Метеостанция Hanging Gear: 7 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

В этом руководстве я покажу вам, как построить собственную метеостанцию с подвесным оборудованием, которая сделана из деталей из МДФ, вырезанных на станке с ЧПУ. Шаговый двигатель приводит в движение каждую шестерню, а Arduino измеряет температуру и влажность с помощью датчика DHT11, а затем перемещает шаговые двигатели для отображения измеренных значений.

Метеостанция опирается на две ножки и плоское основание, что делает ее идеальной для установки на столе, полке или тумбочке.

Датчик DHT имеет диапазон относительной влажности от 20 до 95 процентов и может измерять температуру от 0 до 50 градусов Цельсия. Я разработал шестерни для полного диапазона влажности и с диапазоном измерения отрицательной температуры, чтобы вы могли легко использовать другой датчик, если хотите разместить датчик снаружи для измерения наружной температуры.

Если вам нравится это руководство, проголосуйте за него в конкурсе CNC.

Запасы

Для изготовления метеостанции вам понадобятся:

• Доска МДФ 3мм -
• Arduino Pro Micro -
• 2 шаговых двигателя 28BYJ 48 и драйверы ULN2003 -
• 4 крепежных винта и гайки M3 x 10 мм -
• Датчик температуры и влажности DHT11 -
• Резистор 10 кОм -
• Прототип печатной платы 4x6 см -
• Выводы мужских заголовков -
• Контакты женского заголовка -

Используемый лазерный резак K40 -

Шаг 1. Лазерная резка компонентов МДФ

Я разработал компоненты для лазерной резки в Inkscape, вы можете скачать файлы для резки здесь. При загрузке все компоненты находятся на одном листе, поэтому вам нужно будет разделить их, чтобы они соответствовали размеру станины вашего лазерного резака.

Я начал с гравировки, а затем нарезания шестерен, затем гравировал и вырезал лицевую панель и, наконец, вырезал оставшиеся компоненты.

Я всегда использую малярную ленту поверх МДФ при гравировке или резке, чтобы дым не оставлял следов на поверхности.

Если у вас нет доступа к лазерному резаку, рассмотрите возможность использования онлайн-сервиса лазерной резки. Они стали очень доступными, и большинство из них даже доставят детали к вашей двери.

Я использовал дешевый лазерный резак K40, чтобы вырезать детали.

После того, как все части будут вырезаны, вам нужно будет удалить малярную ленту.

Шаг 2: Установите шаговые двигатели и соберите ведущие шестерни

Затем прикрепите два шаговых двигателя к передней панели с помощью двух крепежных винтов M3 x 10 мм для каждого двигателя.

Также приклейте опорную пластину подставки с вырезом для двигателей к задней части передней панели с помощью столярного клея. Это можно сделать позже, но проще всего сделать это перед установкой двигателей, чтобы они не мешали вам при приклеивании.

Затем соберите ваши ведущие шестерни. Укладывайте детали снаряжения на сервоприводы, нанося между ними каплю столярного клея. Начните с диска с отверстием, а затем с шестерни. Затем вам нужно добавить небольшую прокладку между шестерней и передним диском, чтобы шестерни могли свободно двигаться. Я использовал плоскую шайбу в качестве прокладки для каждого из них.

Шаг 3: соберите электронику

А теперь давайте соберем электронные компоненты вместе.

Схема довольно проста и включает в себя базовые соединения цифровых выводов ввода-вывода 2–9 с двумя шаговыми драйверами, а затем соединение между датчиком DHT11 и цифровым выводом 10 ввода-вывода. Вам также необходимо добавить подключения питания к датчику и шаговому двигателю. драйверы, а также резистор 10 кОм между подключением к контакту 10 и 5 В.

Я собрал контакты разъема и датчик DHT на печатной плате размером 4x6 см, так что драйверы Arduino и шагового двигателя можно было просто подключить к ней.

Затем я сделал несколько соединительных кабелей Dupont для соединения печатной платы и драйверов шагового двигателя. Вы также можете использовать перемычки или создать свои собственные соединительные кабели.

Шаг 4: Установите электронные компоненты

Я использовал клеевой пистолет, чтобы приклеить плату Arduino к задней панели метеостанции и два драйвера шагового двигателя на две части боковой стойки. Это лучше всего работает, чтобы оставить достаточно места для проводки между компонентами, а также для шаговых двигателей.

После того, как электроника будет приклеена на место, мы можем собрать остальную часть метеостанции, используя столярный клей.

Шаг 5: Завершите сборку метеостанции

Приклейте две ножки к основанию, а затем прикрепите переднюю пластину к ножкам.

Наконец, приклейте заднюю пластину на место и дайте клею высохнуть. Убедитесь, что порт micro USB Arduino обращен к основанию метеостанции.

Когда клей высохнет, подключите шаговые двигатели к драйверам, а затем подключите драйверы к Arduino с помощью изготовленных вами кабелей. Постарайтесь заправить кабели так, чтобы они не свешивались снизу и не выступали из верхней части задней части.

Если вы хотите закрыть верх, используйте кусок, вырезанный из пластины опорной стойки. Не приклеивайте это на место, пока не протестируете драйверы шагового двигателя и соединения, так как вам может потребоваться снова получить доступ к кабелям, чтобы внести изменения.

Подключите кабель micro USB к нижней части метеостанции, и вы готовы загрузить код.

Шаг 6: программирование Arduino

Код довольно прост. Я не буду вдаваться в подробности, чтобы объяснить код здесь, но вы можете загрузить код и прочитать подробное объяснение того, что здесь делает каждый раздел.

В коде мы создаем объект датчика, создаем необходимые переменные, а затем определяем электродвигатель и контакты датчика.

Функция настройки запускает последовательную связь, устанавливает режимы контактов и подключается к датчику DHT11.

Функция контура берет измерения с датчика DHT11, отображает их на последовательном мониторе, а затем вычисляет количество шагов и направления для перемещения каждого из шаговых двигателей для отображения измеренных значений. Затем код ожидает минимум 5 секунд перед повторением цикла.

Существует дополнительная функция, которая вызывается основным циклом, которому задается количество шагов и направление для каждого двигателя, а затем выполняются движения.

Шаг 7. Установка и использование метеостанции

Перед загрузкой кода поместите две шестерни на двигатели, установив их так, чтобы они отображали значения, установленные изначально в коде, это были 25 ° C и влажность 50% в моем коде.

Затем вы можете загрузить код.

Если вы откроете монитор последовательного порта, вы увидите первое измерение, выполненное датчиком, и двигатели затем начнут перемещать шестерни, чтобы получить эти значения от начальных значений.

По окончании движения вы должны увидеть второй набор значений, а затем шестеренки могут снова двигаться.

Обычно для стабилизации показаний датчика требуется пара минут, и тогда вы получите более согласованные данные и меньшее движение шестерен.

Если вы заметили, что отображаемые вами значения не совпадают со значениями, отображаемыми на последовательном мониторе, сначала проверьте правильность направления движения вашего двигателя, затем проверьте правильность начальных значений и, наконец, вам может потребоваться отрегулировать количество шагов. на градусы или проценты для калибровки вашей метеостанции.

Теперь ваша метеостанция готова, и ее можно установить на столе или на полке.

Если вам понравилось это руководство, пожалуйста, проголосуйте за него в конкурсе CNC.

Сообщите мне в разделе комментариев, строили ли вы раньше метеостанцию и что вы использовали для отображения значений.

Финалист конкурса CNC Contest 2020