Estació meteorològica de material penjat: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

En aquest instructiu, us mostraré com construir la vostra pròpia estació meteorològica d’engranatges penjats, que es fa a partir de peces de MDF tallades amb làser CNC. Un motor pas a pas condueix cada engranatge i un Arduino pren mesures de temperatura i humitat mitjançant un sensor DHT11 i, a continuació, mou els motors pas a pas per mostrar els valors mesurats.

L'estació meteorològica es recolza en dues potes i una base plana, cosa que el fa perfecte per estar sobre un escriptori, prestatge o taula auxiliar.

El sensor DHT té un rang d’humitat relativa del 20 al 95% i pot mesurar la temperatura entre 0 i 50 graus centígrads. He dissenyat els engranatges per al rang complet d’humitat i amb un rang de mesurament de temperatura negatiu, de manera que pugueu utilitzar fàcilment un sensor diferent si voleu col·locar el sensor a l’exterior per mesurar la temperatura exterior.

Si us agrada aquest instructable, voteu-lo al concurs CNC.

Subministraments

Per fer la vostra estació meteorològica, necessitareu:

• Tauler MDF de 3 mm:
• Arduino Pro Micro -
• 2 x 28BYJ 48 motors pas a pas i controladors ULN2003 -
• 4 cargols i femelles de màquina M3 x 10mm -
• Sensor de temperatura i humitat DHT11:
• 10K Resistor:
• PCB de prototipus de 4x6 cm -
• Pins de capçalera masculins:
• Pins femenins de capçalera:

Tallador làser K40 utilitzat:

Pas 1: tall amb làser els components MDF

He dissenyat els components tallats amb làser a Inkscape, podeu descarregar els fitxers de tall aquí. Els components es mostren en un sol full a la baixada, de manera que haurà de dividir-los per adaptar-se a la mida del llit del tallador làser.

Vaig començar gravant i després tallant els engranatges, després vaig gravar i tallar la placa frontal i finalment vaig tallar els components restants.

Sempre faig servir cinta adhesiva sobre el MDF per gravar o tallar perquè el fum no marqui la superfície.

Si no teniu accés a un tallador làser, penseu en utilitzar un servei de tall làser en línia. S'han convertit en molt assequibles i la majoria d'ells fins i tot us lliuraran les peces a la vostra porta.

Vaig utilitzar un tallador làser K40 barat per tallar les peces.

Un cop tallades totes les parts, haureu de treure la cinta adhesiva.

Pas 2: instal·leu els motors pas a pas i munteu els engranatges de conducció

A continuació, fixeu els dos motors pas a pas a la placa frontal mitjançant dos cargols M3 x 10 mm per a cada motor.

També enganxeu la placa de suport del suport amb el retall dels motors a la part posterior de la placa frontal amb una mica de cola de fusta. Això es pot fer més endavant, però és més fàcil de fer abans d’instal·lar els motors perquè no s’interposin quan l’enganxeu al seu lloc.

A continuació, munteu els vostres engranatges de conducció. Apileu els vostres engranatges als servos amb una gota de cola de fusta entre cadascun. Comenceu amb el disc amb un forat i després l’engranatge. Aleshores, haureu d’afegir un petit espaiador entre l’engranatge i el disc frontal per crear una mica d’espai perquè els engranatges es moguin lliurement. Vaig utilitzar una rentadora plana com a separador per a cadascun d’aquests.

Pas 3: Munteu l'electrònica

Ara reunim els components electrònics.

El circuit és bastant senzill i inclou connexions bàsiques dels pins IO digitals 2 a 9 als dos controladors pas a pas i, a continuació, una connexió entre el sensor DHT11 i el pin digital IO 10. També haureu d'afegir les connexions d'alimentació al sensor i al pas a pas. controladors, així com una resistència de 10 k entre la connexió al pin 10 i 5V.

Vaig muntar les connexions dels pins de capçalera i el sensor DHT en una placa de prototipatge de 4x6 cm perquè els conductors del motor Arduino i pas a pas només es poguessin connectar-hi.

