Scatola per guanti di ricerca a basso costo: 35 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Scopo:

Lo scopo di questo Instructable è guidare nella costruzione di un vano portaoggetti per la ricerca a basso costo. Le dimensioni complessive della scatola sono 3' x 2' x 2' ¾ (L x P x A) con una scatola passante 1' x 1' x 1' attaccata sul lato. Questa scatola incorpora il controllo della temperatura e dell'umidità al fine di creare un ambiente controllato per la sperimentazione. Il tempo di costruzione approssimativo è di 10 giorni per la struttura principale e il cablaggio/tubazioni. Anche alcuni test della codifica utilizzata per questo progetto dovranno essere incorporati in quel momento, che varierà a seconda del tuo livello di confidenza con la programmazione Arduino. Il costo complessivo della costruzione è di circa $ 320 USD in legno, viti, hardware, cablaggio, tubazioni, PVC, acrilico, vernice, sensori e altri articoli vari. In questa build è stato utilizzato un carrello di metallo, ma non è necessario. La scatola può essere posizionata su un tavolo o su un banco da lavoro.

Strumenti richiesti:

· Sega da banco

· Seghetto alternativo

· Router

· Sega circolare

· Trapano elettrico

· Bordo diritto

· Metro A nastro

· Sega a tazza da 6"

· Pennello

· Rullo di vernice da 6 e maniche in schiuma

· Carta vetrata grana 220

Materiali usati:

· 2 x (8'x4' x ¾ ) compensato di betulla di grado mobile

· 1 X (36" x 30" x 0,093") lastra acrilica

· 2 fogli acrilici (24" x 18" x 0,093")

· Viti Deck Plus (8 x 1 5/8”) (include punta)

· Sigillante siliconico Gorilla Glue, 2,8 once, trasparente

· Colla Gorilla Epossidica

· PLA per parti stampate in 3D

· 3 X Gatehouse 1,75 alzata scorrevole per finestra scorrevole pressofusa

· 6 hardware/cerniere per porte di portineria da 1,5” zincate

· 5 barattoli di vetro da 1 pinta

· Vernice esterna in lattice satinato Valspar Duramax, bianco, 1 quarto

· Silicone per calafataggio

· Microcontrollore Arduino

· Breadboard (o la saldatura potrebbe essere utilizzata per collegare i fili)

· 5 diversi colori di cablaggio

· Batteria da 9 volt

· Adafruit DHT22 (sensore di umidità e temperatura)

· Resistenza da 10kΩ

· Motore passo-passo (28BYJ-48)

· Due relè (JQC-3FF-S-Z)

· Cablaggio CAT 5

· 2 x gomito a 90 gradi (rame)

· Tubo in plastica

· Fascetta stringitubo da ½”

· Pannello in alluminio estruso

· Compensato da ½ per scatola di immagazzinaggio (pezzi di scarto usati)

· Strisce luminose a LED

· Convertitore da CA a CC appropriato per qualsiasi luce utilizzata

· 2 fascette stringitubo da 6"

Passaggio 1: creare fogli tagliati per compensato

Disporre le linee di taglio per tutti i lati della scatola principale e della scatola passante su un foglio di compensato. La lista di taglio è la seguente:

· (1x) 36" x 12 ¾" (parte anteriore dove andranno i fori dei guanti)

· (1x) 36" x 24" (retro)

· (2x) 24" x 22 ½" PI taglio a 45 gradi dal centro (contrassegno 12") del lato 24" fino al lato 22 ½"

· (1x) 34 ½” x 22 ½” (in basso)

· (1x) 36" x 11 " (in alto)

· (1x) 36" x 17 5/8" (anta anteriore dell'armadio)

Passaggio 2: esegui tutti i tagli

Esegui tutti i tagli con una sega circolare utilizzando un regolo come guida, come mostrato nella foto di Google Immagini qui sotto. Carteggiare tutti i bordi una volta tagliati. La faccia superiore e anteriore della scatola dovrà avere tagli ad angolo di 45° praticati sui bordi lunghi per essere a filo con i lati che sono tagliati a 45°. Allineateli e misurateli a mano per eseguire i tagli corretti. Utilizzare una troncatrice o una sega da banco per eseguire questi tagli angolari.

