Alarm indeksu ciepła: 7 kroków

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

Projekt ten powstał z potrzeby monitorowania temperatur w miejscach pracy, a także sygnalizowania, kiedy temperatury osiągają określone progi. Niektóre badania oparte na limitach ekspozycji na temperaturę przez OSHA pomogły uczynić to praktycznym. Teraz, gdy jest już gotowy, z pewnością mogę go ulepszyć, ale jako dowód koncepcji wyszło całkiem dobrze.

Krok 1: Rzeczy, których potrzebujesz:

Co zaskakujące, większość związanych z tym rzeczy można znaleźć w wielu zestawach startowych arduino z takich miejsc jak Amazon czy Ebay.

• Tablica Uno
• Moduł LCD1602
• Potencjometr 10 k omów do podświetlenia lcd
• Mini płytka stykowa (17x5+5 pinów)
• Czujnik DHT11 (ja używałem już na płycie)
• Brzęczyk pasywny
• LED RGB
• Rezystory 220 omów x3
• Swetry M-M
• Swetry M-F
• Bateria 9 V
• 9-woltowy uchwyt z gniazdem beczkowym
• Obudowa na wszystko (wydrukowałem 3d kopalnię z czarnego PLA)
• Śruby do mocowania rzeczy
• Kabel USB do płytki programującej

Krok 2: Okablowanie Miniboard

Po pierwsze, najpierw ustawimy miniboard, w ten sposób nie będziemy później walczyć z przewodami połączeniowymi, aby włożyć komponenty. Aby rozpocząć, weź pulę 10k i zorientuj ją tak, aby pojedynczy pin/wyjście było skierowane w twoją stronę. Włóż go do płytki stykowej tak, aby pojedyncza szpilka znajdowała się na jednej połowie, a dwie szpilki na drugiej. Następnie chwyć czujnik DHT11 i dodaj go do tablicy w górnej połowie z czujnikiem odwróconym od siebie. W ten sposób kolejność pinów zaczynająca się po lewej stronie to uziemienie, vin i dane. Na koniec weź brzęczyk i dopasuj go również do deski. Uwaga, ze względu na to, jak szpilki są rozmieszczone na dole, aby dopasować, musisz lekko obrócić brzęczyk tak, aby wchodził do szachownicy w kształcie litery L między szpilkami (pomyśl o ruchu skoczka w szachach).

Następnie potrzebujesz 8 swetrów M-M, 6 krótkich (2 czerwone, 4 czarne) i 2 długich (ja użyłam żółtego i brązowego). Używając lewego górnego rogu, nad doniczką, oznaczając to jako A1 z prawym dolnym jako J17, zaczniemy od przewodów uziemiających.

1. Włóż krótki czarny sweter od D1 do F17
2. następnie E7 do G17
3. i E14 do H17
4. wreszcie I17 do F13

Dla czerwonych swetrów nasze VIN-

1. E8 do F15
2. D3 do G15

Wreszcie skoczkowie, aby poprowadzić z powrotem do arduino-

1. Żółty przewód do E9
2. Brązowy przewód do E16

Gdy masz już długie swetry na miniboardzie, upewnij się, że są one nawleczone tak, aby leżały w twoim kierunku. Odłóż to na bok.

Krok 3: Skonfiguruj wyświetlacz LCD i diodę LED

Do tego kroku będziesz potrzebować 16 zworek M-F, najlepiej wszystkich długich, trzy rezystory 220 omów, dioda LED RGB, moduł LCD, górna część obudowy i kilka śrub. Miej też pod ręką arduino. Wybacz, jak zawiłe są zdjęcia na tym etapie, nie pomyślałem o robieniu zdjęć, zanim wszystko zostało złożone.

Uznałem, że łatwiej jest podłączyć wyświetlacz LCD do pokrywy przed podłączeniem go, ale YMMV. Niezależnie od tego, czy zdecydujesz się zrobić to samo, czy nie, odwróć wyświetlacz tak, aby główka szpilki była skierowana „do góry”. Zaczynając od pierwszej szpilki po prawej stronie, załóż 3 swetry M-F i wsuń je na bok. Czwarty pin podłączysz do pinu 7 w arduino. Piąty pin na lcd będzie kolejnym, który schowasz. Podłącz szósty pin wyświetlacza LCD do pinu 8 arduino. Kolejne 4 piny pozostaną niepodłączone. Prawie skończyliśmy z tą częścią. Podłącz odpowiednio lcd 11 do 14 do pinów 9, 10, 11 i 12 na arduino.

Chwyć teraz miniboard z poprzedniego kroku. Zaczynając od prawego pinu na wyświetlaczu LCD (nadal do góry nogami), podłącz pierwszą zworkę pinów do J17 na miniboardzie. Połącz zworkę pin 2 z H15, a pin 3 z H2. Pin 5 przejdzie do G13. Dwie wolne zworki po lewej stronie, 15 i 16, łączą się odpowiednio z I15 i H13.

Ale już! Do montażu LED. Zamiast przylutować rezystory do nóg LED, użyłem rurek termokurczliwych, aby dopasować je mechanicznie, a także odizolować elektrycznie od siebie. E-taśma została użyta do spajania wszystkiego razem i zapobiegania zsuwaniu się swetrów M-F podczas zsuwania całości. Na powyższym zdjęciu zespołu nogi są wygięte pod kątem 90 stopni, aby okablowanie przebiegało wzdłuż góry, a nie sklejało się i groziło splątaniem. Dla przewodów, od lewej do prawej to niebieski, zielony, wspólna masa, czerwony. Wiem, że kolory nie pasują tak, jak powinny. Może następnym razem.

