By thediylife in Circuits
在這個 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)動每個齒輪，Arduino使用DHT11 傳感器進(jìn)行溫度和濕度測量，然后移動步進(jìn)電機(jī)以顯示測量值。
氣象站由兩條腿和一個平坦的底座支撐，非常適合站在桌子、架子或邊桌上。
DHT 傳感器的相對濕度范圍為 20-95%，可以測量 0 到 50 攝氏度之間的溫度。我設(shè)計了適用于整個濕度范圍和負(fù)溫度測量范圍的齒輪，因此如果您想將傳感器放在室外測量室外溫度，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
步驟 1：激光切割 MDF 組件
我從文字開始，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，我總是在膠合板上使用遮蔽膠帶，這樣煙霧就不會在表面留下痕跡。
零件切割需要用到激光切割機(jī)。如果您沒有激光切割機(jī)，則可以使用您附近的切割服務(wù)來為您切割零件。
注：文末附設(shè)計圖（.lcp格式），可能須根據(jù)實際使用材料種類及尺寸進(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)動齒輪
接下來，使用每個電機(jī)的兩個 M3 x 10mm 機(jī)械螺釘將兩個步進(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，它們不會妨礙您。
接下來組裝你的驅(qū)動齒輪。將您的齒輪片堆疊到伺服系統(tǒng)上，每個齒輪片之間涂上一滴木膠。從帶有孔的圓盤開始，然后是齒輪。然后，您需要在齒輪和前盤之間添加一個小墊片，以便為齒輪自由移動創(chuàng)造一些空間。我使用平墊圈作為每個的墊片。
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。
該電路非常簡單，包括從數(shù)字 IO 引腳 2 到 9 到兩個步進(jìn)驅(qū)動器的基本連接，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)動器可以插入其中。
然后我制作了一些杜邦連接器電纜來連接 PCB 和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器。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，將兩個步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器粘在兩側(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)動器，然后使用您制作的電纜將驅(qū)動器連接到您的 Arduino。嘗試將電纜塞入其中，使其不會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，請使用從支撐架板上切下的部分。在測試步進(jìn)驅(qū)動器和連接之前不要將其粘貼到位，因為您可能需要再次訪問電纜以進(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 Arduino 進(jìn)行編程
代碼非常簡單。我不打算在這里詳細(xì)解釋代碼。
在代碼中，我們創(chuàng)建一個傳感器對象，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 傳感器獲取測量值，將這些測量值顯示在串行監(jiān)視器上，然后計算步數(shù)和移動每個步進(jìn)電機(jī)的方向以指示測量值。然后代碼在重復(fù)循環(huán)之前至少等待 5 秒。
還有一個由主循環(huán)調(diào)用的附加函數(shù)，它為每個電機(jī)提供步數(shù)和方向，然后執(zhí)行運動。
步驟7：設(shè)置和使用氣象站
在上傳代碼之前，將兩個齒輪放在電機(jī)上，將它們設(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。
如果您打開串行監(jiān)視器，您將看到傳感器進(jìn)行的第一次測量，然后電機(jī)將開始移動齒輪以從初始值獲得這些值。
移動完成后，您應(yīng)該會看到第二組值，然后齒輪可能會再次移動。
傳感器讀數(shù)通常需要幾分鐘才能穩(wěn)定下來，然后您將獲得更一致的數(shù)據(jù)和更少的齒輪移動。
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，請先檢查您的電機(jī)運動方向是否正確，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，請諒解。
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