Passaggio 3: prova i tagli di adattamento

Prova l'adattamento su tutti i lati. In questa costruzione, il fondo della scatola è posto “all'interno” di tutti i lati della scatola; e i lati sinistro e destro sono posizionati "all'interno" della parte anteriore e posteriore della scatola. Utilizzare un router per tagliare i lati all'altezza appropriata. In questa costruzione, c'era un errore di circa 1/16 di pollice tra il lato posteriore e i lati sinistro e destro, quindi il retro è stato tagliato alla lunghezza più corta per abbinare i lati utilizzando un router.

Passaggio 4: tagliare il foro per la scatola passante

Foro per scatola passante sul lato destro. Usa un seghetto alternativo per tagliare grossolanamente il foro e una fresa per raddrizzare i tagli. Questo foro deve avere le dimensioni della scatola passante meno due volte lo spessore del legno utilizzato. Nel nostro caso, il foro era quadrato di 10,5 x 10,5 pollici. Vuoi che il fondo del foro per il passante sia a filo con il pavimento della scatola principale, come mostrato nella foto.

Passaggio 5: tagliare i fori dei guanti

Praticare dei fori nella parte anteriore per i guanti. Una comoda distanza tra i fori dei guanti è stata ottenuta da una cabina di sabbiatura di 6.5”. Ogni foro del guanto è stato tagliato utilizzando una sega a tazza da 6 pollici. I fori sono misurati a 3,5 pollici dal fondo della scatola. È stato misurato il centro della faccia anteriore e i fori si sono basati su quello piuttosto che sulla distanza dai bordi esterni.

Passaggio 6: assemblare la scatola

Avvitare insieme tutti i lati per creare la scatola, meno la porta dell'armadio anteriore. Segna la mezzeria dello spessore del legno (in questo caso, 3/8” dai bordi dei lati che verranno avvitati ai bordi dei lati adiacenti). Preforare i fori con una punta svasata ogni 2 pollici lasciando spazio agli angoli per le viti delle schede adiacenti.

Passaggio 7: costruire una scatola di passaggio

Costruisci una scatola passante. Questo è il cubo 1' x 1' x 1'. Taglia i 5 lati necessari per costruire la scatola dallo stesso compensato da della scatola principale. Ricorda di incorporare lo spessore del compensato nei tagli. La lista di taglio è la seguente:

· (2x) 11” x 11 ¼” (parte posteriore e superiore)

· (1x) 12” x 11 ¼” (anteriore); + circa 2/5 "fessura sul lato che si attaccherà alla scatola per la "porta" acrilica per poter scivolare attraverso

· (1x) 10 ½” x 11 ¼” (in basso)

· (1x) 12" x 12" (questa sarà la porta della scatola sul bordo più esterno)

Due di questi lati (superiore e anteriore) dovranno avere finestre di visualizzazione ritagliate. Contrassegna queste finestre di visualizzazione alla dimensione desiderata. Questa scatola ha una finestra superiore con dimensioni 7 ½ "x 7 ½" e una finestra anteriore con dimensioni 7 ½ "x 8". Usa un seghetto alternativo per tagliare le aperture e poi un router per rifinirle. Usa una punta di coniglio sulle aperture in modo che la finestra abbia una superficie a cui aderire.

Per la piccola fessura sul lato anteriore, misura circa 2/5 "dal bordo e ¾" nella parte superiore e inferiore di questo bordo. Usa un router per tagliare la fessura profonda 2/5 "e larga 10 ½" sul bordo di questo lato.

Assemblare la scatola nello stesso modo della scatola principale come mostrato nel passaggio 6, lasciando la porta sul lato destro.

