Guantera de recerca de baix cost: 35 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Propòsit:

L’objectiu d’aquest instructiu és guiar en la construcció d’una guantera de recerca de baix cost. Les dimensions generals de la caixa són 3’x 2’ x 2’¾” (L x W x H) amb una caixa de passatge d’1’x 1’ x 1’unida al lateral. Aquesta caixa incorpora control de temperatura i humitat per tal de crear un entorn controlat per a l’experimentació. El temps de construcció aproximat és de 10 dies per a l'estructura principal i el cablejat / canonada. Algunes proves de la codificació utilitzada per a aquest projecte també s’han d’incorporar a aquest temps, que variarà en funció del vostre nivell de confiança amb la programació Arduino. El cost global de la construcció és d’aproximadament 320 USD en fusta, cargols, ferreteria, cablejat, canonades, PVC, acrílic, pintura, sensors i articles diversos addicionals. En aquesta versió s’ha utilitzat un carro de metall, però no és necessari. La caixa es pot instal·lar a la taula o al banc de treball.

Eines necessàries:

· Serra de taula

· Serra de plantilla

· Encaminador

· Serra circular

· Trepant elèctric

· Vora recta

· Cinta mètrica

· Serra de forat de 6”

· Pinzell

· Rodets de pintura de 6 i mànigues d'escuma

· Paper de vidre granulat de 220

Materials utilitzats:

· Fusta contraxapada de bedoll de 2 x (8’x4’x ¾”)

· 1 x (36”x 30” x 0,093”) full acrílic

· 2 x (24”x 18” x 0,093”) full d’acrílic

· Cargols Deck Plus (8 x 1 5/8 ) (inclou bit)

· Segellador de silicona Gorilla Glue, 2,8 oz., Transparent

· Gorilla Glue Epoxy

· PLA per a peces impreses en 3D

· Ascensor de finestra corredissa de 3 X Gatehouse 1,75”fosa a pressió

· Ferreteria / frontisses de portes de 6 X Gatehouse de 1,5”xapats en zinc

· 5 x pots de paleta d’1 pinta

· Pintura exterior de làtex setinat Valspar Duramax, blanca, 1 quart

· Calafatatge de silici

· Microcontrolador Arduino

· Tauler de pa (o la soldadura es podria utilitzar per connectar cables)

· 5 colors diferents de cablejat

· Bateria de 9 volts

· Adafruit DHT22 (sensor d'humitat i temperatura)

· Resistència de 10kΩ

· Motor pas a pas (28BYJ-48)

· Dos relés (JQC-3FF-S-Z)

· Cablejat CAT 5

· 2 x colze de 90 graus (coure)

· Mànega de plàstic

· Pinça de mànega ½”

· Panell d'alumini extruït

· Fusta contraxapada de ½ per a caixa d'emmagatzematge (ferralla usada)

· Llums de tires LED

· Convertidor de CA a CC adequat per a les llums utilitzades

· Pinces de mànega de 2 x 6"

Pas 1: feu un full tallat per a la fusta contraxapada

Disseny de línies de tall per a tots els costats de la caixa principal i de la caixa de passatge sobre full de fusta contraxapada. La llista de retalls és la següent:

· (1x) 36 "x 12 ¾" (part frontal per on aniran els forats dels guants)

· (1x) 36 "x 24" (posterior)

· (2x) 24 "x 22 ½" MÉS tall de 45 graus des del centre (marca de 12 ") del costat de 24" fins al costat de 22 ½"

· (1x) 34 ½ "x 22 ½" (part inferior)

· (1x) 36 "x 11 ¾" (part superior)

· (1x) 36 "x 17 5/8" (porta de l'armari frontal)

Pas 2: feu totes les retallades

Feu tots els talls amb una serra circular amb una vora recta com a guia, tal com es mostra a la foto de Google Images a continuació. Lixa totes les vores un cop tallades. La cara superior i frontal de la caixa haurà de fer talls d’angle de 45 ° a les vores llargues per tal d’estar al mateix nivell que els laterals tallats en un angle de 45 °. Alineeu-les i mesureu-les a mà per fer els talls correctes. Utilitzeu una serra de mitra o una serra de taula per fer aquests talls de vora angular.

