Недорогой перчаточный ящик для исследований: 35 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Цель:

Целью данного руководства является руководство по созданию недорогого перчаточного ящика для исследовательских работ. Габаритные размеры коробки составляют 3’x 2’ x 2’¾ дюйма (Д x Ш x В) с прикрепленной сбоку проходной коробкой 1’ x 1’x 1’. Эта коробка включает в себя контроль температуры и влажности, чтобы создать контролируемую среду для экспериментов. Приблизительное время строительства составляет 10 дней для основной конструкции и проводки / трубопроводов. Некоторое тестирование кода, используемого для этого проекта, также должно быть включено в это время, которое будет варьироваться в зависимости от вашего уровня уверенности в программировании Arduino. Общая стоимость сборки составляет примерно 320 долларов США, включая дерево, винты, оборудование, проводку, трубопроводы, ПВХ, акрил, краску, датчики и дополнительные разные предметы. В этой сборке использовалась металлическая тележка, но она не требуется. Ящик можно установить на столешницу или верстак.

Необходимые инструменты:

· Настольная пила

· Лобзик пила

· Маршрутизатор

· Циркулярная пила

· Электрическая дрель

· Прямая грань

· Рулетка

· 6-дюймовая кольцевая пила

· Малярная кисть

· 6-дюймовый малярный валик и поролоновые рукава

· Наждачная бумага зернистостью 220

Используемые материалы:

· 2 x (8’x4’x ¾”) фанеры из корпусной березы

· 1 акриловый лист (36 дюймов x 30 дюймов x 0,093 дюйма)

· 2 акриловых листа (24 x 18 x 0,093 дюйма)

· Винты Deck Plus (8 x 1 5/8 дюйма) (включая бит)

· Силиконовый герметик Gorilla Glue, 2,8 унции, прозрачный

· Эпоксидный клей Gorilla Glue

· PLA для 3D-печатных деталей

· 3 X Gatehouse 1,75-дюймовый лифт для раздвижных оконных створок

· 6 X дверная фурнитура / петли 1,5”оцинкованные

· 5 емкостей по 1 пинте

· Атласная латексная краска для наружных работ Valspar Duramax, белая, 1 л

· Силиконовая герметизация

· Микроконтроллер Arduino

· Макетная плата (или для подключения проводов может использоваться пайка)

· 5 разных цветов проводки

· 9-вольтовый аккумулятор

· Adafruit DHT22 (датчик влажности и температуры)

· Резистор 10кОм

· Шаговый двигатель (28BYJ-48)

· Два реле (JQC-3FF-S-Z)

· Электропроводка CAT 5

· 2 колена 90 градусов (медь)

· Пластиковые шланги

· Хомут для шланга ½ дюйма

· Панель из экструдированного алюминия

· Фанера ½”для ящика для хранения (использованные куски лома)

· Светодиодные ленты

· Соответствующий преобразователь переменного тока в постоянный для любого используемого освещения

· 2 х 6 хомуты для шлангов

Шаг 1: сделайте вырезанный лист для фанеры

Разметьте линии разреза для всех сторон основного и проходного коробов на листе фанеры. Список вырезок выглядит следующим образом:

· (1x) 36 дюймов x 12 ¾ дюймов (спереди, где будут отверстия для перчаток)

· (1x) 36 дюймов x 24 дюйма (задняя часть)

· (2x) 24 дюйма x 22 ½ дюйма ПЛЮС под углом 45 градусов от центра (отметка 12 дюймов) стороны 24 дюйма до стороны 22 ½ дюйма

· (1x) 34 ½ "x 22 ½" (внизу)

· (1x) 36 дюймов x 11 ¾ дюймов (вверху)

· (1x) 36 дюймов x 17 5/8 дюймов (передняя дверь шкафа)

Шаг 2: Сделайте все вырезы

Сделайте все пропилы с помощью циркулярной пилы, используя прямой край в качестве направляющей, как показано на фотографии из Google Images ниже. Зашлифуйте все края сразу после обрезки. На верхней и передней поверхности коробки необходимо будет сделать надрезы под углом 45 ° по длинным краям, чтобы они находились заподлицо со сторонами, которые были обрезаны под углом 45 °. Выровняйте и измерьте их вручную, чтобы сделать правильные надрезы. Используйте торцовочную пилу или настольную пилу, чтобы сделать эти угловые надрезы.