Passaggio 8: installare le finestre acriliche nella scatola pass-through

Installare finestre di visualizzazione in due aperture della scatola passante. Taglia la lastra acrilica alla dimensione della finestra desiderata + sovrapposizione per l'adesione. Utilizzare piccole viti per fissare gli angoli per tenerli in posizione in apertura e utilizzare sigillante siliconico per far aderire completamente la finestra alla superficie dal lato posteriore.

Passaggio 9: costruire una porta scorrevole per la scatola di passaggio

Costruisci una finestra scorrevole che separerà la scatola principale dalla scatola di passaggio. Taglia un foglio acrilico nelle dimensioni desiderate. Per questa scatola, quelle dimensioni erano 14 ¼ "x 11". Fissare una piccola maniglia fatta di compensato avanzato con piccole viti in modo che possa essere facilmente fatta scorrere dall'utente. Utilizzare nastro di feltro su tutti i bordi della finestra scorrevole per facilitare la sigillatura quando è chiusa, inclusa una striscia alla dimensione dell'apertura della scatola passante.

Passaggio 10: collegare la casella di passaggio alla casella principale

Attacca la scatola passante alla scatola principale. Applicare adesivo da costruzione ai bordi della scatola passante che saranno attaccati alla scatola principale. Quindi, usa 6-12 viti dall'interno della scatola principale nei bordi del passante per tenerle insieme mentre l'adesivo si asciuga.

Passaggio 11: tagliare l'apertura e installare l'acrilico nella porta della scatola principale

Tagliare l'apertura nella porta dell'armadio per visualizzare la finestra e installare la finestra. Utilizzare un seghetto alternativo per tagliare grossolanamente la finestra di visualizzazione delle dimensioni desiderate. Questa scatola ha una finestra con dimensioni 30 "x 12". Usa una punta di coniglio sull'apertura in modo che la finestra abbia una superficie a cui aderire. Taglia la lastra acrilica alla dimensione della finestra desiderata + sovrapposizione per l'adesione. Utilizzare piccole viti per fissare gli angoli per tenerli in posizione in apertura e utilizzare sigillante al silicone per far aderire completamente la finestra alla superficie dal lato posteriore.

Passaggio 12: scatola dei colori

Usa il calafataggio per sigillare tutti i giunti interni della scatola. Stuccare tutti i fori delle viti e dipingere tutti i componenti della scatola con vernice bianca. Fallo ora prima di installare qualsiasi hardware. Usa il nastro adesivo per fissare le finestre installate prima di dipingere.

Passaggio 13: installare le porte

Installare entrambe le porte dell'armadio sulla scatola principale e sulla scatola di passaggio. Utilizzare piccole cerniere, 4 sull'armadio della scatola principale e 2 sullo sportello piccolo per la scatola passante.

Passaggio 14: installare i blocchi

Attacca gli alzacristalli scorrevoli su entrambi i lati della porta della scatola principale e uno sulla porta per il passaggio.

Passaggio 15: costruire una scatola di immagazzinaggio della soluzione salina satura

Costruisci una scatola di immagazzinaggio per soluzioni saline sature. Questa scatola di immagazzinaggio è stata costruita per adattarsi ai confini del carrello che è stato utilizzato. Qualsiasi scatola di immagazzinaggio che costruisci è davvero necessaria solo per conservare le soluzioni saline sature in modo che non cadano. Per questa applicazione, sono state prese le misure dei ripiani centrale e inferiore del carrello utilizzato per avere un'idea delle dimensioni del contenitore.

Passaggio 16: tagliare il legno e assemblare la scatola di immagazzinaggio

Taglia il compensato da ½ "in modo che l'altezza si adatti tra i ripiani e fissa i lati della scatola di immagazzinaggio con viti per legno da 1".

Passaggio 17: crea spazio interno per soluzioni saline

Una volta che il telaio della scatola di immagazzinaggio è stato assemblato, posizionare i contenitori di soluzione salina (5 barattoli di vetro da pinta) nella scatola, quindi misurare e tagliare 1 "x 3" di legno di pino per il telaio del contenitore. Questo deve essere aderente in modo che i barattoli non possano muoversi, ma abbastanza largo da poter essere facilmente rimosso. Questa scatola è stata posizionata sul ripiano centrale del carrello per facilitare l'accesso.