Pas 3: proveu els talls d'ajust

Prova d'ajust per tots els costats. En aquesta construcció, la part inferior de la caixa es col·loca "dins" de tots els costats de la caixa; i els costats esquerre i dret es col·loquen "a l'interior" de la part davantera i posterior del quadre. Utilitzeu un encaminador per retallar els costats a l’alçada adequada. En aquesta construcció, hi va haver un error d'1 / 16 "entre la part posterior i els laterals esquerre i dret, de manera que la part posterior es va retallar a la longitud més curta perquè coincidís amb els laterals mitjançant un enrutador.

Pas 4: tallar el forat per a la caixa de passatge

Forat tallat per a la caixa de passatge al costat dret. Utilitzeu una serra trencaclosques per tallar brutalment el forat i un encaminador per redreçar els talls. Aquest forat ha de tenir la mida de la caixa de pas menys el doble de gruix de la fusta utilitzada. En el nostre cas, el forat era de 10,5 "x 10,5" quadrats. Voleu que la part inferior del forat permeti que el passatge quedi al ras amb el terra de la caixa principal, tal com es veu a la foto.

Pas 5: Tallar els forats del guant

Tallar forats a la cara frontal per obtenir guants. Es va obtenir una distància còmoda entre els forats dels guants a partir d’un armari de sorra de 6,5”. Cada forat de guant es va tallar amb una serra de 6 . Els forats es mesuren a 3,5”de la part inferior de la caixa. Es va mesurar el centre de la cara frontal i es van basar els forats en lloc de la distància de les vores exteriors.

Pas 6: Muntar la caixa

Enrosqueu tots els costats per crear la caixa, menys la porta de l'armari frontal. Marqueu la línia central del gruix de la fusta (en aquest cas, a 3/8”de les vores dels costats que es cargolaran a les vores dels costats adjacents). Feu forats predissenyats amb broca de fresat cada 2”deixant espai a les cantonades per als cargols de les juntes adjacents.

Pas 7: construeix una caixa de passatge

Construeix una caixa de passatge. Aquest és el cub d’1’x 1’ x 1’. Talleu els 5 costats necessaris per construir la caixa amb la mateixa fusta contraxapada de ¾”que la caixa principal. Recordeu incorporar el gruix de la fusta contraxapada als talls. La llista de retalls és la següent:

· (2x) 11 ¼”x 11 ¼” (part posterior i superior)

· (1x) 12 "x 11 ¼" (frontal); + una escletxa lateral de 2/5 "que s'adherirà a la caixa perquè la" porta "acrílica pugui lliscar-se

· (1x) 10 ½ "x 11 ¼" (part inferior)

· (1x) 12 "x 12" (aquesta serà la porta de la caixa a l'extrem més exterior)

Dos d’aquests laterals (superior i frontal) hauran de tenir finestres de visualització tallades. Marqueu aquestes finestres de visualització amb la mida desitjada. Aquesta caixa té una finestra superior amb dimensions 7 ½ "x 7 ½" i una finestra frontal amb dimensions 7 ½ "x 8". Utilitzeu una serra trencaclosques per tallar les obertures en brut i després un encaminador per acabar-les. Utilitzeu una punta de conill a les obertures perquè la finestra tingui una superfície a la qual adherir-se.

Per a la escletxa petita del costat frontal, mida aproximadament 2/5 "de la vora i ¾" a la part superior i inferior d'aquesta vora. Utilitzeu un enrutador per tallar la ranura de 2/5 "de profunditat i 10 ½" d'ample a la vora d'aquest costat.

Munteu la caixa de la mateixa manera que la caixa principal que es veu al pas 6, deixant fora de la porta al costat dret.

