Hangend Gear Weerstation - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:14

In deze Instructable laat ik je zien hoe je je eigen weerstation voor hangende versnellingen kunt bouwen, dat is gemaakt van CNC-lasergesneden MDF-onderdelen. Een stappenmotor drijft elke versnelling aan en een Arduino voert temperatuur- en vochtigheidsmetingen uit met behulp van een DHT11-sensor en beweegt vervolgens de stappenmotoren om de gemeten waarden weer te geven.

Het weerstation wordt ondersteund door twee poten en een vlakke basis, waardoor het perfect staat op een bureau, plank of bijzettafel.

De DHT-sensor heeft een bereik van 20-95 procent relatieve vochtigheid en kan temperaturen meten tussen 0 en 50 graden Celsius. Ik heb de tandwielen ontworpen voor het volledige vochtigheidsbereik en met een negatief temperatuurmeetbereik, zodat je gemakkelijk een andere sensor kunt gebruiken als je de sensor buiten wilt plaatsen om de buitentemperatuur te meten.

Als je deze Instructable leuk vindt, stem er dan voor in de CNC-wedstrijd.

Benodigdheden

Om je weerstation te maken, heb je nodig:

• 3 mm MDF-plaat -
• Arduino Pro Micro -
• 2 x 28BYJ 48 stappenmotoren & ULN2003-stuurprogramma's -
• 4 x M3 x 10 mm machineschroeven en -moeren -
• DHT11 Temperatuur- en vochtigheidssensor -
• 10K-weerstand -
• Prototyping-print van 4x6 cm -
• Mannelijke Header Pins -
• Vrouwelijke koppennen -

K40 lasersnijder gebruikt -

Stap 1: Lasergesneden de MDF-componenten

Ik heb de lasergesneden componenten ontworpen in Inkscape, je kunt de snijbestanden hier downloaden. De componenten bevinden zich allemaal op één vel in de download, dus u moet ze opsplitsen om ze aan te passen aan de bedgrootte van uw lasersnijder.

Ik begon met het graveren en snijden van de tandwielen, vervolgens gegraveerd en sneed ik de voorplaat en uiteindelijk sneed ik de resterende componenten.

Ik gebruik altijd plakband over de MDF bij het graveren of snijden, zodat de rook het oppervlak niet markeert.

Als u geen toegang heeft tot een lasersnijder, overweeg dan om een online lasersnijservice te gebruiken. Ze zijn zeer betaalbaar geworden en de meeste zullen de onderdelen zelfs aan je deur bezorgen.

Ik gebruikte een goedkope K40 lasersnijder om de onderdelen te snijden.

Zodra alle onderdelen zijn gesneden, moet u de plakband verwijderen.

Stap 2: installeer de stappenmotoren en monteer de aandrijftandwielen

Bevestig vervolgens de twee stappenmotoren aan de voorplaat met behulp van twee M3 x 10 mm machineschroeven voor elke motor.

Lijm ook de steunplaat met de uitsparing voor de motoren aan de achterkant van de voorplaat met wat houtlijm. Dit kan later worden gedaan, maar het is het gemakkelijkst om te doen voordat u de motoren installeert, zodat ze niet in de weg zitten wanneer u deze op hun plaats lijmt.

Monteer vervolgens uw aandrijftandwielen. Stapel je uitrustingsstukken op je servo's met een druppel houtlijm ertussen. Begin met de schijf met een gat erin en dan het tandwiel. U moet dan een klein afstandsstuk tussen de versnelling en de voorste schijf plaatsen om een beetje ruimte te creëren voor de versnellingen om vrij te bewegen. Ik gebruikte een platte ring als afstandhouder voor elk van deze.

Stap 3: Monteer de elektronica

Laten we nu de elektronische componenten bij elkaar brengen.

Het circuit is vrij eenvoudig en omvat basisverbindingen van digitale IO-pinnen 2 tot 9 naar de twee stepper-stuurprogramma's en vervolgens een verbinding tussen de DHT11-sensor en digitale IO-pin 10. U moet ook uw stroomaansluitingen toevoegen aan de sensor en stepper drivers en een weerstand van 10k tussen de aansluiting op pin 10 en 5V.

Ik heb de header-pinverbindingen en de DHT-sensor op een prototype-PCB van 4x6 cm gemonteerd, zodat de Arduino- en stappenmotorstuurprogramma's er gewoon op kunnen worden aangesloten.

