สถานีตรวจอากาศแขวนเกียร์: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีสร้างสถานีตรวจอากาศเกียร์แบบแขวนของคุณเอง ซึ่งทำจากชิ้นส่วน MDF ที่ตัดด้วยเลเซอร์ CNC สเต็ปเปอร์มอเตอร์ขับเคลื่อนแต่ละเกียร์ และ Arduino จะวัดอุณหภูมิและความชื้นโดยใช้เซ็นเซอร์ DHT11 จากนั้นจึงย้ายสเต็ปเปอร์มอเตอร์เพื่อแสดงค่าที่วัดได้

สถานีตรวจอากาศรองรับด้วยสองขาและฐานแบน จึงเหมาะอย่างยิ่งที่จะยืนบนโต๊ะ ชั้นวางของ หรือโต๊ะข้าง

เซ็นเซอร์ DHT มีช่วงความชื้นสัมพัทธ์ 20-95 เปอร์เซ็นต์ และสามารถวัดอุณหภูมิได้ระหว่าง 0 ถึง 50 องศาเซลเซียส ฉันได้ออกแบบเฟืองสำหรับช่วงความชื้นเต็มรูปแบบและด้วยช่วงการวัดอุณหภูมิเชิงลบ เพื่อให้คุณสามารถใช้เซ็นเซอร์อื่นได้อย่างง่ายดาย หากคุณต้องการวางเซ็นเซอร์ไว้ด้านนอกเพื่อวัดอุณหภูมิภายนอกอาคาร

หากคุณชอบคำแนะนำนี้ โปรดลงคะแนนในการประกวด CNC

เสบียง

ในการสร้างสถานีตรวจอากาศ คุณจะต้อง:

• แผ่น MDF 3 มม. –
• Arduino Pro Micro -
• 2 x 28BYJ 48 สเต็ปเปอร์มอเตอร์และไดรเวอร์ ULN2003 -
• สกรูและน็อตเครื่อง 4 x M3 x 10 มม. -
• DHT11 เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น -
• ตัวต้านทาน 10K -
• PCB สร้างต้นแบบ 4x6 ซม. -
• หมุดส่วนหัวชาย -
• หมุดส่วนหัวหญิง -

เครื่องตัดเลเซอร์ K40 มือสอง -

ขั้นตอนที่ 1: เลเซอร์ตัดส่วนประกอบ MDF

ฉันออกแบบส่วนประกอบที่ตัดด้วยเลเซอร์ใน Inkscape คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ตัดได้ที่นี่ ส่วนประกอบทั้งหมดอยู่ในแผ่นเดียวในการดาวน์โหลด ดังนั้น คุณจะต้องแยกส่วนประกอบให้เหมาะสมกับขนาดเตียงของเครื่องตัดเลเซอร์ของคุณ

ฉันเริ่มต้นด้วยการแกะสลักแล้วตัดเฟือง แกะสลักและตัดแผ่นปิดหน้า และสุดท้ายก็ตัดส่วนประกอบที่เหลือ

ฉันมักใช้เทปกาวปิดทับแผ่น MDF เมื่อแกะสลักหรือตัด เพื่อไม่ให้ควันเป็นรอยบนพื้นผิว

หากคุณไม่มีเครื่องตัดเลเซอร์ ให้พิจารณาใช้บริการตัดเลเซอร์ออนไลน์ พวกเขากลายเป็นราคาที่ไม่แพงมากและส่วนใหญ่จะส่งชิ้นส่วนไปที่ประตูของคุณ

ฉันใช้เครื่องตัดเลเซอร์ K40 ราคาถูกเพื่อตัดชิ้นส่วน

เมื่อตัดชิ้นส่วนทั้งหมดแล้ว คุณจะต้องแกะเทปกาวออก

ขั้นตอนที่ 2: ติดตั้งสเต็ปเปอร์มอเตอร์และประกอบเฟืองขับ

ถัดไป ยึดสเต็ปเปอร์มอเตอร์สองตัวเข้ากับเพลทด้านหน้าโดยใช้สกรูเครื่อง M3 x 10 มม. สองตัวสำหรับมอเตอร์แต่ละตัว

