tử kỹ thuật và đã làm việc cho tám năm trong công nghiệp nghiên cứu và phát triển trong U.K.and, ngoài việc giảng dạy trong bốn trường đại học ở châu Phi, cũng đã từng là một giảng viên tham quan tại ba trường đại học tại Hoa Kỳ Chuyên môn của ông là thiết bị điện tử và ông là chủ yếu quan tâm đến sự phát triển của đại học phòng thí nghiệm thử nghiệm.I. GIỚI THIỆU