مستشعر رطوبة اردوينو متطابق: 7 خطوات (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

نحن نعيش في وسط تكساس وطوال معظم العام نشهد تقلبات هائلة في الرطوبة في متجرنا. بصفتنا عمال خشب ، قد يكون هذا صعبًا في بعض المشاريع ، لذلك قمنا ببناء "مستشعر متجر" يعمل بنظام Arduino لمنحنا طريقة جذابة بصريًا لنرى كيف تتغير الرطوبة! إنه مصنوع من خشب الجوز وله نجارة متداخلة وبما أن الرطوبة تغير لون الإضاءة يتحول عبر طيف الألوان. كما أن لديها شاشة LCD في إحدى العينين تعرض درجة الحرارة في الغرفة.

أحد الأشياء المفضلة لدينا هو الجمع بين الأعمال الخشبية الرائعة والتكنولوجيا وكان هذا مشروعًا ممتعًا حقًا حيث قمنا بذلك.

يحتوي هذا المشروع على بعض الأعمال الخشبية وبعض الإلكترونيات وبعض الطباعة ثلاثية الأبعاد.

لماذا الرطوبة مهمة في النجارة؟

الجواب البسيط هو أن الخشب يتفاعل مع التغيرات في محتوى الرطوبة في الهواء عن طريق التمدد والانكماش. حتى بعد أن يجف تمامًا وحتى مع الانتهاء منه ، يستمر كل الخشب تقريبًا في "التحرك". يمكن أن يؤدي ذلك إلى تفكيك المفاصل ، وعدم ملاءمة الأدراج ، والأشياء السيئة الأخرى. لمعرفة المزيد عن هذه الظاهرة ، نوصي بالبحث في جوجل!

المكونات المستخدمة:

• اردوينو اونو
• خاتم Adafruit Neopixel
• Adafruit 1.44 بوصة شاشة LCD
• جهاز استشعار الرطوبة DHT22
• عدد 4 بطاريات AA
• بطاقة Mini-SD

الأدوات المستخدمة:

• طابعة 3D
• جهاز التوجيه
• سكين متعدد الاستخدام
• ملف
• المشابك
• لحام حديد
• جندى
• مسدس الغراء الساخن
• شريط القياس
• قلم
• إزميل
• مقياس العلامة
• مسوي (غير مطلوب)
• موصل (غير مطلوب)
• المنشار الحزامي (غير مطلوب)
• منشار المنشار (غير مطلوب)
• أداة دوارة / دريميل (غير مطلوب)
• مكبس الحفر (غير مطلوب)

المواد:

• الجوز (صندوق خشبي)
• أكريليك فروستيك (ناشر خفيف)
• PLA (شعار جمجمة مطبوع ثلاثي الأبعاد)
• غراء الخشب
• صمغ ممتاز
• الغراء الساخن
• الشريط الأزرق الرسامين
• شريط سكوتش على الوجهين
• اللك

الخطوة 1: الحالة: الخشب

لبناء الهيكل ، استخدمنا الجوز وهو خشب صلب بني غامق / رمادي. لماذا الجوز؟ من السهل العمل معه ، وكان لدينا البعض ، ويبدو بشكل عام رائعًا … مما يجعله خيارًا رائعًا لهذا الغرض! هل انت بحاجة الى استخدام الجوز؟ لا! يمكنك استخدام أي نوع من أنواع الخشب لهذا الغرض.

كانت عملية طحن الجوز أولًا يتم تسويتها وتسويتها على الوصلة ، وإعادة نثر بعض القطع الصغيرة بسمك 3/8 بوصة على المنشار الحزامي ، ثم تسويتها إلى السماكة النهائية باستخدام مسوي السماكة.

ليس لديك أدوات الطحن الخاصة بك؟ لا داعى للقلق! يمكنك شراء الخشب الذي هو بالفعل بالسماكة التي تريد استخدامها وتخطي هذا الجزء الأول

مع الجوز المطحون بشكل مسطح ومستقيم ولسمكنا النهائي ، قمنا بتمزيقه إلى العرض النهائي على المنشار ثم قطعناه إلى الطول النهائي.

كانت نتيجة هذه العملية أربع قطع كانت جميعها مسطحة تمامًا ومستقيمة وبالضبط بالحجم الذي أردناه. نظرًا لأننا نقوم بقص التعشيق ، فإن الحصول على قطع ذات حجم مثالي سيجعل الأمر أسهل كثيرًا لاحقًا. إذا لم تكن القطع بنفس الحجم أو لم تكن مربعة ، فلن تتناسب القطع معًا بشكل جيد.

الخطوة 2: الحالة: تتوافق

كما هو موضح في الصور والفيديو ، فإن التعشيق هو مفصل حيث تلتقي قطعتان معًا عن طريق لسان على شكل تعشيقة ، يُعرف باسم "الذيل" ، يتناسب مع نقر بين "دبابيس". إنه مفصل مليء بالتحدي والمرح لإنشاءه. كما أنها تبدو رائعة.

