Trạm thời tiết Hanging Gear: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Trong phần Có thể hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn cách xây dựng trạm thời tiết bánh răng treo của riêng bạn, được làm từ các bộ phận MDF cắt laser CNC. Một động cơ bước truyền động từng bánh răng và Arduino thực hiện các phép đo nhiệt độ và độ ẩm bằng cách sử dụng cảm biến DHT11, sau đó di chuyển các động cơ bước để hiển thị các giá trị đo được.

Trạm thời tiết được hỗ trợ bởi hai chân và một đế phẳng, giúp nó hoàn hảo để đứng trên bàn làm việc, kệ hoặc bàn phụ.

Cảm biến DHT có phạm vi độ ẩm tương đối 20-95 phần trăm và có thể đo nhiệt độ từ 0 đến 50 độ C. Tôi đã thiết kế các bánh răng cho phạm vi độ ẩm đầy đủ và phạm vi đo nhiệt độ âm để bạn có thể dễ dàng sử dụng một cảm biến khác nếu bạn muốn đặt cảm biến bên ngoài để đo nhiệt độ ngoài trời.

Nếu bạn thích Tài liệu hướng dẫn này, vui lòng bình chọn cho nó trong Cuộc thi CNC.

Quân nhu

Để tạo trạm thời tiết, bạn cần:

• Ván MDF 3mm -
• Arduino Pro Micro -
• 2 x 28BYJ 48 Động cơ bước & Trình điều khiển ULN2003 -
• Vít & Đai ốc máy 4 x M3 x 10mm -
• Cảm biến nhiệt độ & độ ẩm DHT11 -
• Điện trở 10K -
• PCB tạo mẫu 4x6 cm -
• Ghim tiêu đề nam -
• Ghim tiêu đề nữ -

Máy cắt laser K40 đã qua sử dụng -

Bước 1: Cắt laser các thành phần MDF

Tôi đã thiết kế các thành phần cắt bằng laser trong Inkscape, bạn có thể tải các tệp cắt tại đây. Tất cả các thành phần nằm trên một tờ duy nhất trong bản tải xuống, vì vậy bạn sẽ cần phải chia chúng ra để phù hợp với kích thước giường của máy cắt laser của mình.

Tôi bắt đầu bằng cách khắc và sau đó cắt bánh răng, sau đó khắc và cắt tấm mặt và cuối cùng là cắt các thành phần còn lại.

Tôi luôn sử dụng băng che phủ trên tấm MDF khi khắc hoặc cắt để khói không đánh dấu bề mặt.

Nếu bạn không có quyền sử dụng máy cắt laser, hãy xem xét sử dụng dịch vụ cắt laser trực tuyến. Họ đã trở nên rất phải chăng và hầu hết trong số họ thậm chí sẽ giao các bộ phận đến tận nhà của bạn.

Tôi đã sử dụng một máy cắt laser K40 giá rẻ để cắt các bộ phận.

Khi tất cả các bộ phận đã được cắt xong, bạn sẽ cần tháo băng che.

Bước 2: Cài đặt Động cơ bước & Lắp ráp bánh răng lái xe

Tiếp theo, cố định hai động cơ bước vào tấm phía trước bằng hai vít máy M3 x 10mm cho mỗi động cơ.

Cũng dùng keo dán gỗ để dán tấm đỡ chân đế với vết cắt cho động cơ vào mặt sau của tấm trước. Điều này có thể được thực hiện sau, nhưng dễ nhất là thực hiện trước khi lắp đặt các động cơ để chúng không cản trở khi bạn dán nó vào đúng vị trí.

Tiếp theo lắp ráp các bánh răng lái xe của bạn. Xếp các mảnh bánh răng của bạn lên các servo bằng một giọt keo dán gỗ giữa mỗi chiếc. Bắt đầu với đĩa có lỗ trên đó và sau đó là bánh răng. Sau đó, bạn sẽ cần thêm một miếng đệm nhỏ giữa bánh răng và đĩa trước để tạo ra một chút khoảng trống cho các bánh răng di chuyển tự do. Tôi đã sử dụng một máy giặt phẳng làm miếng đệm cho mỗi cái này.

Bước 3: Lắp ráp các thiết bị điện tử

Bây giờ chúng ta hãy lấy các thành phần điện tử lại với nhau.

Mạch khá đơn giản và bao gồm các kết nối cơ bản từ các chân IO kỹ thuật số 2 đến 9 đến hai trình điều khiển bước và sau đó là kết nối giữa cảm biến DHT11 và chân IO kỹ thuật số 10. Bạn cũng sẽ cần thêm các kết nối nguồn của mình vào cảm biến và bước trình điều khiển cũng như một điện trở 10k giữa kết nối với chân 10 và 5V.

Tôi đã lắp ráp các kết nối chân cắm tiêu đề và cảm biến DHT vào một PCB tạo mẫu 4x6cm để các trình điều khiển động cơ bước và Arduino có thể được cắm vào nó.