ติดแผ่นรองรับขาตั้งพร้อมช่องเจาะสำหรับมอเตอร์ที่ด้านหลังของแผ่นด้านหน้าโดยใช้กาวไม้ ซึ่งสามารถทำได้ในภายหลัง แต่ทำได้ง่ายที่สุดก่อนติดตั้งมอเตอร์ เพื่อไม่ให้เกะกะเมื่อคุณติดกาว

ถัดไปประกอบเกียร์ขับรถของคุณ วางชิ้นส่วนเกียร์ของคุณลงบนเซอร์โวโดยใช้กาวไม้ระหว่างแต่ละชิ้น เริ่มต้นด้วยแผ่นดิสก์ที่มีรูในนั้นแล้วจึงเฟือง จากนั้นคุณจะต้องเพิ่มตัวเว้นระยะขนาดเล็กระหว่างเฟืองและดิสก์ด้านหน้าเพื่อให้มีพื้นที่ว่างเล็กน้อยสำหรับเกียร์ที่จะเคลื่อนที่อย่างอิสระ ฉันใช้เครื่องซักผ้าแบบแบนเป็นตัวเว้นวรรคสำหรับแต่ละรายการ

ขั้นตอนที่ 3: ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

ตอนนี้เรามารวมส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เข้าด้วยกัน

วงจรค่อนข้างเรียบง่ายและมีการเชื่อมต่อพื้นฐานจากพิน IO ดิจิทัล 2 ถึง 9 ไปจนถึงไดรเวอร์สเต็ปเปอร์สองตัว จากนั้นจึงเชื่อมต่อระหว่างเซ็นเซอร์ DHT11 และพิน IO ดิจิทัล 10 คุณจะต้องเพิ่มการเชื่อมต่อพลังงานของคุณกับเซ็นเซอร์และสเต็ป ไดรเวอร์รวมถึงตัวต้านทาน 10k ระหว่างการเชื่อมต่อกับพิน 10 และ 5V

ฉันประกอบการเชื่อมต่อพินส่วนหัวและเซ็นเซอร์ DHT เข้ากับ PCB ต้นแบบขนาด 4x6 ซม. เพื่อให้สามารถเสียบไดรเวอร์ Arduino และสเต็ปเปอร์มอเตอร์ได้

จากนั้นฉันก็สร้างสายเชื่อมต่อ Dupont เพื่อเชื่อมต่อ PCB และไดรเวอร์มอเตอร์สเต็ป คุณสามารถใช้จัมเปอร์หรือสร้างสายส่วนหัวของคุณเองได้เช่นกัน

ขั้นตอนที่ 4: ติดตั้งส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์

ฉันใช้ปืนกาวเพื่อกาว Arduino PCB กับแผ่นหลังของสถานีตรวจอากาศ และไดรเวอร์สเต็ปเปอร์มอเตอร์สองตัวบนขาตั้งสองข้าง วิธีนี้ใช้ได้ผลดีที่สุดเพื่อให้มีที่ว่างเพียงพอสำหรับการเดินสายระหว่างส่วนประกอบต่างๆ และกับสเต็ปเปอร์มอเตอร์

เมื่อติดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แล้ว เราสามารถประกอบสถานีตรวจอากาศที่เหลือโดยใช้กาวไม้

ขั้นตอนที่ 5: ประกอบสถานีตรวจอากาศให้เสร็จสมบูรณ์

กาวขาทั้งสองข้างเข้ากับฐานแล้วเพิ่มแผ่นด้านหน้าเข้ากับขา

สุดท้ายติดกาวแผ่นหลังเข้าที่และปล่อยให้กาวแห้ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพอร์ต micro USB ของ Arduino หันไปทางฐานของสถานีตรวจอากาศ

เมื่อกาวแห้งแล้ว ให้เสียบสเต็ปเปอร์มอเตอร์เข้ากับไดรเวอร์ จากนั้นเชื่อมต่อไดรเวอร์กับ Arduino โดยใช้สายเคเบิลที่คุณประกอบขึ้น พยายามเสียบสายเพื่อไม่ให้ห้อยลงมาจากด้านล่างหรือยื่นออกมาจากส่วนบนของส่วนหลัง

หากคุณต้องการปิดส่วนบน ให้ใช้ชิ้นส่วนที่ตัดออกจากแผ่นฐานรอง อย่าติดกาวนี้เข้าที่จนกว่าคุณจะได้ทดสอบไดรเวอร์สเต็ปเปอร์และการเชื่อมต่อของคุณ เนื่องจากคุณอาจต้องเข้าถึงสายเคเบิลอีกครั้งเพื่อทำการเปลี่ยนแปลง

