با آردوینو یک دستگاه سنجش لحظه‌ای اشعه UV بساز

+1

برای قاب این دستگاه به سه قطعه پلاستیکی نیاز داریم: پایه، درپوش و یک قوس نیم‌دایره برای صفحه عقربه. پایه برای جا دادن برد آردوینو و مخفی کردن سیم‌هاست، درپوش هم سنسور UV، نمایشگر OLED و سروو موتور رو نگه می‌داره. قوس نیم‌دایره هم همون صفحه نمایش آنالوگ ماست که عقربه روش حرکت می‌کنه.

می‌تونی فایل‌های STL این قطعات رو دانلود کنی و با نرم‌افزارهای اسلایسر مثل Cura اون‌ها رو برای پرینت آماده کنی. این طراحی جوری انجام شده که مقاومت خوبی داشته باشه و نیازی به ویرایش مجدد نداره.

پیشنهاد می‌کنم این سه قطعه رو با رنگ‌های مختلف پرینت بگیری تا ظاهر دستگاهت جذاب‌تر بشه. هر قطعه رو به نوبت پرینت کن تا کار با دقت بیشتری پیش بره. درپوش جوری طراحی شده که تمام ماژول‌ها خیلی راحت و فیکس داخلش جا بشن و نیازی به تغییرات دستی نداشته باشی.

+1

بعد از اینکه فایل‌ها رو اسلایس کردی، جی‌کد (G-code) رو به پرینتر سه‌بعدی بده تا کارش رو شروع کنه. اول از پایه شروع کن، بعد درپوش و در نهایت صفحه عقربه رو پرینت بگیر.

برای ساخت خود عقربه موتور که قراره روی سروو نصب بشه، نیازی به پرینت قطعه ظریف و شکننده نیست؛ می‌تونی از یک تکه کوچک فیلامنت PLA استفاده کنی.

این تکه فیلامنت رو با کمی چسب روی بازوی سروو موتور بچسبون. جالب اینجاست که هیچ‌کدوم از این قطعات بعد از پرینت نیازی به ساپورت (Support) یا تمیزکاری و پردازش خاصی ندارن و خیلی سریع آماده می‌شن.

حالا که قاب‌ها بدون دردسر پرینت شدن و آماده‌ان، وقتشه بریم سراغ بخش هیجان‌انگیز ماجرا، یعنی بستن مدار الکترونیکی که قلب تپنده این پروژه‌ست.

مدار این پروژه اصلا پیچیده نیست و فقط سه تا ماژول اصلی داریم که باید به برد آردوینو Uno وصل بشن. این مدار برای کسانی که تازه وارد دنیای آردوینو شدن هم خیلی راحت و قابل فهمه. اول از همه سراغ نمایشگر OLED می‌ریم؛ پین SCL رو به A5 و پین SDA رو به A4 آردوینو وصل کن. تغذیه نمایشگر رو از پین 3.3 ولت و GND آردوینو بگیر.

حالا نوبت سنسور UV می‌رسه؛ پایه‌های تغذیه (VCC و GND) رو به 5 ولت و زمین آردوینو متصل کن و پین سیگنال این سنسور رو به A0 بزن. در نهایت، پین سیگنال سروو موتور رو به پین D9 روی آردوینو متصل کن.

تغذیه سروو موتور هم مستقیما از همون پایه‌های 5 ولت و زمین آردوینو گرفته می‌شه. دقت کن که کل سیستم ما قراره از طریق کابل USB خود آردوینو تغذیه بشه.

کد این پروژه جوری بهینه‌سازی شده که توزیع جریان بین قطعات به درستی انجام بشه و لرزش یا پرش سروو موتور به حداقل برسه. بعد از تکمیل سیم‌کشی، آردوینو رو به کامپیوتر وصل کن، نوع برد و پورت رو تو نرم‌افزار Arduino IDE مشخص کن و کد رو آپلود کن.

بعد از آپلود، باید بلافاصله متن رو روی نمایشگر OLED ببینی. اگر صفحه خاموش موند، چک کن که پین‌های 3.3 ولت و 5 ولت بین نمایشگر و سنسور UV جابجا وصل نشده باشن. حالا مدارت آماده و در حال کاره!