Pas 8: instal·leu les finestres d’acrílic a la caixa de passatge

Instal·leu les finestres de visualització en dues obertures del quadre de passatge. Tallar el full acrílic a la mida de la finestra desitjada + superposició per adherir-se. Utilitzeu cargols petits per fixar les cantonades per mantenir-les al seu lloc a l’obertura i utilitzeu segellador de silici per adherir completament la finestra a la superfície des de la part posterior.

Pas 9: construir una porta corredissa per a la caixa de pas

Construeix una finestra corredissa que separarà la caixa principal de la caixa de passatge. Talleu un full acrílic a les dimensions desitjades. Per a aquest quadre, aquestes dimensions eren de 14 ¼ "x 11". Col·loqueu un petit mànec de fusta contraxapada sobrant amb petits cargols perquè l’usuari pugui lliscar-lo fàcilment. Utilitzeu cinta de feltre a totes les vores de la finestra corredissa per ajudar a segellar quan estigui tancada, inclosa una tira a la dimensió de l’obertura de la caixa de passatge.

Pas 10: connecteu la caixa de passatge a la caixa principal

Adjunta la caixa de passatge a la caixa principal. Apliqueu adhesiu de construcció a les vores de la caixa que s’adheriran a la caixa principal. A continuació, utilitzeu 6-12 cargols de l'interior de la caixa principal a les vores del passadís per mantenir-los units mentre s'assequi l'adhesiu.

Pas 11: tallar l'obertura i instal·lar l'acrílic a la porta de la caixa principal

Talla l'obertura a la porta de l'armari per veure la finestra i instal·lar la finestra. Utilitzeu un trencaclosques per tallar aproximadament la finestra de visualització de la mida desitjada. Aquesta caixa té una finestra amb unes dimensions de 30 "x 12". Utilitzeu una punta de conill a l'obertura perquè la finestra tingui una superfície a la qual adherir-se. Tallar el full acrílic a la mida de la finestra desitjada + superposició per adherir-se. Utilitzeu cargols petits per fixar les cantonades per mantenir-les al seu lloc a l’obertura i utilitzeu segellador de silici per adherir completament la finestra a la superfície des de la part posterior.

Pas 12: caixa de pintura

Utilitzeu calafatat per segellar totes les juntes interiors de la caixa. Posa tots els forats del cargol i pinta tots els components de la caixa amb pintura blanca. Feu-ho ara abans d’instal·lar cap maquinari. Feu servir cintes per pintar per eliminar les finestres instal·lades abans de pintar.

Pas 13: Instal·leu les portes

Instal·leu les dues portes de l’armari a la caixa principal i a la caixa de passatge. Utilitzeu frontisses petites, 4 a la caixa principal i 2 a la porta petita per a la caixa de pas.

Pas 14: instal·leu panys

Col·loqueu els elevadors de la finestra corredissa a banda i banda de la porta principal de la caixa i un a la porta per al pas.

Pas 15: creeu una caixa d’emmagatzematge de solucions de sal saturada

Construeix una caixa d’emmagatzematge per a solucions de sal saturada. Aquesta caixa d’emmagatzematge es va crear per adaptar-se als límits del carretó que s’utilitzava. Qualsevol caixa d’emmagatzematge que creeu només és realment necessària per emmagatzemar les solucions de sal saturada perquè no caiguin. Per a aquesta aplicació, es van fer les mesures de les prestatgeries mitja i inferior del carro utilitzat per fer-se una idea de la mida de la caixa d’emmagatzematge.

Pas 16: Tallar la fusta i muntar la caixa d’emmagatzematge

Talleu la fusta contraxapada de ½”de manera que l’alçada s’adapti a les prestatgeries i poseu els laterals de la caixa d’emmagatzematge amb cargols de fusta d’1”.

Pas 17: Feu espai interior per a solucions de sal

Un cop muntat el marc de la caixa d’emmagatzematge, col·loqueu els contenidors de solució salina (pots de picat de 5x) a la caixa i, a continuació, mesureu i talleu la fusta de pi de 1”x 3” per al marc del contenidor. Cal ajustar-lo de manera que els pots no es puguin moure, sinó prou solts perquè es puguin treure fàcilment. Aquesta caixa es va col·locar al prestatge central del carretó per facilitar-ne l'accés.

