Hanging Gear Wetterstation - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:15

In diesem Instructable zeige ich Ihnen, wie Sie Ihre eigene hängende Wetterstation bauen, die aus CNC-lasergeschnittenen MDF-Teilen besteht. Ein Schrittmotor treibt jedes Zahnrad an und ein Arduino nimmt Temperatur- und Feuchtigkeitsmessungen mit einem DHT11-Sensor vor und bewegt dann die Schrittmotoren, um die gemessenen Werte anzuzeigen.

Die Wetterstation wird von zwei Beinen und einer flachen Basis getragen, wodurch sie perfekt auf einem Schreibtisch, Regal oder Beistelltisch steht.

Der DHT-Sensor hat einen Bereich von 20-95 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit und kann Temperaturen zwischen 0 und 50 Grad Celsius messen. Ich habe die Zahnräder für den gesamten Feuchtebereich und mit negativem Temperaturmessbereich ausgelegt, sodass Sie problemlos einen anderen Sensor verwenden können, wenn Sie den Sensor draußen platzieren möchten, um die Außentemperatur zu messen.

Wenn Sie dieses Instructable genießen, stimmen Sie es bitte im CNC-Wettbewerb ab.

Lieferungen

Um Ihre Wetterstation zu erstellen, benötigen Sie:

• 3mm MDF-Platte –
• Arduino Pro Micro -
• 2 x 28BYJ 48 Schrittmotoren & ULN2003 Treiber -
• 4 x M3 x 10mm Maschinenschrauben & Muttern -
• DHT11 Temperatur- & Feuchtesensor -
• 10K Widerstand -
• 4x6 cm Prototyping PCB -
• Stiftleisten (männlich) -
• Buchsenleistenstifte -

K40 Laserschneider gebraucht -

Schritt 1: Laserschneiden der MDF-Komponenten

Die lasergeschnittenen Komponenten habe ich in Inkscape entworfen, Sie können die Schnittdateien hier herunterladen. Die Komponenten befinden sich im Download alle auf einem einzigen Blatt, sodass Sie sie entsprechend der Bettgröße Ihres Laserschneiders aufteilen müssen.

Ich begann damit, die Zahnräder zu gravieren und dann zu schneiden, dann die Frontplatte zu gravieren und zu schneiden und schließlich die restlichen Komponenten zu schneiden.

Ich verwende beim Gravieren oder Schneiden immer Abdeckband über dem MDF, damit der Rauch die Oberfläche nicht markiert.

Wenn Sie keinen Zugang zu einem Laserschneider haben, sollten Sie einen Online-Laserschneidservice in Betracht ziehen. Sie sind sehr erschwinglich geworden und die meisten von ihnen liefern die Teile sogar zu Ihnen nach Hause.

Ich habe einen billigen K40-Laserschneider verwendet, um die Teile zu schneiden.

Sobald alle Teile geschnitten wurden, müssen Sie das Abdeckband entfernen.

Schritt 2: Installieren Sie die Schrittmotoren und montieren Sie die Antriebsräder

Als nächstes befestigen Sie die beiden Schrittmotoren mit zwei M3 x 10mm Maschinenschrauben für jeden Motor an der Frontplatte.

Kleben Sie auch die Stativträgerplatte mit dem Ausschnitt für die Motoren mit etwas Holzleim auf die Rückseite der Frontplatte. Dies kann später erfolgen, aber am einfachsten vor der Installation der Motoren, damit sie beim Ankleben nicht im Weg sind.

Als nächstes montieren Sie Ihre Antriebsräder. Stapeln Sie Ihre Getriebeteile mit einem Tropfen Holzleim dazwischen auf Ihre Servos. Beginnen Sie mit der Scheibe mit einem Loch darin und dann mit dem Zahnrad. Sie müssen dann einen kleinen Abstandshalter zwischen dem Zahnrad und der vorderen Scheibe hinzufügen, um etwas Platz für die freie Bewegung der Zahnräder zu schaffen. Ich habe für jeden von ihnen eine flache Unterlegscheibe als Abstandshalter verwendet.

Schritt 3: Montieren Sie die Elektronik

Jetzt bringen wir die elektronischen Komponenten zusammen.

Die Schaltung ist recht einfach und umfasst grundlegende Verbindungen von den digitalen IO-Pins 2 bis 9 zu den beiden Stepper-Treibern und dann eine Verbindung zwischen dem DHT11-Sensor und dem digitalen IO-Pin 10. Sie müssen auch Ihre Stromanschlüsse an den Sensor und den Stepper anschließen Treiber sowie ein 10k Widerstand zwischen dem Anschluss an Pin 10 und 5V.

Ich habe die Header-Pin-Anschlüsse und den DHT-Sensor auf einer 4x6cm Prototyping-Platine montiert, so dass die Arduino- und Schrittmotortreiber einfach eingesteckt werden konnten.