لست بحاجة إلى استخدام تتوافق مع هذا … ولكن … تحدي نفسك … جربه

بدأنا بقياس حجم وموقع المسامير وذيولنا على الألواح. ثم نستخدم تهزهز على منشار الطاولة لعمل التخفيضات.

(الرقصة التي نستخدمها مأخوذة من مجلة Fine Woodworking وهي سهلة الصنع حقًا. هناك مقطع فيديو رائع على YouTube يوضح لك كيفية صنعه. يمكنك العثور عليه من خلال البحث عن "Table saw dovetails" على YouTube.)

تحتوي الرقصة الأولى على شفرة منشار الطاولة بزاوية حوالي 10 درجات لقص ذيول ، ثم تحتوي الرقصة الثانية على الشفرة مرة أخرى إلى 90 درجة ولكنها تقوم بزاوية قطعة العمل بنفس الزاوية كما كانت من قبل وتزيل النفايات. نحن نستخدم شفرة تمزق مسطحة من الأعلى لهذا الغرض ، وإذا فعلنا ذلك بشكل صحيح ، فيجب أن يكون ذلك مناسبًا تمامًا لمنشار الطاولة …..

حسنًا … لم يفعلوا.:)

كان علينا إجراء بعض التعديلات باستخدام الإزميل وبعض الاستخدام الذكي لقطع الخردة لإخفاء المشكلات ، لكنها جاءت رائعة في النهاية.

يمكنك رؤية المزيد من التفاصيل حول هذا الجزء في الفيديو في الخطوة 1

الخطوة 3: الحالة: التجميع

العلبة لها ظهر مفتوح والجبهة مثبتة بشكل جيد داخل أخدود متوقف 1/8 "عميق". لقطع الأخدود ، استخدمنا جهاز توجيه.

يطلق عليه الأخدود "المتوقف" لأنه لا ينتقل من طرف إلى آخر. يبدأ بشكل جزئي وينتهي مباشرة قبل أن تصل إلى الحافة. (انظر الصور.)

في هذه الحالة ، إذا كان الأخدود قد ذهب إلى النهاية ، لكان قد تداخل في التعشيقات وستراه بوضوح. نظرًا لأننا لم نرغب في ذلك ، فقد استخدمنا أخدودًا متوقفًا.

الجزء العلوي مصنوع من حوالي 1/4 من الجوز السميك وممزق ومقطع بشكل متقاطع. من هناك قمنا بأول نوبة جافة وكان كل شيء يبدو جيدًا!

الخطوة 4: الجمجمة

كانت الفكرة من الجزء الأمامي من العلبة أن يكون هناك قطع على شكل شعارنا ويضيء الضوء من خلاله من الخلف. في البداية حاولنا إخراج شعار الجمجمة من قطعة من الخشب ولكن … كانت كارثة. لذلك ، قررنا طباعة الجمجمة ثلاثية الأبعاد ورسمها باللون الأبيض الذي أصبح رائعًا!

لقد طبعنا أيضًا مخططًا ثلاثي الأبعاد أكبر قليلاً من الجمجمة ، واستخدمنا شريطًا مزدوج الجوانب لتثبيته في المقدمة ، ثم استخدمنا سكينًا حادًا لتتبع المخطط في الخشب. باستخدام "خط السكين" الحاد والمحدّد ، استخدمنا جهاز التوجيه لإزالة النفايات في المنتصف. استخدمنا 1/16 "بت موجه مستقيم وذهبنا ببطء شديد للتوجيه حتى الخط.

للحصول على التفاصيل النهائية ، استخدمنا ملفًا يدويًا صغيرًا وقمنا بتنظيف أي علامات أداة أو نقاط مفقودة.

من هناك ، قمنا بلصق العلبة الخشبية وبمجرد أن يجف الصمغ ، قمنا بشطب التوافقات وحواف العلبة بإزميل وطائرة.

الخطوة 5: الناشر الخفيف وإنهاء اللك

خلف الجمجمة كانت قطعة من البلاستيك الأبيض المصنفر. كان هذا هنا "لنزع" الضوء خلفه لمساعدته على الانتشار أكثر وإطلالة أفضل. وجدنا ورقة صغيرة من البلاستيك في متجر الصناديق الكبيرة وقمنا بقطع قطعة لتناسب حالتنا.

لقد أجرينا اختبارًا أولاً للتأكد من أنه سيبدو جيدًا وأن كل شيء كان رائعًا! لم نكن متأكدين 100٪ من أن هذا البلاستيك سوف ينشر الضوء بشكل صحيح ولكن لحسن الحظ فعل ذلك.