Pas 18: Feu la pistola de pistola de calor

Feu funda per a pistola de calor. Col·loqueu la pistola de calor sobre un petit tros de fusta contraxapada que quedi i traqueu la forma.

Pas 19: Tallar fusta per a la funda

Retalleu la forma amb una eina múltiple.

Pas 20: Modifiqueu la pistola de calor per connectar-la

Practicar un petit forat a la part inferior del mànec, assegurant-se de no perforar els cables. Aquest petit forat serveix per muntar la pistola de calor a la fusta tallada al pas anterior.

Pas 21: col·loqueu la pinça per al broquet de la pistola de calor

Col·loqueu una petita peça quadrada de fusta contraxapada a l'extrem de la fusta tallada per obtenir un espaiador per assegurar-vos que l'arma es muntarà recta. A continuació, fixeu una pinça de ½”a l’extrem de la petita peça quadrada de fusta per subjectar la canonada de calefacció a la pistola de calor.

Pas 22: munteu la pistola de calor a la forma de fusta

Munteu la pistola de calor a la fusta tallada amb un cargol al forat perforat al mànec. Introduïu també l'adaptador de la canonada de calefacció a la pinça i estrenyeu-lo per assegurar-vos que el muntatge sigui correcte. Després de comprovar l’equipament, traieu la pistola de calor i la pinça de la fusta tallada perquè es pugui pintar.

Pas 23: prepareu el colze de coure

Emboliqueu la canonada de calefacció de ½”amb embolcall d’escapament per assegurar-vos que la canonada no cremi la fusta ja que es fa passar per la caixa i també per seguretat, ja que no permet que l’usuari es cremi per la canonada.

Pas 24: connecteu la funda a la caixa principal

Fixeu el tros de fusta pintada cargolant-lo a la caixa principal. Practicar un forat de ¾”a la part posterior dreta de la caixa a la cantonada inferior per inserir el tub de calor embolicat. Introduïu la canonada de calor a la pinça i estrenyeu la pinça per assegurar un muntatge estable.

Pas 25: Instal·leu la pistola de calor

Assegureu la pistola de calor a la fusta tallada introduint el canó de la pistola de calor a la canonada de calefacció i, a continuació, premeu el cargol al mànec.

Pas 26: prepareu el quadre per al flux d'humitat

Feu un forat a la cantonada inferior esquerra de la caixa per inserir la mànega per al flux d’aire d’humitat.

Pas 27: instal·leu el colze per obtenir un flux d'humitat

Introduïu el segon colze de coure de 90 graus en aquest forat perforat i la mànega en aquest colze de coure com es veu a la foto.

Pas 28: tallar i instal·lar el difusor de flux d'aire

Tallar la peça d'alumini extruït a l'amplada de l'interior de la caixa principal. Es tracta d’una peça de recanvi de la carcassa de llum fluorescent aèria. Aquest fa 34 3/8”. A continuació, foradeu 1/16 cada parell de polzada sobre la longitud de la peça d'alumini en dues línies.

Pas 29: instal·leu brides per a guants i guants

Instal·leu les brides dels guants impresos en 3D en dos forats de guants per a la caixa. Aquí s’inclou el fitxer.stl d’aquestes brides. Col·loqueu guants amb mordasses de 6.

Pas 30: instal·leu elements de control de la humitat

Instal·leu pots de paleta amb dos forats tallats a les tapes. En un forat hi haurà mànega des de la bomba d’aire, mentre que l’altre en quedarà fora de la mànega i en la caixa per obtenir humitat. El mètode de control de la humitat utilitzat aquí són les solucions de sal saturada. S’utilitzen cinc sals diferents per controlar condicions d’humitat específiques, de manera que s’utilitzen 5 pots de paleta. La bomba utilitzada és una bomba de matalàs d’aire estàndard. Les cinc mànegues que queden fora dels pots i que entren a la caixa passen primer per un col·lector per col·locar les 5 mànegues separades a 1 abans d’introduir-se a l’interior de la caixa. La vàlvula rotativa utilitzada la fa funcionar el motor pas a pas (28BYJ-48). Aquest sistema va ser dissenyat i imprès en 3D. Aquí s’inclouen els fitxers.stl de cada part de la vàlvula rotativa. Cal fixar el motor pas a pas a la peça b2 tal com es veu a la foto.

