温湿度传感器，齿轮显示

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。

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所需材料

要制作这个气象站，您需要：

• 3mm中密度纤维板 - https://amzn.to/3iq6xAy
• Arduino Pro Micro - https://amzn.to/2PA9UZo
• 2个28BYJ 48步进电机和ULN2003驱动器 - https://amzn.to/2PElQt7
• 4个M3 x 10mm机用螺钉和螺母 - https://amzn.to/2V7vaZ5
• DHT11温湿度传感器 - https://amzn.to/2DKWtTZ
• 10K电阻器 - https://amzn.to/33l3gOD
• 4x6 cm PCB原型 - https://amzn.to/3inmac8
• 公排针 - https://amzn.to/2VrQvML
• 母排针 - https://amzn.to/39L5eIV
• K40激光切割机 - https://amzn.to/30OxpnY

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

完整代码文件：WeatherStation.zip

英文链接：Hanging Gear Weather Station
英文作者：thediylife [YouTube]
中文翻译：fibx

展现了机械之美

这个很秀

这个好好看！更像个艺术品

秀儿~(@^_^@)~

创意很棒，学习了