Dioda LED będzie pasować do otworu wywierconego w pokrywie obudowy, więc nie ma potrzeby stosowania kleju ani niczego innego. Podłącz zworkę wspólnego uziemienia do I13 na miniboardzie, czerwony do pinu 3 arduino, zielony do pinu 5, a niebieski do pinu 6.

Krok 4: Zakończ okablowanie

Ten krok jest łatwy. Pamiętasz brązową zworkę, którą podłączyliśmy do brzęczyka? Podłącz to do pinu 2 na arduino. Żółta zworka z DHT11? Prześlij to dalej do pinu 13. Na koniec weźmiesz 2 długie skoczki i połączysz napięcie 5V z J15 na miniboardzie i jedną z podstaw do J13. Gotowe! Poza zasilaniem i programowaniem, całe okablowanie jest już gotowe.

Krok 5: Programowanie i testowanie

Śmiało, odwróć wyświetlacz LCD prawą stroną do góry i podłącz arduino do komputera. Pobierz i otwórz szkic poniżej. Z arduino IDE zweryfikuj szkic, aby upewnić się, że masz wszystko, czego potrzebujesz. Dopóki wszystko działa, wrzuć szkic na tablicę. Jeśli nie ma żadnych problemów, wyświetlacz LCD powinien się zaświecić, a dioda LED zaświeci się na jasnoczerwono. Poczekaj sekundę lub dwie i powinieneś zacząć widzieć dane wyświetlane na ekranie LCD. Zakładając, że temperatura otoczenia (T) i wilgotność (RH) tworzą wartość wskaźnika ciepła (HI) na poziomie 26 stopni Celsjusza lub poniżej, dioda LED zmieni kolor na zielony, gdy tylko zostaną wyświetlone dane.

Spójrz na powyższy wykres HI, zwracając uwagę na gradient kolorów przechodzący od żółtego do czerwonego. 26c i poniżej dioda LED będzie zielona, niezależnie od tego, jak się ochłodzi (możesz ją zmodyfikować, aby również zmieniała kolor na niebieski, gdy robi się zimno). 26-33c zmieni kolor na żółto-zielony w przypadku temperatur, na które należy zachować ostrożność. 33-41c zmieni kolor na bardziej żółty w zakresie temperatur, w którym chcesz zacząć rozważać wejście w cień, chłodniejsze powietrze lub w inny sposób zacznij się ochładzać. Gdy osiągnie 41c lub więcej, dioda LED zacznie migać na czerwono, a brzęczyk wyłączy się synchronicznie z diodą LED. Prostym sposobem sprawdzenia, czy działa, jest wydech na czujnik i obserwowanie, jak zmieniają się dane i kolory diody LED. Następnie przechodzimy do montażu!

Krok 6: Składanie wszystkiego

Na wszelki wypadek upewnij się, że w tym momencie odłączyłeś kabel USB.

Zostaw akumulator na chwilę odłączony, ale podłącz wtyczkę beczki do arduino, ponieważ jest trochę ciasno dopasowana do obudowy, którą wydrukowałem. Wsuń płytkę do obudowy z wtyczką beczki w kierunku wolnej przestrzeni i przykręć płytkę do wsporników. Gdy będzie zabezpieczony i nie będzie się ruszał, przymocuj również wyświetlacz LCD do górnej części obudowy. Aby uniknąć uszkodzenia, użyłem śrub i nakrętek, które wygrzebałem ze starych serw samochodowych. Wywierć otwór w jakimś miejscu, aby pasował również do diody LED. Jeśli używasz również obudowy drukowanej w 3D, albo lepiej zaplanuj z wyprzedzeniem niż ja i zaprojektuj otwór LED przed jego wydrukowaniem, albo po prostu bardzo małą prędkość wiertarki. Chcesz zrobić dziurę, a nie stopić plastik (może w końcu zadziała?) lub rozbić materiał.

W tym momencie możesz podłączyć baterię i upuścić ją w wolnej przestrzeni. Następnie wsuń miniboard i popchnij go na bok nad akumulatorem. Następna jest zabawna część. Włóż wszystkie przewody połączeniowe od góry do skrzynki i uważając, aby przypadkowo nie wyciągnąć zworek, zamknij górę i użyj krótkich śrub, aby przymocować pokrywę do skrzynki. Wszystko gotowe!

Zdaję sobie sprawę, że przepływ powietrza jest niewielki, tak jak jest teraz w pudełku, ale jeśli pojawią się z tego powodu jakieś problemy, mogę użyć cienkiego wiertła, aby utworzyć otwory wentylacyjne.

Krok 7: Refleksja

Dla każdego, kto zastanawia się, dlaczego konkretnie użyłem do tego czarnego PLA zamiast innych kolorów, jednym z głównych powodów, dla których to stworzyłem, było środowisko, w którym ma być używany, zawiera promieniujące źródła ciepła inne niż słońce, które w tym konkretnym zastosowaniu jest znikomy czynnik. Jest to również bliskie dopasowanie do tego, co muszę nosić w tym środowisku, i dokładniej zmierzy to, czego sam prawdopodobnie doświadczę.