Aleshores vaig preparar alguns cables del connector Dupont per connectar la placa PCB i els controladors del motor pas a pas. També podeu utilitzar ponts o crear els vostres propis cables de capçalera.

Pas 4: muntar els components electrònics

Vaig utilitzar una pistola de cola per enganxar el PCB Arduino a la placa posterior de l’estació meteorològica i els dos conductors de motor pas a pas a les dues peces laterals del suport. Això funciona millor per deixar prou espai per al cablejat entre els components, així com per als motors pas a pas.

Un cop l’electrònica estigui enganxada al seu lloc, podem muntar la resta de l’estació meteorològica amb cola de fusta.

Pas 5: completeu el muntatge de l'estació meteorològica

Enganxeu les dues potes a la base i afegiu-hi la placa frontal a les potes.

Finalment, enganxeu la placa posterior al lloc i deixeu-la assecar. Assegureu-vos que el port micro USB d’Arduino estigui orientat cap a la base de l’estació meteorològica.

Un cop seca la cola, connecteu els motors pas a pas als controladors i, a continuació, connecteu-los al vostre Arduino mitjançant els cables que heu compost. Proveu d’introduir el cablejat perquè no surti de la part inferior ni surti de la part superior de la zona posterior.

Si voleu tancar la part superior, utilitzeu la peça retallada de la placa del suport. No enganxeu-lo al lloc fins que no hàgiu provat els controladors de pas i les connexions, ja que és possible que hàgiu de tornar a accedir als cables per fer canvis.

Connecteu el cable micro USB a la part inferior de l’estació meteorològica i ja podreu penjar el codi.

Pas 6: Programació de l'Arduino

El codi és bastant senzill. No entraré en detalls per explicar el codi aquí, però podeu descarregar-lo i llegir una explicació detallada del que fa cada secció aquí.

Al codi, creem un objecte sensor, creem les variables necessàries i, a continuació, definim el motor i els pins del sensor.

La funció de configuració inicia la comunicació en sèrie, estableix els modes de pin i es connecta al sensor DHT11.

La funció de bucle pren mesures del sensor DHT11, les mostra al monitor sèrie i, a continuació, calcula el nombre de passos i les indicacions per moure cadascun dels motors pas a pas per indicar els valors mesurats. Aleshores, el codi espera un mínim de 5 segons abans de repetir el bucle.

Hi ha una funció addicional anomenada pel bucle principal, que rep el nombre de passos i la direcció de cada motor i, a continuació, executa els moviments.

Pas 7: Configuració i ús de l'estació meteorològica

Abans de penjar el codi, col·loqueu els dos engranatges als motors, configurant-los per indicar els valors configurats inicialment al codi, que eren 25 ° C i un 50% d’humitat al meu codi.

A continuació, podeu penjar el codi.

Si obriu el monitor sèrie, veureu la primera mesura del sensor i els motors començaran a moure els engranatges per arribar a aquests valors dels valors inicials.

Un cop finalitzat el moviment, hauríeu de veure el segon conjunt de valors i llavors els engranatges poden tornar a moure’s.

Normalment, les lectures del sensor triguen un parell de minuts a estabilitzar-se i obtindreu dades més consistents i menys moviment dels engranatges.

Si observeu que els valors que es mostren no són els mateixos que els que es mostren al monitor sèrie, comproveu primer que les indicacions de moviment del motor siguin correctes, comproveu que els valors inicials siguin correctes i, finalment, és possible que hàgiu d’ajustar el nombre de passos. per grau o percentatge per calibrar la vostra estació meteorològica.

La vostra estació meteorològica ja està completa i es pot configurar al vostre escriptori o prestatge.

Si us ha agradat aquest instructiu, considereu la possibilitat de votar-lo al concurs CNC.

Feu-me saber a la secció de comentaris si ja heu creat una estació meteorològica i què heu utilitzat per mostrar els valors.

Subcampió al Concurs CNC 2020