Pas 31: instal·leu llums LED a la cambra principal

Utilitzeu llums de tires LED (els que s’utilitzen aquí eren recanvis d’un altre projecte) i monteu-los a la part superior de la cambra principal. Utilitzeu epoxi per adherir la tira al "sostre" de la caixa.

Pas 32: muntar el maquinari Arduino

a. Maquinari del sensor: (els pins del sensor estan numerats d’esquerra a dreta, tal com es veu des de la part frontal del sensor)

jo. Connecteu una resistència de 10kΩ entre el pin1 i el pin2

ii. Connecteu l'extrem pin1 de la resistència al pin de 5 volts de l'Arduino

iii. Connecteu l'extrem pin2 de la resistència al pin 2 digital

iv. IGNORE pin3. No cal per a res.

v. Connecteu el pin4 a terra

vi. DEVEU descarregar la biblioteca DHT o no funcionarà

b. Maquinari del motor:

jo. Connecteu els cables del motor a la placa intermediària

ii. Al tauler intermediari, connecteu Vin i GND a una bateria de 9 volts

iii. Connecteu IN1, IN2, IN3 i IN4 als pins digitals 4, 5, 6 i 7, respectivament

c. Maquinari de retransmissió:

jo. Connecteu VCC a la font d'alimentació de 5 V.

ii. Connecteu GND a terra

iii. Connecteu IN1 i IN2 als pins digitals 12 i 13, respectivament

Pas 33: Obteniu la codificació Arduino

Copieu o descarregueu la codificació Aruino; consulteu les instruccions de funcionament dels fitxers.

Nota:

*** DEVEU descarregar la biblioteca del sensor que utilitzeu (DHT22 en aquest cas) o el codi no funcionarà. Per obtenir la biblioteca, aneu a GitHub (https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library) i descarregueu-la. Assegureu-vos també que la biblioteca Adafruit Unified Sensor es descarrega (es troba a la part inferior de la pàgina enllaçada). Un cop descarregats aquests fitxers comprimits, descomprimiu-los i afegiu-los a la carpeta Arduino Libraries (Ordinador / Documents / Adafruit / Biblioteques).

Pas 34: instal·leu el GoPro Camera Mount, si es desitja

Es va realitzar una instal·lació de la càmera GoPro impresa en 3D i es va instal·lar a la part davantera de la cambra principal per fer un vídeo dels experiments. També es pot utilitzar un muntatge comprat a la botiga.

Pas 35: mètode opcional de control de la humitat

Després de treballar més a la caixa de guants de recerca de baix cost, es va dissenyar i utilitzar una altra opció de control de la humitat. Aquest disseny no requereix un motor ni una vàlvula rotativa per triar el pot de solució de sal saturada que desitgi l'usuari. En el seu lloc, es munten 5 vàlvules separades amb una línia d’alimentació de la bomba d’aire i cada vàlvula s’alimenta als cinc pots de solució de sal saturada diferents. Finalment, cada pot s’alimenta en un col·lector i una línia de mànega s’introdueix a la cambra principal de la caixa.

