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[项目] 温湿度传感器,齿轮显示

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本帖最后由 fibx 于 2020-10-19 14:03 编辑

温湿度传感器,齿轮显示



在这个教程中,我将向你展示如何建立你自己的悬挂齿轮气象站,它是由数控激光切割中密度纤维板零件制成的。步进电机驱动每个档位,Arduino使用DHT11传感器测量温度和湿度,然后移动步进电机以显示测量值。

气象站由两条腿和一个平板底座支撑,使得它可以完美地摆放在书桌上、架子上或者圆桌边上。

DHT传感器的相对湿度范围为20-95%,可以测量0到50摄氏度之间的温度。我把齿轮设计成全湿度范围和额外的负温度测量范围,这样如果你想把传感器放在室外,可以很容易地使用不同的传感器测量室外温度。

如果您喜欢这个教程,请在CNC竞赛中投它一票。

所需材料

要制作这个气象站,您需要:

第1步:激光切割中密度纤维板组件

我在Inkscape中设计激光切割组件,你可以在这里下载切割文件。下载的文件将所有组件都放在一张图纸上,因此您需要将它们拆分以适合激光切割机的机床尺寸。

我先是雕刻,然后切割齿轮,然后雕刻和切割面板,最后切割剩下的部件。

在雕刻或切割时,我总是在中密度纤维板上贴上遮蔽胶带,这样烟雾就不会在表面留下痕迹。

如果你没有激光切割机,可以考虑使用在线激光切割服务。他们已经变得非常经济实惠,大多数服务商甚至会把零件递送到你家门口。

我用这款便宜的K40激光切割机切割零件。

等所有的零部件都切割好以后,就把遮蔽胶带取掉。

第2步:安装步进电机,装配主动齿轮

接下来,使用两个M3 x 10mm机器螺钉将两个步进电机固定到前面板上。

另外,用一些木胶将带电机切口的支架支撑板粘到前板的背面。也可以稍后再粘,但在安装电机之前会比较容易操作,因为没有电机妨碍你粘贴。

接下来装配驱动齿轮。用一滴木胶水把齿轮件叠粘到你的伺服系统上。从有孔的圆盘开始,然后是齿轮。然后你需要在齿轮和前轮盘之间加一个小垫片,为齿轮自由移动预留一点空间。我使用的是一个平垫圈。

第3步:组装电子元器件

现在我们把电子元件组装起来。

电路非常简单,包括从数字IO引脚2到9到两个步进驱动器的基本连接,然后是DHT11传感器和数字IO引脚10之间的连接。您还需要给传感器和步进电机驱动器连接电源,以及在引脚10和5V之间接一个10k电阻。

我把排针和DHT传感器组装到一个4x6cm的原型PCB上,这样Arduino和步进电机驱动器就可以方便插接了。

然后我制作了一些杜邦线来连接PCB和步进电机驱动器。您可以使用跳线或自己制作连接线。

第4步:安装电子元件

我用胶枪把Arduino PCB粘到气象站的背板上,把两个步进电机驱动器粘到两个侧支架上。这完美地为元器件以及步进电机之间的连线留有足够的空间。

当电子器件被胶合到位后,我们就可以用木胶组装气象站的其余部分

第5步:完成气象站的组装

把两条腿粘在底座上,然后把前板安装到腿上。

最后,把背板粘好,等待胶水干透。确保Arduino的微型USB端口朝向气象站的底部。

胶水干透以后,把步进电机插入驱动器,然后用制作好的连接线将驱动器连接到Arduino上。试着把导线塞到里面,这样它就不会挂在底部或在后面的顶部露出来。

如果你想闭合顶部,可以使用从支架板上切下的那块胶合板。在测试完步进驱动程序和连接之前,不要用胶水将它粘上,因为您可能需要再次检查接线或做些更改。

将Micro-USB线插入气象站的底部,就可以上传代码了。

第6步:Arduino编程

代码相当浅显明了。我不打算在这里详细解释代码,您可以下载完整代码并阅读各个部分的详细说明。

在代码中,我们创建一个传感器对象,创建所需的变量,然后定义电机和传感器引脚。

setup函数启用串行通信,设置引脚模式,并连接到DHT11传感器。

loop函数从DHT11传感器获取测量值,在串口监视器上显示这些测量值,然后计算步进电机的步数和移动方向,以指示测量值。然后至少等待5秒,不断重复循环。

还有另外一个由主循环调用的函数,该函数按照指定电机的步数和方向执行移动。

第7步:设置和使用气象站

在上传代码之前,把两个齿轮放在电机上,设置它们以反映代码中设定的初始值(在我的代码中是25°C和50%湿度)。

然后就可以上传代码了。

如果你打开串口监视器,你会看到传感器所做的第一次测量,然后马达会开始移动齿轮,从初始值变成这些测量值。

移动结束后,应该会看到第二组值,然后齿轮可能再次移动。

传感器读数通常需要几分钟时间才能稳定下来,然后您将获得更一致的数据,齿轮也会减少移动。

如果您看到显示的值与串行监视器中显示的值不一致,首先检查电机的运动方向是否正确,然后检查初始值是否正确,最后,您可能需要调整每度步数或百分比值,以便校准您的气象站。

现在气象站已经制作完成,可以放置在您的书桌或架子上。

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如果你以前建过气象站,请在评论区告诉我你用什么方法显示数值。

激光切割文件: Weather-Station-Components.zip (15.38 KB, 下载次数: 25)

gada888  版主

发表于 2020-10-20 08:20:07

展现了机械之美
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佛系唐法官  中级技师

发表于 2020-10-26 11:13:20

这个很秀
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TuTu  初级技师

发表于 2020-10-26 15:43:27

这个好好看!更像个艺术品
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 初级技师

发表于 2020-10-28 12:35:28

秀儿~(@^_^@)~
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rzegkly  版主

发表于 2020-11-16 08:07:50

创意很棒,学习了
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