Шаг 3. Проверьте разрезы посадки

Проверьте подгонку со всех сторон. В этой конструкции нижняя часть коробки помещается «внутри» всех сторон коробки; а левая и правая стороны помещаются «внутри» передней и задней части коробки. С помощью фрезера обрежьте стороны до нужной высоты. В этой конструкции была ошибка около 1/16 дюйма между задней стороной и левой и правой сторонами, поэтому задняя часть была обрезана до более короткой длины, чтобы соответствовать сторонам, используя фрезер.

Шаг 4: Вырежьте отверстие для проходной коробки

Вырезать отверстие для проходной коробки с правой стороны. Используйте лобзик, чтобы сделать грубое вырезание, и фрезер, чтобы выровнять разрезы. Это отверстие должно быть размером с проходную коробку за вычетом двойной толщины используемой древесины. В нашем случае отверстие было размером 10,5 x 10,5 дюйма. Вы хотите, чтобы дно отверстия для прохода было на одном уровне с дном основного блока, как показано на фотографии.

Шаг 5: прорежьте отверстия для перчаток

Сделайте отверстия на лицевой стороне для перчаток. Комфортное расстояние между отверстиями для перчаток было получено из шкафа пескоструйной машины 6,5 дюйма. Каждое перчаточное отверстие было вырезано с помощью кольцевой пилы диаметром 6 дюймов. Отверстия измеряются на расстоянии 3,5 дюйма от дна коробки. Центр передней поверхности был измерен, и отверстия были основаны на нем, а не на расстоянии от внешних краев.

Шаг 6: соберите коробку

Скрутите вместе все стороны, чтобы получилась коробка, за исключением передней дверцы шкафа. Отметьте центральную линию толщины древесины (в данном случае на расстоянии 3/8 дюйма от краев сторон, которые будут привинчены к краям соседних сторон). Предварительно просверлите отверстия с зенковкой через каждые 2 дюйма, оставив место в углах для шурупов из соседних досок.

Шаг 7: сконструируйте сквозную коробку

Постройте проходную коробку. Это куб размером 1’x 1’ x 1’. Отрежьте 5 сторон, необходимых для изготовления коробки, из той же фанеры толщиной ¾ дюйма, что и основной ящик. Не забудьте указать толщину фанеры в разрезах. Список вырезок выглядит следующим образом:

· (2x) 11 ¼”x 11 ¼” (сзади и сверху)

· (1x) 12”x 11 ¼” (перед); + прорезь около 2/5 дюйма сбоку, которая будет прикреплена к коробке для акриловой «двери», чтобы можно было проскользнуть через

· (1x) 10 ½ "x 11 ¼" (внизу)

· (1x) 12 дюймов x 12 дюймов (это будет дверца коробки на внешнем крае)

На двух из этих сторон (верхней и передней) должны быть прорезаны смотровые окна. Отметьте эти смотровые окна до желаемого размера. Эта коробка имеет верхнее окно размером 7 ½ "x 7 ½" и переднее окно размером 7 ½ "x 8". С помощью лобзика вырежьте отверстия, а затем обработайте их фрезером. Обработайте проемы кроличьей битой, чтобы у окна была поверхность, к которой можно прилипать.

Для небольшого разреза на лицевой стороне отмерьте примерно 2/5 дюйма от края и ¾ дюйма сверху и снизу этого края. С помощью фрезера прорежьте прорезь глубиной 2/5 дюйма и шириной 10 ½ дюйма на краю этой стороны.