Passaggio 18: crea una fondina per pistola termica

Crea una fondina per la pistola termica. Posiziona la pistola termica su un piccolo pezzo di compensato avanzato e traccia la forma.

Passaggio 19: tagliare il legno per la fondina

Ritaglia la forma con un multiutensile.

Passaggio 20: modifica della pistola termica da collegare

Praticare un piccolo foro nella parte inferiore della maniglia, assicurandosi di non perforare i fili. Questo piccolo foro serve per montare la pistola termica sul legno tagliato nel passaggio precedente.

Passaggio 21: collegare il morsetto per l'ugello della pistola termica

Attacca un piccolo pezzo quadrato di compensato all'estremità del legno tagliato per un distanziatore per garantire che la pistola venga montata dritta. Quindi attacca un morsetto da ½ all'estremità del piccolo pezzo quadrato di legno per tenere il tubo di riscaldamento che verrà attaccato alla pistola termica.

Passaggio 22: montare la pistola termica sulla forma del legno

Montare la pistola termica sul legno tagliato con una vite nel foro praticato nell'impugnatura. Inserire anche l'adattatore del tubo di riscaldamento nel morsetto e serrare per assicurarsi che il montaggio sia corretto. Dopo che il montaggio è stato controllato, rimuovere la pistola termica e il morsetto dal legno tagliato in modo che possa essere verniciato.

Passaggio 23: preparare il gomito di rame

Avvolgere il tubo di riscaldamento da ½ con un involucro di scarico per garantire che il tubo non bruci il legno mentre viene inserito nella scatola e anche per sicurezza non consentendo all'utente di bruciarsi dal tubo.

Passaggio 24: collegare la fondina alla scatola principale

Attacca il pezzo di legno tagliato verniciato avvitandolo alla scatola principale. Praticare un foro da ¾ nella parte posteriore destra della scatola nell'angolo inferiore per inserire il tubo di calore avvolto. Inserire il tubo di calore nel morsetto e serrare il morsetto per garantire un montaggio stabile.

Passaggio 25: installare la pistola termica

Fissare la pistola termica al legno tagliato inserendo il cilindro di riscaldamento della pistola termica nel tubo di riscaldamento e quindi serrare la vite nell'impugnatura.

Passaggio 26: preparare la scatola per il flusso di umidità

Praticare un foro nell'angolo inferiore sinistro della scatola per inserire il tubo per il flusso d'aria dell'umidità.

Passaggio 27: installare il gomito per il flusso di umidità

Inserisci il secondo gomito in rame a 90 gradi in questo foro e il tubo in questo gomito in rame come mostrato nella foto.

Passaggio 28: tagliare e installare il diffusore del flusso d'aria

Tagliare il pezzo di alluminio estruso alla larghezza dell'interno della scatola principale. Questo è un pezzo di ricambio dell'alloggiamento della luce fluorescente sopra la testa. Questo è 34 3/8”. Quindi, forare 1/16 di pollice ogni paio di pollici lungo la lunghezza del pezzo di alluminio in due linee.

Passaggio 29: installare le flange per guanti e guanti

Installa le flange dei guanti stampate in 3D in due fori dei guanti per la scatola. Il file.stl per queste flange è incluso qui. Fissare i guanti con fascette stringitubo da 6.