Eines necessàries:

• Bit Forstner de 5/8"
• Trepant elèctric

Materials utilitzats:

• 5 x Vàlvula de goteig Rain Bird de 1/2 polzada
• 4 x Rain Bird 1/2 '' Samarretes de pues
• 11 x Colzes de pues de 1/2 '' Rain Bird
• Tubs de vinil d'identificació de 1/2"
• Tub de vinil d'identificació de 1/4"
• Empalmament de 6 x 1/2 "OD a 1/4" OD
• 1 x 1/4 "ID a 1/4" te de pues ID
• Corretja de dos forats de 10 x 1/2"
• Bomba d'aire Imagitarium, 4W
• Cargols de 20 x 1/2"
• Cargols de 4 x 1"
• Taula de fusta massissa de roure de 3/4 "x 7" de recanvi
• Vàlvula rotativa d'altres opcions d'humitat utilitzades com a col·lector
• Cola Gorilla epoxi de 5 minuts

Passos:

1. Ajusteu cadascuna de les 5 vàlvules dels dos costats amb els colzes de pues fent servir el tub de vinil de 1/2 "ID tal com es veu a les fotos.
2. Construïu la configuració de la presa d’aire utilitzant 4 dels tees de pues i 1 colze de pues, tal com es veu a les fotos.
3. Mesureu la distància de centre a centre de l’obertura de les vàlvules de te per determinar l’espai entre les vàlvules quan es munta al tauler de fusta. Hem aparellat els tees el més a prop possible de tocar-nos, de manera que la nostra distància era de 3 ".
4. Es va utilitzar una peça de recanvi de roure massís per muntar les vàlvules. La peça de recanvi que teníem feia aproximadament 1,5 minuts, de manera que vam centrar el sistema de vàlvules en això. Cal que les vàlvules estiguessin a una distància horitzontal de 3 "(tal com es va trobar al pas anterior) entre si per aparellar-se amb el conjunt d'entrada d'aire. Utilitzeu un quadrat de velocitat per marcar 5 línies de 45 graus espaiades entre si de 3". Mesureu la distància de centre a centre de les obertures dels colzes aparellades amb les vàlvules. Vam mesurar aproximadament 6 1/4 ". Marqueu el tauler a les línies de 45 graus on voleu perforar perquè els colzes s'asseguin per aparellar-se a la part posterior amb el conjunt de la presa d'aire.
5. Utilitzeu una punta Forstner (5/8 "era una mida útil que teníem a mà) per perforar els 10 forats marcats al pas anterior.
6. Munteu les vàlvules al tauler amb 10 corretges de dos forats, tal com s’utilitza en el conducte corrent (vegeu les fotos).
7. Utilitzeu el tub de vinil ID de 1/2 "per aparellar el sistema d'entrada d'aire a la fila inferior de colzes acoblats a les vàlvules. (Aquests es van acoblar a la fila inferior a causa de l'orientació final de la bomba d'aire i de les solucions saturades de sal).
8. Empalmeu empalmaments de 5 1/2 "OD a 1/4" OD a la fila superior de colzes acoblats a les vàlvules mitjançant el tub de vinil ID de 1/2 ".
9. Muntar el tauler de vàlvules en un lloc convenient per a l'usuari. Aquest tauler es va muntar a l'extrem superior dret del carretó. Mesura i prepara 4 forats al tauler i al carro. Utilitzeu cargols de 1 "per fixar el tauler al carretó.
10. Estableix solucions de sal saturada en llocs designats i introdueix tubs d'identificació de 1/4 "des de les empalmes fins als fons dels pots. La longitud de la canonada necessària dependrà de la vostra configuració. Es van ajustar a prova i després es van tallar, de manera que no es van fer mesures. (Veure fotos)
11. Finalment, utilitzeu un te de 1/4 "ID a 1/4" ID per aparellar els dos tubs de sortida de la bomba d'aire a un empalmament de 1/4 "OD a 1/2" OD i acoblar-lo al sistema d'entrada d'aire del part posterior del tauler.
12. La vàlvula rotativa de la solució anterior de control de la humitat es va utilitzar com a col·lector en aquest disseny. Es va utilitzar epoxi de cinc minuts per segellar la vàlvula.
13. Executeu un tub d'identificació de 1/4 "de cada pot de solució de sal saturada fins al col·lector de" vàlvules rotatives ". Utilitzeu el mateix tub del disseny original per alimentar el col·lector cap a l'interior de la cambra.