Соберите коробку так же, как и основную коробку, как показано на шаге 6, оставив дверцу с правой стороны.

Шаг 8: Установите акриловые окна в сквозную коробку

Установить смотровые окна в два отверстия проходного бокса. Отрежьте акриловый лист до нужного размера окна + нахлест для приклеивания. Используйте маленькие винты, чтобы прикрепить углы, чтобы удерживать их в проеме, и используйте силиконовый герметик, чтобы полностью приклеить окно к поверхности с обратной стороны.

Шаг 9: сконструируйте раздвижную дверь для проходного бокса

Создайте скользящее окно, которое будет отделять главный блок от сквозного. Вырежьте акриловый лист нужного размера. Для этой коробки эти размеры были 14 ¼”x 11”. Прикрепите небольшую ручку из остатков фанеры маленькими винтами, чтобы пользователь мог легко ее сдвинуть. Используйте фетровую ленту на всех краях раздвижного окна, чтобы обеспечить герметичность, когда оно закрыто, включая полосу по размеру проема проходной коробки.

Шаг 10: прикрепите сквозной блок к основному блоку

Присоедините сквозной блок к основному блоку. Нанесите строительный клей на края проходной коробки, которая будет прикреплена к основной коробке. Затем вставьте 6–12 винтов изнутри основного блока в края проходного отверстия, чтобы скрепить их, пока клей высохнет.

Шаг 11: Вырежьте проем и установите акрил в дверцу главного ящика

Вырежьте проем в дверце шкафа для смотрового окна и установите окно. Используйте лобзик для грубого вырезания смотрового окна нужного размера. В этом ящике есть окно размером 30 x 12 дюймов. Используйте кусочек кролика на проеме, чтобы у окна была поверхность, к которой можно прилипать. Отрежьте акриловый лист до нужного размера окна + нахлест для приклеивания. Используйте маленькие винты, чтобы прикрепить углы, чтобы удерживать их в проеме, и используйте силиконовый герметик, чтобы полностью приклеить окно к поверхности с обратной стороны.

Шаг 12: коробка с краской

Используйте герметик для герметизации всех внутренних стыков коробки. Замазать все отверстия для шурупов и покрасить все компоненты коробки белой краской. Сделайте это сейчас, прежде чем устанавливать какое-либо оборудование. Перед покраской заклейте установленные окна малярной лентой.

Шаг 13: Установите двери

Установите обе дверцы шкафа в основную и проходную коробки. Используйте маленькие петли: 4 на шкафу основного блока и 2 на маленькой дверце проходного блока.

Шаг 14: установите замки

Прикрепите подъемники для раздвижных оконных створок к обеим сторонам двери основного ящика и по одному к двери для прохода.

Шаг 15: Постройте ящик для хранения насыщенного солевого раствора

Постройте ящик для хранения насыщенных солевых растворов. Этот ящик для хранения был построен так, чтобы поместиться в пределах тележки, которую использовали. Любой ящик для хранения, который вы построите, действительно нужен только для хранения насыщенных солевых растворов, чтобы они не упали. Для этого приложения были измерены средние и нижние полки тележки, чтобы получить представление о размере ящика для хранения.

Шаг 16: вырежьте дерево и соберите ящик для хранения

Отрежьте фанеру ½ дюйма таким образом, чтобы она соответствовала высоте полок, и прикрепите стороны ящика для хранения шурупами для дерева диаметром 1 дюйм.

Шаг 17: освободите внутреннее пространство для солевых растворов

После сборки каркаса ящика для хранения поместите контейнеры с раствором соли (5-пинтовые каменные банки) в ящик, затем отмерьте и отрежьте сосновую древесину размером 1 "x 3" для каркаса контейнера. Он должен быть плотно прилегающим, чтобы банки не могли двигаться, но достаточно свободным, чтобы их можно было легко снять. Этот ящик был помещен на среднюю полку тележки для облегчения доступа.

