Stacja pogodowa z wiszącym sprzętem: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

W tej instrukcji pokażę, jak zbudować własną stację pogodową z wiszącym sprzętem, która jest wykonana z wycinanych laserowo części MDF CNC. Silnik krokowy napędza każdy bieg, a Arduino wykonuje pomiary temperatury i wilgotności za pomocą czujnika DHT11, a następnie przesuwa silniki krokowe, aby wyświetlić zmierzone wartości.

Stacja pogodowa jest wsparta na dwóch nogach i płaskiej podstawie, dzięki czemu idealnie nadaje się do postawienia na biurku, półce lub stoliku bocznym.

Czujnik DHT ma zakres wilgotności względnej 20-95% i może mierzyć temperaturę w zakresie od 0 do 50 stopni Celsjusza. Zaprojektowałem koła zębate dla pełnego zakresu wilgotności i z ujemnym zakresem pomiaru temperatury, dzięki czemu możesz łatwo użyć innego czujnika, jeśli chcesz umieścić czujnik na zewnątrz, aby mierzyć temperaturę na zewnątrz.

Jeśli podoba Ci się ta instrukcja, zagłosuj na nią w konkursie CNC.

Kieszonkowe dzieci

Aby stworzyć swoją stację pogodową, potrzebujesz:

• Płyta MDF 3mm –
• Arduino Pro Micro -
• 2 x 28BYJ 48 silniki krokowe i sterowniki ULN2003 -
• Śruby i nakrętki maszynowe 4 x M3 x 10mm -
• Czujnik temperatury i wilgotności DHT11 -
• Rezystor 10K -
• Płytka prototypowa 4x6 cm -
• Męskie kołki nagłówka -
• Kołki żeńskie nagłówka -

Używana wycinarka laserowa K40 -

Krok 1: Wytnij laserowo elementy MDF

Zaprojektowałem elementy wycinane laserowo w Inkscape, pliki do cięcia możesz pobrać tutaj. Pobrane komponenty znajdują się na jednym arkuszu, więc musisz je podzielić, aby dopasować je do rozmiaru stołu wycinarki laserowej.

Zacząłem od grawerowania, a następnie wycinania kół zębatych, grawerowania i wycinania płyty czołowej, a na końcu wycinania pozostałych elementów.

Podczas grawerowania lub cięcia zawsze używam taśmy maskującej na MDF, aby dym nie zostawiał śladów na powierzchni.

Jeśli nie masz dostępu do wycinarki laserowej, rozważ skorzystanie z usługi cięcia laserowego online. Stały się one bardzo przystępne cenowo, a większość z nich dostarczy nawet części do Twoich drzwi.

Do wycięcia części użyłem taniej wycinarki laserowej K40.

Po wycięciu wszystkich części należy usunąć taśmę maskującą.

Krok 2: Zainstaluj silniki krokowe i zmontuj przekładnie napędowe

Następnie przymocuj dwa silniki krokowe do płyty przedniej za pomocą dwóch wkrętów maszynowych M3 x 10 mm dla każdego silnika.

Przyklej również płytę nośną stojaka z wycięciem na silniki z tyłu płyty przedniej za pomocą kleju do drewna. Można to zrobić później, ale najłatwiej jest to zrobić przed zainstalowaniem silników, aby nie przeszkadzały podczas klejenia.

Następnie zmontuj swoje koła zębate. Ułóż swoje elementy wyposażenia na serwomechanizmach, umieszczając między nimi kroplę kleju do drewna. Zacznij od tarczy z otworem, a następnie koła zębatego. Następnie musisz dodać małą przekładkę między zębatką a przednią tarczą, aby stworzyć trochę miejsca na swobodne poruszanie się zębatek. Do każdego z nich użyłem płaskiej podkładki jako podkładki dystansowej.

Krok 3: Złóż elektronikę

Teraz zbierzmy elementy elektroniczne razem.

Obwód jest dość prosty i zawiera podstawowe połączenia od cyfrowych pinów IO od 2 do 9 do dwóch sterowników krokowych, a następnie połączenie między czujnikiem DHT11 a cyfrowym pinem IO 10. Musisz również dodać połączenia zasilania do czujnika i krokowego sterowniki oraz rezystor 10k pomiędzy złączem do pinu 10 i 5V.

Zmontowałem złącza pinów nagłówka i czujnik DHT na prototypowej płytce drukowanej 4x6 cm, aby można było po prostu podłączyć do niego Arduino i sterowniki silników krokowych.