Sau đó, tôi đã tạo một số cáp kết nối Dupont để kết nối PCB và trình điều khiển động cơ bước. Bạn cũng có thể sử dụng jumper hoặc tạo cáp tiêu đề của riêng mình.

Bước 4: Gắn các thành phần điện tử

Tôi đã sử dụng súng bắn keo để dán Arduino PCB vào tấm sau của trạm thời tiết và hai trình điều khiển động cơ bước vào hai miếng giá đỡ bên cạnh. Điều này hoạt động tốt nhất để chừa đủ chỗ cho hệ thống dây điện giữa các thành phần cũng như động cơ bước.

Sau khi các thiết bị điện tử được dán vào đúng vị trí, chúng tôi có thể lắp ráp phần còn lại của trạm thời tiết bằng cách sử dụng keo dán gỗ.

Bước 5: Hoàn thành việc lắp ráp Trạm thời tiết

Dán keo hai chân vào đế và sau đó dán tấm phía trước lên hai chân.

Cuối cùng, dán tấm lưng vào vị trí và để keo khô. Đảm bảo rằng cổng micro USB của Arduino hướng về phía chân của trạm thời tiết.

Sau khi keo khô, hãy cắm các động cơ bước vào trình điều khiển và sau đó kết nối các trình điều khiển với Arduino của bạn bằng cách sử dụng cáp bạn đã tạo. Cố gắng cắm cáp vào để nó không bị treo ra khỏi đáy hoặc nhô ra khỏi phần trên của khu vực phía sau.

Nếu bạn muốn đóng phần trên, hãy sử dụng miếng được cắt ra khỏi tấm giá đỡ. Đừng dán nó vào vị trí cho đến khi bạn đã kiểm tra trình điều khiển bước và kết nối của mình vì bạn có thể cần phải truy cập lại vào cáp để thực hiện thay đổi.

Cắm cáp micro USB của bạn vào cuối trạm thời tiết và bạn đã sẵn sàng tải mã lên.

Bước 6: Lập trình Arduino

Mã khá thẳng về phía trước. Tôi sẽ không đi vào chi tiết để giải thích mã ở đây, nhưng bạn có thể tải xuống mã và đọc giải thích chi tiết về chức năng của từng phần tại đây.

Trong mã, chúng tôi tạo một đối tượng cảm biến, tạo các biến cần thiết, sau đó xác định động cơ và chân cảm biến.

Chức năng cài đặt bắt đầu giao tiếp nối tiếp, đặt chế độ chân và kết nối với cảm biến DHT11.

Chức năng vòng lặp nhận các phép đo từ cảm biến DHT11, hiển thị các phép đo này trên màn hình nối tiếp, sau đó tính toán số bước và hướng di chuyển của mỗi động cơ bước để chỉ ra các giá trị đo được. Sau đó, mã sẽ đợi tối thiểu 5 giây trước khi lặp lại vòng lặp.

Có một chức năng bổ sung được gọi bởi vòng lặp chính, được cung cấp số bước và hướng cho mỗi động cơ và sau đó thực hiện các chuyển động.

Bước 7: Thiết lập và sử dụng Trạm thời tiết

Trước khi bạn tải mã lên, hãy đặt hai bánh răng vào động cơ, cài đặt chúng để chỉ ra các giá trị được thiết lập ban đầu trong mã, đây là 25 ° C và độ ẩm 50% trong mã của tôi.

Sau đó, bạn có thể tải lên mã.

Nếu bạn mở màn hình nối tiếp của mình, bạn sẽ thấy phép đo đầu tiên được thực hiện bởi cảm biến và sau đó động cơ sẽ bắt đầu di chuyển các bánh răng để đạt được các giá trị này từ các giá trị ban đầu.

Khi chuyển động kết thúc, bạn sẽ thấy bộ giá trị thứ hai và sau đó các bánh răng có thể chuyển động trở lại.

Thường mất vài phút để các chỉ số cảm biến ổn định và sau đó bạn sẽ nhận được dữ liệu nhất quán hơn và giảm chuyển động của các bánh răng.

Nếu bạn nhận thấy các giá trị được hiển thị của mình không giống với các giá trị được hiển thị trong màn hình nối tiếp thì trước tiên hãy kiểm tra xem hướng chuyển động của động cơ có đúng không, sau đó kiểm tra các giá trị ban đầu của bạn có đúng không và cuối cùng, bạn có thể cần phải điều chỉnh số bước mỗi độ hoặc giá trị phần trăm để hiệu chỉnh trạm thời tiết của bạn.

Trạm thời tiết của bạn hiện đã hoàn tất và có thể được thiết lập trên bàn hoặc giá của bạn.

Nếu bạn thích Tài liệu hướng dẫn này, vui lòng xem xét bỏ phiếu cho nó trong Cuộc thi CNC.

Hãy cho tôi biết trong phần nhận xét nếu bạn đã xây dựng một trạm thời tiết trước đây và những gì bạn đã sử dụng để hiển thị các giá trị.

Á quân trong Cuộc thi CNC 2020