Шаг 18: сделайте кобуру для теплового пистолета

Сделайте кобуру для теплового пистолета. Поместите фен на небольшой кусок оставшейся фанеры и обведите его форму.

Шаг 19: вырежьте дерево для кобуры

Вырежьте фигуру мультитулом.

Шаг 20: модифицируйте тепловую пушку для прикрепления

Просверлите небольшое отверстие в нижней части ручки, стараясь не просверлить провода. Это небольшое отверстие предназначено для крепления тепловой пушки к дереву, распиленному на предыдущем шаге.

Шаг 21: прикрепите зажим к соплу тепловой пушки

Прикрепите небольшой квадратный кусок фанеры к концу распиленного дерева в качестве распорки, чтобы обеспечить прямую установку пистолета. Затем прикрепите зажим ½ дюйма к концу небольшого квадратного куска дерева, чтобы удерживать нагревательную трубу, которая будет прикреплена к тепловой пушке.

Шаг 22: установите тепловую пушку на деревянную форму

Закрепите тепловую пушку на распиленном дереве с помощью шурупа в отверстии, просверленном в ручке. Также вставьте переходник отопительной трубы в зажим и затяните, чтобы убедиться в правильности установки. После проверки правильности установки снимите термофен и зажим с распиленной древесины, чтобы ее можно было покрасить.

Шаг 23: подготовьте медный локоть

Оберните ½-дюймовую нагревательную трубу выхлопной пленкой, чтобы гарантировать, что труба не сжигает дрова при прокладке через коробку, а также в целях безопасности, не позволяя пользователю обжечься трубой.

Шаг 24: прикрепите кобуру к основному блоку

Прикрепите окрашенный кусок распиленного дерева, прикрутив его к основной коробке. Просверлите отверстие диаметром ¾ дюйма в задней правой части коробки в нижнем углу, чтобы вставить обернутую тепловую трубку. Вставьте тепловую трубку в зажим и затяните зажим, чтобы обеспечить устойчивое крепление.

Шаг 25: Установите тепловую пушку

Закрепите тепловую пушку на распиленном дереве, вставив нагревательный цилиндр тепловой пушки в нагревательную трубу, а затем затяните винт в ручке.

Шаг 26: Подготовьте бокс для потока влажности

Просверлите отверстие в левом нижнем углу коробки, чтобы вставить шланг для подачи влажного воздуха.

Шаг 27: Установите колено для потока влажности

Вставьте второе медное колено под углом 90 градусов в это просверленное отверстие, а шланг - в это медное колено, как показано на фотографии.

Шаг 28: Отрежьте и установите диффузор воздушного потока

Отрежьте экструдированный алюминиевый кусок по ширине внутренней части основного блока. Это запасная часть корпуса накладных люминесцентных ламп. Это 34 3/8 дюйма. Затем просверлите 1/16 дюйма через каждые пару дюймов по длине алюминиевой детали в две линии.

Шаг 29: Установите фланцы для перчаток и перчаток

Установите напечатанные на 3D-принтере фланцы для перчаток в два перчаточных отверстия для бокса. Сюда включен файл.stl для этих фланцев. Закрепите перчатки с помощью 6-дюймовых хомутов.

Шаг 30: Установите элементы контроля влажности

Установите кувшины с двумя отверстиями, вырезанными в крышках. В одно отверстие будет входить шланг от воздушного насоса, а в другом - шланг, выходящий из него в коробку для влажности. Используемый здесь метод контроля влажности - это насыщенные солевые растворы. Для контроля определенных условий влажности используются пять различных солей, поэтому используются 5 каменных кувшинов. Используемый насос представляет собой стандартный насос для надувного матраса. Пять шлангов, которые выходят из банок в ящик, сначала проходят через коллектор, чтобы подключить 5 отдельных шлангов к одному перед подачей внутрь ящика. Используемый поворотный клапан приводится в действие шаговым двигателем (28BYJ-48). Эта система была разработана и напечатана на 3D-принтере. Сюда включены файлы.stl для каждой части поворотного клапана. Шаговый двигатель необходимо прикрепить к детали b2, как показано на фотографии.

