Stasiun Cuaca Hanging Gear: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Dalam Instruksi ini, saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana membangun stasiun cuaca gantung Anda sendiri, yang terbuat dari bagian MDF yang dipotong laser CNC. Motor stepper menggerakkan setiap roda gigi dan Arduino melakukan pengukuran suhu dan kelembaban menggunakan sensor DHT11 dan kemudian menggerakkan motor stepper untuk menampilkan nilai yang terukur.

Stasiun cuaca didukung oleh dua kaki dan alas datar, membuatnya sempurna untuk berdiri di atas meja, rak, atau meja samping.

Sensor DHT memiliki kisaran kelembaban relatif 20-95 persen dan dapat mengukur suhu antara 0 dan 50 derajat Celcius. Saya telah merancang roda gigi untuk rentang kelembaban penuh dan dengan rentang pengukuran suhu negatif sehingga Anda dapat dengan mudah menggunakan sensor yang berbeda jika Anda ingin menempatkan sensor di luar untuk mengukur suhu di luar ruangan.

Jika Anda menyukai Instruksi ini, silakan pilih dalam Kontes CNC.

Perlengkapan

Untuk membuat stasiun cuaca, Anda memerlukan:

• Papan MDF 3mm –
• Arduino Pro Mikro -
• 2 x 28BYJ 48 Motor Stepper & Driver ULN2003 -
• Sekrup & Mur Mesin 4 x M3 x 10mm -
• Sensor Suhu & Kelembaban DHT11 -
• Resistor 10K -
• PCB Prototipe 4x6 cm -
• Pin Header Pria -
• Pin Header Wanita -

Pemotong Laser K40 Bekas -

Langkah 1: Potong Laser Komponen MDF

Saya merancang komponen potong laser di Inkscape, Anda dapat mengunduh file pemotongan di sini. Semua komponen ada dalam satu lembar dalam unduhan, jadi Anda harus membaginya agar sesuai dengan ukuran alas pemotong laser Anda.

Saya mulai dengan mengukir dan kemudian memotong roda gigi kemudian mengukir dan memotong pelat muka dan akhirnya memotong komponen yang tersisa.

Saya selalu menggunakan selotip di atas MDF saat mengukir atau memotong agar asap tidak menandai permukaan.

Jika Anda tidak memiliki akses ke pemotong laser, pertimbangkan untuk menggunakan layanan pemotongan laser online. Mereka menjadi sangat terjangkau dan kebanyakan dari mereka bahkan akan mengirimkan suku cadang ke pintu Anda.

Saya menggunakan pemotong laser K40 yang murah untuk memotong bagian-bagiannya.

Setelah semua bagian telah dipotong, Anda harus melepas selotip.

Langkah 2: Pasang Motor Stepper & Rakit Roda Gigi Mengemudi

Selanjutnya kencangkan kedua motor stepper ke pelat depan menggunakan dua sekrup mesin M3 x 10mm untuk masing-masing motor.

Rekatkan juga pelat penyangga dudukan dengan potongan untuk motor ke bagian belakang pelat depan menggunakan lem kayu. Ini bisa dilakukan nanti, tetapi paling mudah dilakukan sebelum memasang motor sehingga tidak mengganggu saat Anda menempelkannya di tempatnya.

Selanjutnya merakit gigi mengemudi Anda. Tumpuk potongan gigi Anda ke servos Anda dengan setetes lem kayu di antara masing-masing. Mulailah dengan disk dengan lubang di dalamnya dan kemudian roda gigi. Anda kemudian perlu menambahkan spacer kecil antara roda gigi dan cakram depan untuk menciptakan sedikit ruang bagi roda gigi untuk bergerak bebas. Saya menggunakan mesin cuci datar sebagai spacer untuk masing-masing.

Langkah 3: Merakit Elektronik

Sekarang mari kita kumpulkan komponen elektroniknya.

Sirkuitnya cukup sederhana dan mencakup koneksi dasar dari pin IO digital 2 hingga 9 ke dua driver stepper dan kemudian koneksi antara sensor DHT11 dan pin IO digital 10. Anda juga harus menambahkan koneksi daya ke sensor dan stepper driver serta resistor 10k antara koneksi ke pin 10 dan 5V.

Saya merakit koneksi pin header dan sensor DHT ke PCB prototyping 4x6cm sehingga driver motor Arduino dan stepper bisa dicolokkan ke dalamnya.