Passaggio 30: installare gli elementi di controllo dell'umidità

Installa barattoli di vetro con due fori praticati nei coperchi. Un foro avrà un tubo che scorre dalla pompa dell'aria, mentre l'altro avrà un tubo che fuoriesce e nella scatola per l'umidità. Il metodo di controllo dell'umidità utilizzato qui è soluzioni saline sature. Vengono utilizzati cinque diversi sali per controllare condizioni di umidità specifiche, quindi vengono utilizzati 5 barattoli di vetro. La pompa utilizzata è una pompa per materasso ad aria standard. I cinque tubi flessibili che fuoriescono dai barattoli e nella scatola passano prima attraverso un collettore per far passare i 5 tubi separati in 1 prima di essere alimentati all'interno della scatola. La valvola rotativa utilizzata è azionata dal motore passo-passo (28BYJ-48). Questo sistema è stato progettato e stampato in 3D. I file.stl per ogni parte della valvola rotante sono inclusi qui. Il motore passo passo deve essere attaccato alla parte b2 come si vede nella foto.

Passaggio 31: installare le luci a LED nella camera principale

Usa le strisce luminose a LED (quelle usate qui erano pezzi di ricambio di un altro progetto) e montale nella parte superiore della camera principale. Usa la resina epossidica per far aderire la striscia al "soffitto" della scatola.

Passaggio 32: assemblare l'hardware Arduino

un. Hardware del sensore: (i pin sul sensore sono numerati da sinistra a destra, visti dalla parte anteriore del sensore)

io. Collegare un resistore da 10kΩ tra pin1 e pin2

ii. Collegare l'estremità pin1 del resistore al pin 5 Volt sull'Arduino

ii. Collegare l'estremità del pin2 del resistore al pin digitale 2

IV. IGNORARE pin3. Non è necessario per niente.

v. Collegare il pin4 a massa

vi. DEVI scaricare la libreria DHT o non funzionerà

B. Hardware del motore:

io. Collegare i fili del motore alla scheda intermedia

ii. Sulla scheda intermedia, collega Vin e GND a una batteria da 9 volt

ii. Collegare IN1, IN2, IN3 e IN4 rispettivamente ai pin digitali 4, 5, 6 e 7

C. Relè hardware:

io. Collegare VCC a 5 V di alimentazione

ii. Collegare GND a terra

ii. Collegare IN1 e IN2 rispettivamente ai pin digitali 12 e 13

Passaggio 33: ottenere la codifica Arduino

Copiare o scaricare Aruino Coding, vedere le istruzioni operative per i file.

Nota:

*** DEVI scaricare la libreria per il sensore che stai utilizzando, (in questo caso DHT22) o il codice non funzionerà. Per ottenere la libreria, vai su GitHub (https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library) e scarica la libreria. Assicurati inoltre che sia scaricata la libreria Adafruit Unified Sensor (disponibile in fondo alla pagina collegata). Una volta scaricati questi file compressi, decomprimili e aggiungili alla cartella Librerie Arduino (Computer/Documenti/Adafruit/Librerie).

Passaggio 34: installare il supporto per videocamera GoPro, se lo si desidera

Un supporto per fotocamera GoPro stampato in 3D è stato realizzato e installato nella parte anteriore della camera principale per registrare video degli esperimenti. È possibile utilizzare anche un supporto acquistato in negozio.

Passaggio 35: metodo di controllo dell'umidità opzionale

Dopo ulteriori lavori sul vano portaoggetti per la ricerca a basso costo, è stata progettata e utilizzata un'altra opzione di controllo dell'umidità. Questo design non richiede un motore o una valvola rotante per scegliere il vaso di soluzione salina satura che l'utente desidera. Invece, 5 valvole separate sono montate con una linea di alimentazione dalla pompa dell'aria e ciascuna valvola quindi alimenta i 5 diversi vasetti di soluzione salina satura. Infine, ogni barattolo viene alimentato in un collettore e una linea di tubi flessibili alimentata nella camera principale della scatola.

