By thediylife in Circuits
在這個(gè) Instructable 中，我將向您展示如何建造自己的懸掛式氣象站，該氣象站由激光切割膠合板零件制成。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)每個(gè)齒輪，Arduino使用DHT11 傳感器進(jìn)行溫度和濕度測(cè)量，然后移動(dòng)步進(jìn)電機(jī)以顯示測(cè)量值。
氣象站由兩條腿和一個(gè)平坦的底座支撐，非常適合站在桌子、架子或邊桌上。
DHT 傳感器的相對(duì)濕度范圍為 20-95%，可以測(cè)量 0 到 50 攝氏度之間的溫度。我設(shè)計(jì)了適用于整個(gè)濕度范圍和負(fù)溫度測(cè)量范圍的齒輪，因此如果您想將傳感器放在室外測(cè)量室外溫度，您可以輕松使用不同的傳感器。
需要的材料
要制作您的氣象站，您需要：
- 3 毫米膠合板
- Arduino Pro Micro
- 2 x 28BYJ 48 步進(jìn)電機(jī)和 ULN2003 驅(qū)動(dòng)器
- 4 x M3 x 10mm 機(jī)械螺絲和螺母
- DHT11 溫濕度傳感器
- 10K 電阻器
- 4×6 厘米原型 PCB
- 公頭針
- 母頭銷(xiāo)
步驟 1：激光切割 MDF 組件
我從文字開(kāi)始，然后切割齒輪，然后雕刻和切割面板，最后切割剩余的組件。
在雕刻或切割時(shí)，我總是在膠合板上使用遮蔽膠帶，這樣煙霧就不會(huì)在表面留下痕跡。
零件切割需要用到激光切割機(jī)。如果您沒(méi)有激光切割機(jī)，則可以使用您附近的切割服務(wù)來(lái)為您切割零件。
注：文末附設(shè)計(jì)圖（.lcp格式），可能須根據(jù)實(shí)際使用材料種類(lèi)及尺寸進(jìn)行修改后才可使用。
步驟2：安裝步進(jìn)電機(jī)并組裝驅(qū)動(dòng)齒輪
接下來(lái)，使用每個(gè)電機(jī)的兩個(gè) M3 x 10mm 機(jī)械螺釘將兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)固定到前板上。
還使用一些木膠將帶有電機(jī)切口的支架支撐板粘在前板的背面。這可以稍后完成，但最容易在安裝電機(jī)之前完成，因此當(dāng)您將其粘合到位時(shí)，它們不會(huì)妨礙您。
接下來(lái)組裝你的驅(qū)動(dòng)齒輪。將您的齒輪片堆疊到伺服系統(tǒng)上，每個(gè)齒輪片之間涂上一滴木膠。從帶有孔的圓盤(pán)開(kāi)始，然后是齒輪。然后，您需要在齒輪和前盤(pán)之間添加一個(gè)小墊片，以便為齒輪自由移動(dòng)創(chuàng)造一些空間。我使用平墊圈作為每個(gè)的墊片。
步驟3：組裝電子設(shè)備
現(xiàn)在讓我們把電子元件放在一起。
該電路非常簡(jiǎn)單，包括從數(shù)字 IO 引腳 2 到 9 到兩個(gè)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的基本連接，然后是 DHT11 傳感器和數(shù)字 IO 引腳 10 之間的連接。您還需要將電源連接添加到傳感器和步進(jìn)器驅(qū)動(dòng)器以及連接到引腳 10 和 5V 之間的 10k 電阻器。
我將接頭引腳連接和 DHT 傳感器組裝到 4x6cm 原型 PCB 上，以便 Arduino 和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可以插入其中。
然后我制作了一些杜邦連接器電纜來(lái)連接 PCB 和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。您也可以使用跳線或創(chuàng)建自己的接頭電纜。
步驟 4：安裝電子元件
我用膠槍將 Arduino PCB 粘在氣象站的背板上，將兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器粘在兩側(cè)的支架上。這最好為組件之間以及步進(jìn)電機(jī)之間的接線留出足夠的空間。
一旦將電子設(shè)備粘合到位，我們就可以使用木膠組裝氣象站的其余部分。
步驟 5：完成氣象站的組裝
將兩條腿粘在底座上，然后將前板添加到腿上。
最后，將背板粘到位并讓膠水干燥。確保 Arduino 的微型 USB 端口面向氣象站的底部。
一旦膠水變干，將步進(jìn)電機(jī)插入驅(qū)動(dòng)器，然后使用您制作的電纜將驅(qū)動(dòng)器連接到您的 Arduino。嘗試將電纜塞入其中，使其不會(huì)從底部伸出或從背面區(qū)域的頂部伸出。
如果您想關(guān)閉頂部，請(qǐng)使用從支撐架板上切下的部分。在測(cè)試步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器和連接之前不要將其粘貼到位，因?yàn)槟赡苄枰俅卧L問(wèn)電纜以進(jìn)行更改。
將您的微型 USB 電纜插入氣象站的底部，您就可以上傳代碼了。
步驟 6：對(duì) Arduino 進(jìn)行編程
代碼非常簡(jiǎn)單。我不打算在這里詳細(xì)解釋代碼。
在代碼中，我們創(chuàng)建一個(gè)傳感器對(duì)象，創(chuàng)建所需的變量，然后定義電機(jī)和傳感器引腳。
設(shè)置功能啟動(dòng)串行通信，設(shè)置引腳模式，并連接到 DHT11 傳感器。
循環(huán)功能從 DHT11 傳感器獲取測(cè)量值，將這些測(cè)量值顯示在串行監(jiān)視器上，然后計(jì)算步數(shù)和移動(dòng)每個(gè)步進(jìn)電機(jī)的方向以指示測(cè)量值。然后代碼在重復(fù)循環(huán)之前至少等待 5 秒。
還有一個(gè)由主循環(huán)調(diào)用的附加函數(shù)，它為每個(gè)電機(jī)提供步數(shù)和方向，然后執(zhí)行運(yùn)動(dòng)。
步驟7：設(shè)置和使用氣象站
在上傳代碼之前，將兩個(gè)齒輪放在電機(jī)上，將它們?cè)O(shè)置為指示代碼中最初設(shè)置的值，在我的代碼中這些值是 25°C 和 50% 的濕度。
然后您可以上傳代碼。
如果您打開(kāi)串行監(jiān)視器，您將看到傳感器進(jìn)行的第一次測(cè)量，然后電機(jī)將開(kāi)始移動(dòng)齒輪以從初始值獲得這些值。
移動(dòng)完成后，您應(yīng)該會(huì)看到第二組值，然后齒輪可能會(huì)再次移動(dòng)。
傳感器讀數(shù)通常需要幾分鐘才能穩(wěn)定下來(lái)，然后您將獲得更一致的數(shù)據(jù)和更少的齒輪移動(dòng)。
如果您發(fā)現(xiàn)您的顯示值與串口監(jiān)視器中顯示的值不一樣，請(qǐng)先檢查您的電機(jī)運(yùn)動(dòng)方向是否正確，然后檢查您的初始值是否正確，最后，您可能需要調(diào)整步數(shù)每度或百分比值，以校準(zhǔn)您的氣象站。
注：本文經(jīng)翻譯并轉(zhuǎn)載，若部分翻譯有誤，請(qǐng)諒解。
來(lái)源：https://www.instructables.com