بعد ذلك ، استخدمنا شريطًا على الوجهين لتثبيت الطباعة ثلاثية الأبعاد للجمجمة مؤقتًا في مكانها حتى نتمكن من الحصول على موضع العين اليسرى. كان سيتم استبدال هذا بشاشة LCD لذلك كنا بحاجة إلى إزالة البلاستيك. استخدمنا علامة لتحديد المنطقة المراد إزالتها ثم إزالة النفايات عن طريق حفر معظمها في مكبس الحفر ثم تنظيف الخط بأسطوانة صنفرة وأداة دوارة.

قبل لصق البلاستيك المصنفر ، انتهينا من العلبة باستخدام Shellac. استخدمنا 3 طبقات ثم صقلناها بالصوف الفولاذي ومعجون الشمع.

مع انتهاء العلبة من الداخل والخارج ، يمكننا استخدام الغراء الفائق لإرفاق البلاستيك من الداخل.

الخطوة السادسة: الإلكترونيات

المكونات التي نحتاج إلى تثبيتها هي حزمة البطارية (4x AA) ، ومستشعر الرطوبة ودرجة الحرارة ، وشاشة LCD ، وحلقة الإضاءة ، وبالطبع Arduino Uno. لقد أمضينا الكثير من الوقت في "وضع النماذج الأولية" لنرى كيف سيعمل كل هذا ، وبمجرد أن نعمل الأشياء ، كان علينا معرفة كيفية ملاءمتها جميعًا في العلبة الخشبية. لقد فعلنا بعضًا من هذا بالتوازي حتى أنه عندما قمنا ببناء العلبة ، عرفنا حجم صنعها.

استخدمنا الشريط الأزرق للخشونة في موضع المكونات والتأكد من ملاءمتها ثم استخدمنا الغراء الساخن لتثبيتها في شاشة LCD وحافظة Arduino البلاستيكية على الجانب. تعتبر العلبة / الحامل البلاستيكي مفيدًا لأنه يمكننا سحب Arduino للداخل والخروج إذا لزم الأمر.

تم لصق حلقة Neopixel LED الساخنة على حزمة البطارية ، وكان مستشعر الرطوبة مُلصقًا ساخنًا أعلى يسار العلبة الخشبية ، ثم تم لصق اللوح الصغير على الجزء السفلي من العلبة الخشبية التي ستكون بمثابة تقاطع طاقة.

كان اللحام الوحيد الذي كان علينا القيام به هو الطاقة وإدخال البيانات والأسلاك الأرضية على حلقة Neopixel. استخدمنا أيضًا مسدسًا حراريًا وبعض أنابيب الانكماش الحراري للمساعدة في إدارة الأسلاك وتثبيتها في مكانها. بعد الانتهاء من عملية اللحام ، قمنا بلصق حزمة البطارية على العلبة الخشبية ، مما أدى إلى تمركز حلقة الضوء تمامًا وفي المكان المناسب لنشر الضوء بشكل صحيح. (إذا كان قريبًا جدًا من البلاستيك ، فلن ينتشر بقدر ما تفقد بعض التأثير).

تحتوي حزمة البطارية على مفتاح تشغيل / إيقاف صغير وهو كيفية تبديل الطاقة للمشروع ، لذلك تأكدنا من إمكانية الوصول إليها. يتم فتح العبوة أيضًا باتجاه الخلف حتى نتمكن من استبدال البطاريات عند الضرورة.

من هناك كانت جميع المكونات جاهزة للتوصيل بالأسلاك النهائية.

كانت برمجة Arduino سهلة نسبيًا. يتحقق من درجة الحرارة ويعرضها على الشاشة. يتحقق أيضًا من الرطوبة ويضبط لون مصابيح LED بناءً على مدى رطوبتها. أكثر رطوبة هي عندما يكون اللون الأرجواني ، مما يعني 95٪ + رطوبة. إنها طريقة أرجوانية في كثير من الأحيان … ولكن هذا هو وسط تكساس بالنسبة لك!

الخطوة 7: النتائج

كما ذكر Jaimie في الفيديو ، استغرق هذا المشروع وقتًا أطول مما كنا نظن عندما بدأناه. لكنها كانت رائعة حقًا. إنه يعيش الآن في متجرنا ويتيح لنا معرفة مدى رطوبة المتجر في لمحة.

لسبب ما ، نحن نحب المزج بين النجارة الرائعة والتكنولوجيا. إنها مجرد متعة كبيرة.

الشيء المفضل لدينا في هذا المشروع متعدد التخصصات هو أنه يذكرنا أنه عندما تخلط بين الإبداع والشغف لصنع أشياء رائعة ، فلا يوجد حد لما يمكنك ابتكاره وصنعه.

الآن … اذهب واصنع شيئًا!

شكرا للقراءة! تريد أن ترى المزيد من الاشياء لدينا؟