Strumenti richiesti:

• Punta Forstner da 5/8"
• Trapano elettrico

Materiali usati:

• 5 x valvola antigoccia Rain Bird 1/2 pollice on/off spinato
• 4 x Rain Bird 1/2 in. T-shirt spinate
• 11 x Rain Bird Gomiti spinati da 1/2 pollice
• Tubi in vinile ID da 1/2"
• Tubi in vinile ID 1/4"
• Giunzione da 6 x 1/2" OD a 1/4" OD
• 1 x 1/4 "ID a 1/4" ID spinato tee
• Cinturino a due fori 10 x 1/2"
• Pompa ad aria Imagitarium, 4W
• 20 viti da 1/2"
• 4 x 1" bulloni
• Tavola di ricambio in legno massello di rovere 3/4" x 7"
• Valvola rotante da altra opzione umidità utilizzata come collettore
• Colla Gorilla epossidica 5 minuti

Passaggi:

1. Accoppia ciascuna delle 5 valvole su entrambi i lati con i gomiti spinati utilizzando il tubo in vinile ID da 1/2 "come mostrato nelle foto.
2. Costruisci la configurazione della presa d'aria usando 4 dei tee spinati e 1 gomito spinato come mostrato nelle foto.
3. Misurare la distanza dal centro al centro dell'apertura delle valvole a T per determinare la distanza per le valvole quando montate sulla tavola di legno. Abbiamo accoppiato i tee il più vicino possibile al contatto, quindi la nostra distanza era di 3".
4. Per montare le valvole è stato utilizzato un pezzo di ricambio di quercia massiccia. Il pezzo di ricambio che avevamo era lungo circa 1,5', quindi abbiamo centrato il nostro sistema di valvole su quello. Le valvole dovevano essere a una distanza orizzontale di 3" (come si trova nel passaggio precedente) l'una dall'altra per accoppiarsi con il gruppo della presa d'aria. Utilizzare un quadrato della velocità per contrassegnare 5 linee di 45 gradi distanziate di 3" l'una dall'altra. Misurare la distanza da centro a centro delle aperture sui gomiti accoppiati con le valvole. Abbiamo misurato circa 6 1/4 ". Segna la tavola sulle linee a 45 gradi in cui vorresti forare i gomiti per farli combaciare sul retro con il gruppo di presa d'aria.
5. Usa una punta Forstner (5/8 "era una dimensione utilizzabile che avevamo a portata di mano) per praticare i 10 fori segnati nel passaggio precedente.
6. Montare le valvole sulla scheda utilizzando 10 fascette a due fori come quelle utilizzate nelle condutture di scorrimento (vedi foto).
7. Utilizzare il tubo in vinile ID da 1/2" per accoppiare il sistema di aspirazione dell'aria alla fila inferiore di gomiti accoppiati alle valvole. (Questi sono stati accoppiati alla fila inferiore a causa dell'orientamento dell'estremità della pompa dell'aria e delle soluzioni saline sature.)
8. Accoppiare giunzioni da 5 1/2" OD a 1/4" OD alla fila superiore di gomiti accoppiati alle valvole utilizzando il tubo in vinile ID da 1/2".
9. Montare la scheda della valvola in un luogo comodo per l'utente. Questa scheda è stata montata nell'angolo superiore destro del carrello. Misura e prefora 4 fori nella tavola e nel carrello. Utilizzare bulloni da 1" per fissare la scheda al carrello.
10. Impostare soluzioni saline sature in posizioni designate ed eseguire tubi ID da 1/4 "dalle giunzioni al fondo dei barattoli. La lunghezza del tubo necessaria dipenderà dalla configurazione. Questi sono stati testati e poi tagliati, quindi non sono state effettuate misurazioni. (Vedi foto)
11. Infine, utilizzare un raccordo a T da 1/4" ID a 1/4" ID per accoppiare i due tubi di uscita dalla pompa dell'aria a una giunzione da 1/4" OD a 1/2" OD e accoppiarlo al sistema di aspirazione dell'aria sul retro del tabellone.
12. La valvola rotante della precedente soluzione di controllo dell'umidità è stata utilizzata come collettore in questo progetto. Per sigillare la valvola è stata utilizzata resina epossidica per cinque minuti.
13. Eseguire un tubo ID da 1/4 "da ciascun barattolo di soluzione salina saturata al collettore "valvola rotante". Utilizzare lo stesso tubo dal design originale per alimentare il collettore all'interno della camera.