Шаг 31: Установите светодиодные фонари в основную камеру

Используйте светодиодные ленточные светильники (те, что использовались здесь, были запасными из другого проекта) и прикрепите к верхней части основной камеры. Используйте эпоксидную смолу, чтобы приклеить полосу к «потолку» коробки.

Шаг 32: Соберите оборудование Arduino

а. Оборудование датчика: (контакты на датчике пронумерованы слева направо, если смотреть спереди датчика)

я. Подключите резистор 10 кОм между контактами 1 и 2.

II. Подключите вывод 1 резистора к выводу 5 В на Arduino.

iii. Подключите конец контакта 2 резистора к цифровому контакту 2.

iv. ИГНОРИРОВАТЬ pin3. Он ни для чего не нужен.

v. Подключите контакт 4 к земле

vi. Вы ДОЛЖНЫ загрузить библиотеку DHT, иначе она не будет работать

б. Аппаратное обеспечение двигателя:

я. Подключите провода двигателя к промежуточной плате.

II. На промежуточной плате подключите Vin и GND к 9-вольтовой батарее

iii. Подключите IN1, IN2, IN3 и IN4 к цифровым контактам 4, 5, 6 и 7 соответственно.

c. Релейное оборудование:

я. Подключите VCC к источнику питания 5 В

II. Подключите GND к земле

iii. Подключите IN1 и IN2 к цифровым контактам 12 и 13 соответственно.

Шаг 33: Получите код для Arduino

Скопируйте или загрузите Aruino Coding, см. Инструкции по эксплуатации для файлов.

Примечание:

*** Вы ДОЛЖНЫ загрузить библиотеку для используемого датчика (в данном случае DHT22), иначе код не будет работать. Чтобы получить библиотеку, перейдите на GitHub (https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library) и загрузите библиотеку. Также убедитесь, что библиотека Adafruit Unified Sensor загружена (находится внизу связанной страницы). После загрузки этих заархивированных файлов распакуйте и добавьте их в папку библиотек Arduino (Компьютер / Документы / Adafruit / Библиотеки).

Шаг 34: Установите крепление для камеры GoPro, если хотите

Было изготовлено напечатанное на 3D-принтере крепление для камеры GoPro, которое было установлено в передней части основной камеры для видеосъемки экспериментов. Также можно использовать купленное в магазине крепление.

Шаг 35: Дополнительный метод контроля влажности

После дополнительных работ над недорогим исследовательским перчаточным ящиком был разработан и использован еще один вариант контроля влажности. Эта конструкция не требует двигателя или поворотного клапана, чтобы выбрать сосуд с насыщенным солевым раствором, который желает пользователь. Вместо этого устанавливаются 5 отдельных клапанов с линией подачи от воздушного насоса, и каждый клапан затем подает воду в 5 различных емкостей с насыщенным солевым раствором. Наконец, каждая банка подается в коллектор, а один шланг - в основную камеру ящика.

Необходимые инструменты:

• 5/8 "долото Форстнера
• Электрическая дрель

Используемые материалы:

• 5 x Rain Bird Drip 1/2 дюйма с зазубринами двухпозиционный клапан
• 4 футболки с зазубринами Rain Bird 1/2 дюйма
• 11 x Rain Bird 1/2 дюйма с зазубренными локтями
• Виниловые трубки с внутренним диаметром 1/2 дюйма
• Виниловые трубки с внутренним диаметром 1/4 дюйма
• Соединение с внешним диаметром 6 x 1/2 дюйма и наружным диаметром 1/4 дюйма
• Тройник с зазубринами 1 x 1/4 дюйма - 1/4 дюйма внутренним диаметром
• Ремешок 10 x 1/2 "с двумя отверстиями
• Воздушный насос Imagitarium, 4 Вт
• Винты 20 x 1/2 дюйма
• 4 болта 1 дюйм
• Запасная деревянная доска из массива дуба 3/4 "x 7"
• Поворотный клапан от другого варианта влажности, используемого в качестве коллектора
• Gorilla Glue 5 минут эпоксидной смолы