Ik heb toen een aantal Dupont-connectorkabels gemaakt om de PCB en de stappenmotorstuurprogramma's aan te sluiten. U kunt jumpers gebruiken of uw eigen headerkabels maken.

Stap 4: Monteer de elektronische componenten

Ik heb een lijmpistool gebruikt om de Arduino-printplaat op de achterplaat van het weerstation te lijmen en de twee stappenmotorstuurprogramma's op de twee zijstandaards. Dit werkt het beste om voldoende ruimte over te laten voor de bedrading tussen de componenten en voor de stappenmotoren.

Zodra de elektronica op zijn plaats is gelijmd, kunnen we de rest van het weerstation monteren met houtlijm.

Stap 5: Voltooi de montage van het weerstation

Lijm de twee poten in de basis en plaats vervolgens de voorplaat op de poten.

Lijm tot slot de achterplaat op zijn plaats en laat de lijm drogen. Zorg ervoor dat de micro-USB-poort van de Arduino naar de basis van het weerstation is gericht.

Zodra de lijm droog is, sluit u de stappenmotoren aan op de stuurprogramma's en sluit u de stuurprogramma's vervolgens aan op uw Arduino met behulp van de kabels die u hebt gemaakt. Probeer de bekabeling in te stoppen zodat deze niet uit de onderkant hangt of uit de bovenkant van de achterkant steekt.

Als u de bovenkant wilt sluiten, gebruikt u het stuk dat uit de steunplaat is gesneden. Plak dit niet op zijn plaats totdat u uw stepper-stuurprogramma's en verbindingen hebt getest, omdat u mogelijk opnieuw toegang moet krijgen tot de kabels om wijzigingen aan te brengen.

Sluit je micro-USB-kabel aan op de onderkant van je weerstation en je bent klaar om de code te uploaden.

Stap 6: De Arduino programmeren

De code is vrij rechttoe rechtaan. Ik ga niet in detail treden om de code hier uit te leggen, maar je kunt de code downloaden en een gedetailleerde uitleg lezen over wat elke sectie hier doet.

In de code maken we een sensorobject, creëren we de vereiste variabelen en definiëren we vervolgens de motor- en sensorpinnen.

De setup-functie start seriële communicatie, stelt de pin-modi in en maakt verbinding met de DHT11-sensor.

De lusfunctie neemt metingen van de DHT11-sensor, geeft deze weer op de seriële monitor en berekent vervolgens het aantal stappen en de richtingen om elk van de stappenmotoren te bewegen om de gemeten waarden aan te geven. De code wacht vervolgens minimaal 5 seconden voordat de lus wordt herhaald.

Er is een extra functie die wordt aangeroepen door de hoofdlus die het aantal stappen en de richting voor elke motor krijgt en vervolgens de bewegingen uitvoert.

Stap 7: Het weerstation instellen en gebruiken

Voordat u de code uploadt, plaatst u de twee tandwielen op de motoren en stelt u ze in om de waarden aan te geven die aanvankelijk in de code waren ingesteld, deze waren 25 ° C en 50% vochtigheid in mijn code.

Vervolgens kun je de code uploaden.

Als u uw seriële monitor opent, ziet u de eerste meting van de sensor en beginnen de motoren de tandwielen te verplaatsen om vanaf de beginwaarden tot deze waarden te komen.

Zodra de beweging is voltooid, zou u de tweede reeks waarden moeten zien en kunnen de tandwielen weer bewegen.

Het duurt meestal een paar minuten voordat de sensormetingen zijn gestabiliseerd en u krijgt dan meer consistente gegevens en minder beweging van de versnellingen.

Als u merkt dat uw weergegeven waarden niet dezelfde zijn als die op de seriële monitor, controleer dan eerst of de bewegingsrichtingen van uw motor correct zijn, controleer vervolgens of uw initiële waarden correct zijn en tot slot moet u mogelijk het aantal stappen aanpassen waarden per graad of procent om uw weerstation te kalibreren.

Je weerstation is nu compleet en kan op je bureau of plank worden geplaatst.

Als je deze Instructable leuk vond, overweeg dan om ervoor te stemmen in de CNC-wedstrijd.

Laat het me weten in het opmerkingengedeelte als je eerder een weerstation hebt gebouwd en wat je hebt gebruikt om de waarden weer te geven.

Tweede plaats in de CNC-wedstrijd 2020