دستگاه مینیاتوری نشت‌یاب گاز با آردوینو و نمایشگر OLED

+4

برای ساخت قاب این دستگاه، من از نرم‌افزار تحت وب Tinkercad استفاده کردم. قاب این پروژه در مجموع از 4 قطعه تشکیل شده. کار رو با طراحی پایه اصلی شروع می‌کنیم و بعد سراغ درپوش بالایی می‌ریم که قراره نمایشگر OLED و سنسور گاز رو نگه داره.

یک پایه مخصوص هم برای نگه داشتن لامپ فیلامنتی ادیسونی (به عنوان چراغ هشدار) به صورت سه‌بعدی طراحی شده. من فایل‌های STL رو که مستقیما از Tinkercad خروجی گرفتم برات قرار دادم. با خیال راحت این فایل‌ها رو دانلود کن و اگر ایده‌ای به ذهنت رسید، طراحیش رو جذاب‌تر کن.

بعد از دانلود مدل‌ها، اون‌ها رو تو نرم‌افزار Cura Slicer باز کن. من برای پرینت از فیلامنت PLA استفاده کردم، اما انتخاب رنگ کاملا به سلیقه خودت بستگی داره. می‌تونی از تنظیماتی که من استفاده کردم الگو بگیری؛ خوشبختانه این مدل طوری طراحی شده که موقع پرینت هیچ نیازی به ساپورت (Supports) یا رافت (Rafts) نداره.

بعد از پرینت، ممکنه یه سری تارهای نازک مثل تار عنکبوت روی قطعات (مخصوصا پایه لامپ) ببینی که طبیعیه. با یه سمباده یا کاتر کوچیک خیلی راحت می‌تونی تمیزشون کنی.

حالا که قطعات آماده شدن، اول از لامپ فیلامنتی ادیسونی شروع می‌کنیم. برای جا زدن این لامپ داخل پایه پرینت شده یه قلق ساده وجود داره که تو ویدیوها و مراحل بعدی کامل بهت نشون می‌دم. برای چسبوندن قطعات به همدیگه هم از چسب قطره‌ای یا 123 استفاده کن.

+1

مدار این پروژه به غیر از خود برد آردوینو اونو، از 3 تا قطعه اصلی تشکیل شده. برای اینکه گیج نشی، اتصالات هر قطعه رو جداگانه توضیح می‌دم. اول از نمایشگر OLED شروع می‌کنیم: پین SCL رو به پایه A5 و پین SDA رو به پایه A4 آردوینو وصل کن. پین‌های تغذیه یعنی GND و VCC هم به ترتیب به پایه‌های Ground و 5 ولت آردوینو متصل می‌شن.

حالا می‌ریم سراغ سنسور گاز. این ماژول 4 تا پین داره ولی ما فقط از 3 تاش استفاده می‌کنیم. پایه‌های تغذیه (VCC و GND) رو دقیقا مثل نمایشگر به پایه‌های 5 ولت و Ground آردوینو بزن. پین خروجی آنالوگ سنسور (A0) رو هم مستقیم به پایه آنالوگ A0 روی آردوینو وصل کن.

برای اتصال ال‌ای‌دی فیلامنتی ادیسونی دقت کن: این لامپ روی یکی از سمت‌هاش یه سوراخ کوچیک داره که نشون‌دهنده قطب مثبت (3.3 ولت) اونه. این قطب مثبت رو به پایه دیجیتال D9 آردوینو متصل کن. برای راحتی کار می‌تونی سیم‌های جامپر رو به پایه‌های لامپ لحیم کنی. قطب دیگه لامپ رو هم به یکی از پایه‌های Ground آردوینو بزن.

خب، مدارمون تکمیله! حالا وقتشه کدهای برنامه رو روی برد آپلود کنیم (کدها رو در ادامه می‌بینی). من این کدها رو برای بهترین عملکرد ممکن بهینه‌سازی کردم، اما اگر برنامه‌نویسی بلدی می‌تونی تغییرات دلخواهت رو روش اعمال کنی. فقط مطمئن شو که پورت و نوع برد رو تو نرم‌افزار درست انتخاب کردی و بعد دکمه آپلود رو بزن.

قبل از اینکه قطعات رو داخل قاب سه‌بعدی قرار بدی، حتما یه بار مدار رو روشن کن تا از سالم بودنش مطمئن بشی. برای مونتاژ، اول از لامپ فیلامنتی ادیسونی شروع می‌کنیم؛ با کمی چسب، پایه لامپ رو به شیاری که کنار قاب اصلی براش طراحی شده بچسبون.

موقع نصب فیلامنت، حواست باشه که سیم‌ها به خوبی لحیم شده باشن. لامپ رو طوری قرار بده که کاملا تو دید باشه، چون این چراغ اصلی‌ترین هشداردهنده بصری موقع نشت گازه. قبل از بستن درپوش قاب، با یه پاوربانک یا شارژر به مدار برق بده و نمایشگر OLED رو چک کن.

اگر نمایشگر روشن شد و یه سری اعداد رو نشون داد، یعنی مدارت درست کار می‌کنه. ما برق لامپ فیلامنتی رو از پین 3.3 ولت گرفتیم، اما چون این لامپ‌ها تا 5 ولت هم تحمل دارن، هیچ مشکلی براشون پیش نمیاد و با خیال راحت کار می‌کنن.

وقتی خیالت از بابت عملکرد مدار راحت شد، قطعات رو مرتب داخل قاب جا بده و درپوش بالایی رو روی پایه اصلی قرار بده. با چند قطره چسب قطره‌ای دور لبه‌ها، قاب رو محکم ببند و کمی فشار بده. حالا دستگاه نشت‌یاب تو آماده‌ست تا تو شرایط واقعی تست بشه.

حالا می‌رسیم به هیجان‌انگیزترین قسمت پروژه، یعنی تست کردن دستگاهی که خودت ساختی! من برای تست از گاز یک فندک معمولی استفاده کردم و همه‌چیز عالی کار کرد. برای روشن کردن دستگاه، فقط کافیه کابل USB رو به برد آردوینو و یه پاوربانک یا شارژر موبایل وصل کنی.

به محض روشن شدن، سنسور گاز یکی دو دقیقه زمان می‌بره تا گرم و آماده کار بشه (چون داخلش یه فیتر حرارتی داره که گاز رو تشخیص می‌ده). حالا دکمه فندک رو فشار بده تا کمی گاز خارج بشه و اون رو نزدیک سنسور بگیر. می‌بینی که نمایشگر OLED بلافاصله عدد غلظت گاز رو نشون می‌ده.

اگر میزان گاز از یه حد مشخصی (که تو کدها تعریف کردیم) بالاتر بره، لامپ ادیسونی شروع به چشمک زدن می‌کنه. اگر نشتی شدیدتر بشه، سرعت چشمک زدن لامپ هم بیشتر می‌شه تا سریع‌تر بهت هشدار بده.

شاید بپرسی چرا از لامپ فیلامنتی استفاده کردیم؟ دلیلش خیلی ساده‌ست؛ این لامپ‌ها نور پخش و زیبایی دارن و تو تاریکی شب خیلی سریع توجهت رو جلب می‌کنن تا متوجه خطر بشی.

این کل ساختار دستگاه نشت‌یاب گاز بود. اگر موقع ساخت به مشکلی خوردی یا سوالی داشتی، تو بخش نظرات برامون بنویس تا سریع راهنماییت کنیم. تیم آیسی‌مدار پیشنهاد می‌کنه حتما ویدیوی عملکرد دستگاه رو ببینی. اگر این پروژه رو ساختی، از تجربه‌ت برامون بگو!