Następnie stworzyłem kilka kabli połączeniowych Dupont, aby połączyć płytkę drukowaną i sterowniki silników krokowych. Możesz również użyć zworek lub stworzyć własne kable nagłówkowe.

Krok 4: Zamontuj komponenty elektroniczne

Użyłem pistoletu do klejenia, aby przykleić płytkę Arduino do tylnej płyty stacji pogodowej, a dwa sterowniki silników krokowych do dwóch bocznych stojaków. Działa to najlepiej, aby pozostawić wystarczająco dużo miejsca na okablowanie między komponentami, a także na silniki krokowe.

Po przyklejeniu elektroniki możemy zmontować resztę stacji pogodowej za pomocą kleju do drewna.

Krok 5: Dokończ montaż stacji pogodowej

Przyklej dwie nogi do podstawy, a następnie dodaj przednią płytkę na nogi.

Na koniec przyklej tylną płytkę i pozostaw klej do wyschnięcia. Upewnij się, że port micro USB Arduino jest skierowany w stronę podstawy stacji pogodowej.

Gdy klej wyschnie, podłącz silniki krokowe do sterowników, a następnie podłącz sterowniki do Arduino za pomocą przygotowanych kabli. Spróbuj schować okablowanie tak, aby nie wystawało z dołu lub nie wystawało z górnej części pleców.

Jeśli chcesz zamknąć górę, użyj kawałka wyciętego z płyty podporowej. Nie przyklejaj tego na miejscu, dopóki nie przetestujesz sterowników krokowych i połączeń, ponieważ może być konieczne ponowne uzyskanie dostępu do kabli w celu wprowadzenia zmian.

Podłącz kabel micro USB do dolnej części stacji pogodowej i możesz przesłać kod.

Krok 6: Programowanie Arduino

Kod jest dość prosty. Nie będę wchodzić w szczegóły, aby wyjaśnić kod tutaj, ale możesz pobrać kod i przeczytać szczegółowe wyjaśnienie, co robi każda sekcja tutaj.

W kodzie tworzymy obiekt czujnika, tworzymy wymagane zmienne, a następnie definiujemy piny silnika i czujnika.

Funkcja konfiguracji uruchamia komunikację szeregową, ustawia tryby pinów i łączy się z czujnikiem DHT11.

Funkcja pętli wykonuje pomiary z czujnika DHT11, wyświetla je na monitorze szeregowym, a następnie oblicza liczbę kroków i kierunki ruchu każdego z silników krokowych w celu wskazania zmierzonych wartości. Następnie kod czeka co najmniej 5 sekund przed powtórzeniem pętli.

Istnieje dodatkowa funkcja wywoływana przez główną pętlę, która podaje liczbę kroków i kierunek dla każdego silnika, a następnie wykonuje ruchy.

Krok 7: Konfiguracja i korzystanie ze stacji pogodowej

Zanim wgrasz kod, umieść dwa koła zębate na silnikach, ustawiając je tak, aby wskazywały wartości ustawione początkowo w kodzie, w moim kodzie były to 25°C i 50% wilgotności.

Następnie możesz przesłać kod.

Jeśli otworzysz monitor szeregowy, zobaczysz pierwszy pomiar wykonany przez czujnik, a silniki zaczną przesuwać koła zębate, aby uzyskać te wartości z wartości początkowych.

Po zakończeniu ruchu powinieneś zobaczyć drugi zestaw wartości, a następnie koła zębate mogą się ponownie poruszać.

Ustabilizowanie się odczytów czujnika zajmuje zwykle kilka minut, a następnie otrzymujesz bardziej spójne dane i mniej ruchów kół zębatych.

Jeśli zauważysz, że wyświetlane wartości nie są takie same, jak te pokazane na monitorze szeregowym, najpierw sprawdź, czy kierunki ruchów silnika są prawidłowe, następnie sprawdź, czy wartości początkowe są prawidłowe, a na końcu może być konieczne dostosowanie liczby kroków na stopnie lub wartości procentowe, aby skalibrować stację pogodową.

Twoja stacja pogodowa jest teraz gotowa i można ją ustawić na biurku lub półce.

Jeśli podobał Ci się ten podręcznik, rozważ zagłosowanie na niego w konkursie CNC.

Daj mi znać w sekcji komentarzy, jeśli wcześniej zbudowałeś stację pogodową i co używałeś do wyświetlania wartości.

Drugie miejsce w konkursie CNC 2020