Шаги:

1. Соедините каждый из 5 клапанов с обеих сторон с коленами с зазубринами, используя виниловую трубку с внутренним диаметром 1/2 дюйма, как показано на фотографиях.
2. Постройте воздухозаборник, используя 4 тройника с зазубринами и 1 колено с зазубринами, как показано на фотографиях.
3. Измерьте расстояние от центра до центра отверстия тройниковых клапанов, чтобы определить расстояние для клапанов при установке на древесную плиту. Мы соединили тройники как можно ближе к касанию, поэтому расстояние было 3 дюйма.
4. Для крепления клапанов использовался запасной кусок дуба. Запасная деталь, которая у нас была, была длиной около 1,5 дюймов, поэтому мы сконцентрировали нашу клапанную систему на ней. Клапаны должны находиться на расстоянии 3 дюймов (как было найдено на предыдущем шаге) друг от друга по горизонтали, чтобы соответствовать узлу воздухозаборника. Используйте квадрат скорости, чтобы отметить 5 линий под углом 45 градусов, расположенных на расстоянии 3 дюйма друг от друга. Измерьте расстояние от центра до центра отверстий на коленях, сопряженных с клапанами. Мы измерили примерно 6 1/4 дюйма. Отметьте доску на линиях под углом 45 градусов, где вы хотели бы просверлить локти, чтобы они могли войти в сопряжение на задней стороне с узлом воздухозаборника.
5. Используйте сверло Форстнера (5/8 дюйма подходящего размера, который у нас был под рукой), чтобы просверлить 10 отверстий, отмеченных на предыдущем шаге.
6. Закрепите клапаны на плате, используя 10 ремней с двумя отверстиями, которые используются для прокладки кабелепровода (см. Фотографии).
7. Используйте виниловую трубку с внутренним диаметром 1/2 дюйма, чтобы соединить систему забора воздуха с нижним рядом колен, соединенных с клапанами (они были соединены с нижним рядом из-за ориентации конца воздушного насоса и насыщенных солевых растворов).
8. Подсоедините соединения с внешним диаметром 5 1/2 дюйма до 1/4 дюйма к верхнему ряду колен, соединенных с клапанами, с помощью виниловой трубки с внутренним диаметром 1/2 дюйма.
9. Установите клапанную плату в удобном для пользователя месте. Эта доска была установлена в правом верхнем углу тележки. Отмерьте и просверлите 4 отверстия в доске и тележке. Используйте 1-дюймовые болты, чтобы прикрепить доску к тележке.
10. Установите насыщенные солевые растворы в специально отведенных местах и пропустите трубки с внутренним диаметром 1/4 дюйма от стыков до дна банок. Требуемая длина трубки будет зависеть от вашей настройки. Они были проверены, а затем обрезаны, поэтому никаких измерений не проводилось. (Смотрите фото)
11. Наконец, используйте тройник с внутренним диаметром от 1/4 дюйма до 1/4 дюйма, чтобы соединить две выходные трубки от воздушного насоса со стыком с внешним диаметром от 1/4 дюйма до 1/2 дюйма, а затем соедините его с системой впуска воздуха на задняя часть доски.
12. В этой конструкции в качестве коллектора использовался поворотный клапан из предыдущего раствора для контроля влажности. Для герметизации клапана использовали пятиминутную эпоксидную смолу.
13. Протяните трубку с внутренним диаметром 1/4 дюйма от каждого сосуда с насыщенным солевым раствором до коллектора с «поворотным клапаном». Используйте ту же трубку оригинальной конструкции для подачи коллектора внутрь камеры.