Ich habe dann einige Dupont-Anschlusskabel hergestellt, um die Platine und die Schrittmotortreiber zu verbinden. Sie können auch Jumper verwenden oder Ihre eigenen Header-Kabel erstellen.

Schritt 4: Montieren Sie die elektronischen Komponenten

Ich benutzte eine Klebepistole, um die Arduino-Platine auf die Rückplatte der Wetterstation und die beiden Schrittmotortreiber auf die beiden Seitenständerstücke zu kleben. Dies funktioniert am besten, um genügend Platz für die Verdrahtung zwischen den Komponenten sowie zu den Schrittmotoren zu lassen.

Sobald die Elektronik eingeklebt ist, können wir den Rest der Wetterstation mit Holzleim zusammenbauen.

Schritt 5: Schließen Sie die Montage der Wetterstation ab

Kleben Sie die beiden Beine in die Basis und fügen Sie dann die Frontplatte auf die Beine.

Kleben Sie abschließend die Rückplatte fest und lassen Sie den Kleber trocknen. Stellen Sie sicher, dass der Micro-USB-Anschluss des Arduino zur Basis der Wetterstation zeigt.

Sobald der Kleber trocken ist, stecken Sie die Schrittmotoren in die Treiber und verbinden Sie die Treiber mit den von Ihnen hergestellten Kabeln mit Ihrem Arduino. Versuchen Sie, die Verkabelung so einzustecken, dass sie nicht unten heraushängt oder oben aus dem Rückenbereich herausragt.

Wenn Sie die Oberseite schließen möchten, verwenden Sie das ausgeschnittene Stück der Ständerplatte. Kleben Sie dies nicht an Ort und Stelle, bis Sie Ihre Stepper-Treiber und -Verbindungen getestet haben, da Sie möglicherweise erneut auf die Kabel zugreifen müssen, um Änderungen vorzunehmen.

Stecken Sie Ihr Micro-USB-Kabel in die Unterseite Ihrer Wetterstation und Sie können den Code hochladen.

Schritt 6: Programmierung des Arduino

Der Code ist ziemlich einfach. Ich werde hier nicht ins Detail gehen, um den Code zu erklären, aber Sie können den Code herunterladen und hier eine detaillierte Erklärung zu den einzelnen Abschnitten lesen.

Im Code erstellen wir ein Sensorobjekt, erstellen die erforderlichen Variablen und definieren dann die Motor- und Sensorpins.

Die Setup-Funktion startet die serielle Kommunikation, stellt die Pin-Modi ein und verbindet sich mit dem DHT11-Sensor.

Die Loop-Funktion nimmt Messungen vom DHT11-Sensor vor, zeigt diese auf dem seriellen Monitor an und berechnet dann die Anzahl der Schritte und die Bewegungsrichtungen jedes der Schrittmotoren, um die gemessenen Werte anzuzeigen. Der Code wartet dann mindestens 5 Sekunden, bevor er die Schleife wiederholt.

Es gibt eine zusätzliche Funktion, die von der Hauptschleife aufgerufen wird, die die Anzahl der Schritte und die Richtung für jeden Motor erhält und dann die Bewegungen ausführt.

Schritt 7: Einrichten und Verwenden der Wetterstation

Bevor Sie den Code hochladen, legen Sie die beiden Zahnräder auf die Motoren und stellen Sie sie so ein, dass sie die anfänglich im Code eingestellten Werte anzeigen, diese waren in meinem Code 25°C und 50% Luftfeuchtigkeit.

Anschließend können Sie den Code hochladen.

Wenn Sie Ihren seriellen Monitor öffnen, sehen Sie die erste Messung des Sensors und die Motoren beginnen dann, die Zahnräder zu bewegen, um diese Werte von den Anfangswerten aus zu erreichen.

Sobald die Bewegung beendet ist, sollten Sie den zweiten Satz von Werten sehen und dann können sich die Zahnräder wieder bewegen.

Es dauert normalerweise ein paar Minuten, bis sich die Sensormesswerte stabilisiert haben, und Sie erhalten dann konsistentere Daten und weniger Bewegung der Zahnräder.

Wenn Sie feststellen, dass Ihre angezeigten Werte nicht mit denen auf dem seriellen Monitor übereinstimmen, überprüfen Sie zuerst, ob die Bewegungsrichtungen Ihres Motors korrekt sind, dann überprüfen Sie, ob Ihre Anfangswerte korrekt sind, und schließlich müssen Sie möglicherweise die Anzahl der Schritte anpassen pro Grad- oder Prozentwerte, um Ihre Wetterstation zu kalibrieren.

Ihre Wetterstation ist nun fertig und kann auf Ihrem Schreibtisch oder Regal aufgestellt werden.

Wenn Sie dieses Instructable genossen haben, erwägen Sie bitte, im CNC-Wettbewerb dafür zu stimmen.

Lassen Sie mich im Kommentarbereich wissen, ob Sie schon einmal eine Wetterstation gebaut haben und womit Sie die Werte angezeigt haben.

Vizemeister im CNC-Wettbewerb 2020