Saya kemudian membuat beberapa kabel konektor Dupont untuk menghubungkan PCB dan driver motor stepper. Anda dapat menggunakan jumper atau membuat kabel header Anda sendiri juga.

Langkah 4: Pasang Komponen Elektronik

Saya menggunakan lem untuk merekatkan PCB Arduino ke pelat belakang stasiun cuaca dan dua driver motor stepper ke dua bagian stand samping. Ini bekerja paling baik untuk meninggalkan cukup ruang untuk kabel antara komponen serta motor stepper.

Setelah elektronik direkatkan, kita dapat merakit stasiun cuaca lainnya menggunakan lem kayu.

Langkah 5: Selesaikan Perakitan Stasiun Cuaca

Rekatkan kedua kaki ke alas lalu tambahkan pelat depan ke kaki.

Terakhir, rekatkan pelat belakang ke tempatnya dan biarkan lem mengering. Pastikan port micro USB Arduino menghadap ke dasar stasiun cuaca.

Setelah lem mengering, tancapkan motor stepper ke driver lalu hubungkan driver ke Arduino Anda menggunakan kabel yang telah Anda buat. Cobalah untuk menyelipkan kabel agar tidak menggantung dari bawah atau menonjol keluar dari bagian atas area belakang.

Jika Anda ingin menutup bagian atas, gunakan potongan yang dipotong dari pelat penyangga. Jangan rekatkan ini pada tempatnya sampai Anda menguji driver dan koneksi stepper Anda karena Anda mungkin perlu mengakses kabel lagi untuk membuat perubahan.

Colokkan kabel micro USB Anda ke bagian bawah stasiun cuaca dan Anda siap mengunggah kode.

Langkah 6: Memprogram Arduino

Kode ini cukup lurus ke depan. Saya tidak akan menjelaskan secara rinci untuk menjelaskan kode di sini, tetapi Anda dapat mengunduh kode dan membaca penjelasan terperinci tentang apa yang dilakukan setiap bagian di sini.

Dalam kode, kami membuat objek sensor, membuat variabel yang diperlukan, dan kemudian menentukan motor dan pin sensor.

Fungsi pengaturan memulai komunikasi serial, mengatur mode pin, dan menghubungkan ke sensor DHT11.

Fungsi loop mengambil pengukuran dari sensor DHT11, menampilkannya di monitor serial, lalu menghitung jumlah langkah dan arah untuk menggerakkan masing-masing motor stepper untuk menunjukkan nilai terukur. Kode kemudian menunggu minimal 5 detik sebelum mengulangi loop.

Ada fungsi tambahan yang disebut dengan loop utama yang diberi jumlah langkah dan arah untuk setiap motor dan kemudian mengeksekusi gerakan.

Langkah 7: Menyiapkan dan Menggunakan Stasiun Cuaca

Sebelum Anda mengunggah kode, letakkan dua roda gigi ke motor, atur untuk menunjukkan nilai yang diatur pada awalnya dalam kode, ini adalah 25 ° C dan kelembaban 50% dalam kode saya.

Anda kemudian dapat mengunggah kode.

Jika Anda membuka monitor serial, Anda akan melihat pengukuran pertama yang diambil oleh sensor dan motor kemudian akan mulai menggerakkan roda gigi untuk mencapai nilai ini dari nilai awal.

Setelah gerakan selesai, Anda akan melihat rangkaian nilai kedua dan kemudian roda gigi dapat bergerak lagi.

Biasanya diperlukan beberapa menit agar pembacaan sensor menjadi stabil dan Anda kemudian akan mendapatkan data yang lebih konsisten dan pergerakan roda gigi yang lebih sedikit.

Jika Anda melihat nilai yang ditampilkan tidak sama dengan yang ditampilkan di monitor serial, maka pertama-tama periksa apakah arah gerakan motor Anda sudah benar, kemudian periksa nilai awal Anda sudah benar, dan terakhir, Anda mungkin perlu melakukan penyesuaian jumlah langkah. per derajat atau nilai persen untuk mengkalibrasi stasiun cuaca Anda.

Stasiun cuaca Anda sekarang telah selesai dan dapat dipasang di meja atau rak Anda.

Jika Anda menikmati Instruksi ini, harap pertimbangkan untuk memilihnya di Kontes CNC.

Beri tahu saya di bagian komentar jika Anda pernah membuat stasiun cuaca sebelumnya dan apa yang Anda gunakan untuk menampilkan nilainya.

Runner Up di Kontes CNC 2020