Station météo Hanging Gear : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Dans ce Instructable, je vais vous montrer comment construire votre propre station météorologique suspendue, qui est fabriquée à partir de pièces MDF découpées au laser CNC. Un moteur pas à pas entraîne chaque engrenage et un Arduino prend des mesures de température et d'humidité à l'aide d'un capteur DHT11, puis déplace les moteurs pas à pas pour afficher les valeurs mesurées.

La station météo est soutenue par deux pieds et une base plate, ce qui la rend parfaite pour se tenir sur un bureau, une étagère ou une table d'appoint.

Le capteur DHT a une plage d'humidité relative de 20 à 95 % et peut mesurer la température entre 0 et 50 degrés Celsius. J'ai conçu les engrenages pour toute la plage d'humidité et avec une plage de mesure de température négative afin que vous puissiez facilement utiliser un capteur différent si vous souhaitez placer le capteur à l'extérieur pour mesurer la température extérieure.

Si vous aimez ce Instructable, veuillez voter pour lui dans le concours CNC.

Fournitures

Pour réaliser votre station météo, vous aurez besoin de:

• Panneau MDF 3 mm –
• Arduino Pro Micro -
• 2 moteurs pas à pas 28BYJ 48 et pilotes ULN2003 -
• 4 vis à métaux et écrous M3 x 10 mm -
• Capteur de température et d'humidité DHT11 -
• Résistance 10K -
• Circuit imprimé de prototypage 4x6 cm -
• Broches d'en-tête mâles -
• Broches d'en-tête femelles -

Découpeuse laser K40 d'occasion -

Étape 1: découpez au laser les composants en MDF

J'ai conçu les composants découpés au laser dans Inkscape, vous pouvez télécharger les fichiers de découpe ici. Les composants sont tous sur une seule feuille dans le téléchargement, vous devrez donc les diviser en fonction de la taille du lit de votre découpeuse laser.

J'ai commencé par graver puis découper les engrenages, puis gravé et découpé la plaque avant et enfin découpé les composants restants.

J'utilise toujours du ruban adhésif sur le MDF lors de la gravure ou de la découpe afin que la fumée ne marque pas la surface.

Si vous n'avez pas accès à une découpeuse laser, envisagez d'utiliser un service de découpe laser en ligne. Ils sont devenus très abordables et la plupart d'entre eux livreront même les pièces à votre porte.

J'ai utilisé un cutter laser K40 bon marché pour couper les pièces.

Une fois que toutes les pièces ont été coupées, vous devrez retirer le ruban de masquage.

Étape 2: Installez les moteurs pas à pas et assemblez les engrenages d'entraînement

Fixez ensuite les deux moteurs pas à pas à la plaque avant à l'aide de deux vis à métaux M3 x 10 mm pour chaque moteur.

Collez également la plaque de support du support avec la découpe pour les moteurs à l'arrière de la plaque avant à l'aide d'un peu de colle à bois. Cela peut être fait plus tard, mais c'est plus facile à faire avant d'installer les moteurs afin qu'ils ne gênent pas lorsque vous les collez en place.

Assemblez ensuite vos engrenages de conduite. Empilez vos pièces d'équipement sur vos servos avec une goutte de colle à bois entre chaque. Commencez par le disque avec un trou, puis l'engrenage. Vous devrez ensuite ajouter une petite entretoise entre l'engrenage et le disque avant pour créer un peu d'espace pour que les engrenages se déplacent librement. J'ai utilisé une rondelle plate comme espaceur pour chacun d'eux.

Étape 3: Assembler l'électronique

Rassemblons maintenant les composants électroniques.

Le circuit est assez simple et comprend des connexions de base des broches IO numériques 2 à 9 aux deux pilotes pas à pas, puis une connexion entre le capteur DHT11 et la broche IO numérique 10. Vous devrez également ajouter vos connexions d'alimentation au capteur et au stepper. pilotes ainsi qu'une résistance de 10k entre la connexion à la broche 10 et 5V.

J'ai assemblé les connexions des broches d'en-tête et le capteur DHT sur un circuit imprimé de prototypage de 4x6 cm afin que les pilotes Arduino et les moteurs pas à pas puissent simplement y être branchés.