+1

حالا وقتشه که مدار الکترونیکی رو داخل قاب سه‌بعدی جا بدیم. اول برد آردوینو رو کف قطعه پایه قرار بده و با کمی چسب حرارتی یا چسب دوطرفه محکمش کن. فقط حواست باشه اگر از چسب حرارتی استفاده می‌کنی، زیاد داغ نباشه که پلاستیک پایه رو آب کنه.

بعد از این کار، برو سراغ درپوش. به ترتیب سنسور UV، نمایشگر OLED و در نهایت سروو موتور رو تو جایگاه‌های مخصوص خودشون قرار بده و محکم کن. سیم‌های اضافه جامپر رو به شکل مرتبی تا کن تا فضای داخل قاب شلوغ نشه؛ حالا می‌تونیم دو نیمه قاب رو به هم متصل کنیم.

دقیقا مطابق تصاویر پیش برو تا مدیریت سیم‌ها برات راحت‌تر باشه. دو نیمه قاب (پایه و درپوش) رو روی هم بذار و با چند قطره چسب قطره‌ای اون‌ها رو به هم بچسبون و کمی فشار بده تا حسابی محکم بشن. حالا دستگاه تقریبا آماده‌ست و فقط یک قدم تا تکمیل پروژه فاصله داریم؛ نصب و تنظیم صفحه عقربه که تو مرحله بعد انجامش می‌دیم.

برای اینکه صفحه نمایش آنالوگ دستگاه خواناتر بشه، باید اون قوس نیم‌دایره‌ای رو به صورت دستی رنگ کنیم تا سطوح مختلف اشعه UV رو نشون بده.

حدود 40 درصد ابتدایی نیم‌دایره رو با رنگ سبز (به نشانه سطح پایین و امن اشعه) و 60 درصد باقی‌مونده رو با رنگ قرمز (به نشانه سطح بالا و خطرناک) رنگ‌آمیزی کن.

این محدوده‌ها بر این اساس تنظیم شدن که معمولا اشعه UV در ساعت‌های اولیه صبح تو سطح امنیه، اما به محض نزدیک شدن به ظهر، شدت اون به شدت بالا می‌ره و خطرناک می‌شه. اگر تو منطقه‌ای زندگی می‌کنی که شدت تابش خورشید خیلی متفاوته، می‌تونی این درصدها رو بسته به شرایط محیطی خودت کمی تغییر بدی.

بعد از اینکه رنگ صفحه خشک شد، با یک قطره چسب قطره‌ای اون رو پشت سروو موتور و روی قاب بچسبون. حالا همون‌طور که قبلا گفتم، یک تکه 2 سانتی‌متری از فیلامنت PLA بردار تا عقربه رو بسازیم.

نوک فیلامنت رو با یک فندک خیلی ملایم حرارت بده و فشار بده تا یک سطح تخت به دست بیاد؛ این قسمت تخت رو به بازوی سروو بچسبون. با این کار ساخت فیزیکی دستگاه کاملا تموم می‌شه و آماده تست نهاییه.

خسته نباشی! رسیدیم به جذاب‌ترین بخش کار، یعنی تست پروژه‌ای که با دست‌های خودت ساختی. برای روشن کردن دستگاه کافیه کابل USB آردوینو رو به یک پاوربانک متصل کنی تا دستگاهت کاملا پرتابل بشه.

اول روی نمایشگر OLED پیغام "UV Meter ready for use" رو می‌بینی، بعد دستگاه به صورت خودکار کالیبره می‌شه و عقربه برمی‌گرده روی نقطه صفر.

حالا دستگاه رو ببر بیرون و مستقیما زیر نور خورشید بگیر. همون‌طور که می‌بینی، مقدار دقیق اشعه روی نمایشگر نوشته می‌شه و عقربه هم با حرکت روی ناحیه سبز یا قرمز، سطح خطر رو بهت نشون می‌ده. اگر ظهر این تست رو انجام بدی، احتمالا عقربه تا انتهای ناحیه قرمز بالا می‌ره.

اما موقع غروب و زمانی که شدت آفتاب کمه، عقربه روی بخش سبز رنگ باقی می‌مونه. با این گجت کاربردی دیگه دقیقا می‌دونی چه زمانی برای بیرون رفتن و موندن زیر آفتاب امن‌تره.

امیدوارم از ساخت این دستگاه تو آیسی‌مدار لذت برده باشی. حتما نظرت رو درباره این گجت برامون بنویس و اگر ایده جالبی برای ارتقای اون داری، تو بخش کامنت‌ها با ما و بقیه دوستان به اشتراک بگذار!