เสียบสายไมโคร USB ของคุณเข้ากับด้านล่างของสถานีตรวจอากาศ เท่านี้คุณก็พร้อมที่จะอัปโหลดโค้ดแล้ว

ขั้นตอนที่ 6: การเขียนโปรแกรม Arduino

รหัสค่อนข้างตรงไปตรงมา ฉันจะไม่ลงรายละเอียดเพื่ออธิบายโค้ดที่นี่ แต่คุณสามารถดาวน์โหลดโค้ดและอ่านคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับสิ่งที่แต่ละส่วนทำได้ที่นี่

ในโค้ดนี้ เราสร้างวัตถุเซ็นเซอร์ สร้างตัวแปรที่จำเป็น จากนั้นกำหนดมอเตอร์และพินเซ็นเซอร์

ฟังก์ชันการตั้งค่าเริ่มต้นการสื่อสารแบบอนุกรม ตั้งค่าโหมดพิน และเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ DHT11

ฟังก์ชันวนรอบจะใช้การวัดจากเซ็นเซอร์ DHT11 แสดงข้อมูลเหล่านี้บนจอภาพแบบอนุกรม จากนั้นจะคำนวณจำนวนขั้นตอนและทิศทางในการเคลื่อนสเต็ปเปอร์มอเตอร์แต่ละตัวเพื่อระบุค่าที่วัดได้ จากนั้นโค้ดจะรออย่างน้อย 5 วินาทีก่อนที่จะวนซ้ำ

มีฟังก์ชันเพิ่มเติมที่เรียกโดยลูปหลักซึ่งกำหนดจำนวนขั้นตอนและทิศทางสำหรับมอเตอร์แต่ละตัวแล้วดำเนินการเคลื่อนที่

ขั้นตอนที่ 7: การตั้งค่าและใช้งานสถานีตรวจอากาศ

ก่อนที่คุณจะอัปโหลดโค้ด ให้วางเกียร์สองอันไว้บนมอเตอร์ โดยตั้งค่าให้ระบุค่าที่ตั้งไว้ตั้งแต่แรกในโค้ด ซึ่งอยู่ที่ 25°C และความชื้น 50% ในโค้ดของฉัน

จากนั้นคุณสามารถอัปโหลดรหัส

หากคุณเปิดจอภาพแบบอนุกรม คุณจะเห็นการวัดครั้งแรกของเซ็นเซอร์ จากนั้นมอเตอร์จะเริ่มเคลื่อนเกียร์เพื่อให้ได้ค่าเหล่านี้จากค่าเริ่มต้น

เมื่อการเคลื่อนไหวเสร็จสิ้น คุณควรเห็นค่าชุดที่สอง จากนั้นเกียร์อาจเคลื่อนที่อีกครั้ง

โดยปกติจะใช้เวลาสองสามนาทีในการอ่านค่าของเซ็นเซอร์เพื่อให้เสถียร จากนั้นคุณจะได้ข้อมูลที่สอดคล้องกันมากขึ้นและการเคลื่อนที่ของเกียร์น้อยลง

หากคุณสังเกตเห็นว่าค่าที่แสดงของคุณไม่เหมือนกับที่แสดงในมอนิเตอร์แบบอนุกรม ก่อนอื่นให้ตรวจสอบว่าทิศทางการเคลื่อนที่ของมอเตอร์ถูกต้อง จากนั้นตรวจสอบว่าค่าเริ่มต้นของคุณถูกต้อง และสุดท้าย คุณอาจต้องปรับเปลี่ยนจำนวนขั้นตอน ต่อค่าองศาหรือเปอร์เซ็นต์เพื่อสอบเทียบสถานีตรวจอากาศของคุณ

สถานีตรวจอากาศของคุณเสร็จสมบูรณ์แล้วและสามารถตั้งค่าบนโต๊ะทำงานหรือชั้นวางของคุณได้

หากคุณชอบคำแนะนำนี้ โปรดพิจารณาโหวตในการประกวด CNC

แจ้งให้เราทราบในส่วนความคิดเห็นหากคุณเคยสร้างสถานีตรวจอากาศมาก่อนและสิ่งที่คุณเคยแสดงค่า

รองชนะเลิศการแข่งขัน CNC 2020