J'ai ensuite fabriqué des câbles de connexion Dupont pour connecter le PCB et les pilotes de moteur pas à pas. Vous pouvez également utiliser des cavaliers ou créer vos propres câbles d'en-tête.

Étape 4: Montez les composants électroniques

J'ai utilisé un pistolet à colle pour coller le PCB Arduino sur la plaque arrière de la station météo et les deux pilotes de moteur pas à pas sur les deux supports latéraux. Cela fonctionne mieux pour laisser suffisamment de place pour le câblage entre les composants ainsi qu'aux moteurs pas à pas.

Une fois l'électronique collée, nous pouvons assembler le reste de la station météo avec de la colle à bois.

Étape 5: Terminez l'assemblage de la station météo

Collez les deux pieds dans la base, puis ajoutez la plaque avant sur les pieds.

Enfin, collez la plaque arrière en place et laissez sécher la colle. Assurez-vous que le port micro USB de l'Arduino est orienté vers la base de la station météo.

Une fois la colle sèche, branchez les moteurs pas à pas dans les pilotes, puis connectez les pilotes à votre Arduino à l'aide des câbles que vous avez fabriqués. Essayez de rentrer le câblage de sorte qu'il ne pende pas du bas ou ne dépasse pas du haut de la zone arrière.

Si vous souhaitez fermer le haut, utilisez la pièce découpée dans la plaque du support. Ne le collez pas avant d'avoir testé vos pilotes pas à pas et vos connexions, car vous devrez peut-être accéder à nouveau aux câbles pour apporter des modifications.

Branchez votre câble micro USB au bas de votre station météo et vous êtes prêt à télécharger le code.

Étape 6: Programmation de l'Arduino

Le code est assez simple. Je ne vais pas entrer dans les détails pour expliquer le code ici, mais vous pouvez télécharger le code et lire une explication détaillée sur ce que fait chaque section ici.

Dans le code, nous créons un objet capteur, créons les variables requises, puis définissons les broches du moteur et du capteur.

La fonction de configuration démarre la communication série, définit les modes de broche et se connecte au capteur DHT11.

La fonction de boucle prend les mesures du capteur DHT11, les affiche sur le moniteur série, puis calcule le nombre de pas et les directions pour déplacer chacun des moteurs pas à pas pour indiquer les valeurs mesurées. Le code attend alors un minimum de 5 secondes avant de répéter la boucle.

Il y a une fonction supplémentaire qui est appelée par la boucle principale qui reçoit le nombre de pas et la direction pour chaque moteur et exécute ensuite les mouvements.

Étape 7: Configuration et utilisation de la station météo

Avant de télécharger le code, placez les deux engrenages sur les moteurs, en les réglant pour indiquer les valeurs définies initialement dans le code, celles-ci étaient de 25°C et 50% d'humidité dans mon code.

Vous pouvez ensuite télécharger le code.

Si vous ouvrez votre moniteur série, vous verrez la première mesure prise par le capteur et les moteurs commenceront alors à déplacer les engrenages pour atteindre ces valeurs à partir des valeurs initiales.

Une fois le mouvement terminé, vous devriez voir le deuxième ensemble de valeurs, puis les engrenages peuvent se déplacer à nouveau.

Il faut généralement quelques minutes pour que les lectures du capteur se stabilisent et vous obtiendrez alors des données plus cohérentes et moins de mouvement des engrenages.

Si vous remarquez que les valeurs affichées ne sont pas les mêmes que celles affichées sur le moniteur série, vérifiez d'abord que les directions de mouvement de votre moteur sont correctes, puis vérifiez que vos valeurs initiales sont correctes, et enfin, vous devrez peut-être ajuster le nombre de pas par degrés ou pourcentages afin de calibrer votre station météo.

Votre station météo est maintenant terminée et peut être installée sur votre bureau ou votre étagère.

Si vous avez apprécié ce Instructable, veuillez envisager de voter pour lui dans le concours CNC.

Faites-moi savoir dans la section commentaires si vous avez déjà construit une station météo et ce que vous avez utilisé pour afficher les valeurs.

Finaliste du concours CNC 2020