Lågkostnadsforskningshandske: 35 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Ändamål:

Syftet med denna instruktionsbok är att vägleda i byggandet av en lågkostnadshandske för forskning. Lådans övergripande dimensioner är 3 'x 2' x 2 '¾ (L x B x H) med en 1' x 1 'x 1' genomgående låda fäst vid sidan. Denna låda innehåller temperatur- och luftfuktighetskontroll för att skapa en kontrollerad miljö för experiment. Den ungefärliga byggtiden är 10 dagar för huvudstrukturen och ledningar/rörledningar. Vissa tester av kodningen som används för detta projekt måste också införlivas med den tiden, vilket kommer att variera beroende på ditt förtroende med Arduino -programmering. Den totala kostnaden för bygget är cirka $ 320 USD i trä, skruvar, hårdvara, ledningar, rör, PVC, akryl, färg, sensorer och ytterligare diverse föremål. En metallvagn användes i denna konstruktion, men krävs inte. Lådan kan ställas upp på en bordsskiva eller arbetsbänk.

Nödvändiga verktyg:

· Bordsåg

· Jiggsåg

· Router

· Cirkelsåg

· Borrmaskin

· Rak kant

· Måttband

· 6”hålsåg

· Pensel

· 6”färgrulle och skumhylsor

· 220 sandpapper

Material som används:

· 2 x (8’x4’x ¾”) björkplywood i skåp

· 1 X (36”x 30” x 0,093”) akrylark

· 2 X (24”x 18” x 0,093”) akrylark

· Deck Plus (8 x 1 5/8”) skruvar (inkluderar bit)

· Gorilla Lim Silicone Tätningsmedel, 2.8oz., Klar

· Gorilla Lim Epoxi

· PLA för 3D -tryckta delar

· 3 X Gatehouse 1,75”pressgjutet skjutbart fönsterbågslift

· 6 X Gatehouse dörrbeslag/gångjärn 1,5”förzinkad

· 5 x 1-pint masonburkar

· Valspar Duramax latex latexfärg, vit, 1 liter

· Tätning av kisel

· Arduino mikrokontroller

· Brödbräda (eller lödning kan användas för att ansluta ledningar)

· 5 olika kabelfärger

· 9 volts batteri

· Adafruit DHT22 (fukt- och temperaturgivare)

· 10kΩ motstånd

· Stegmotor (28BYJ-48)

· Två reläer (JQC-3FF-S-Z)

· Kablage CAT 5

· 2 x 90-graders armbåge (koppar)

· Plastslang

· ½”slangklämma

· Extruderad aluminiumpanel

· ½”plywood för förvaringslåda (begagnade skrotbitar)

· LED -remsor

· Lämplig AC till DC -omvandlare för alla lampor som används

· 2 x 6 slangklämmor

Steg 1: Gör klippark för plywood

Layout snittlinjer för alla sidor av huvudlådan och genomgående låda på plywoodskiva. Nedskärningslistan är följande:

· (1x) 36”x 12 ¾” (framsida där handskhålen går)

· (1x) 36”x 24” (baksida)

· (2x) 24”x 22 ½” PLUS 45-graders skärning från mitten (12”mark) på 24” sida upp till 22 ½”sida

· (1x) 34 ½”x 22 ½” (botten)

· (1x) 36”x 11 ¾” (upptill)

· (1x) 36”x 17 5/8” (frontdörr)

Steg 2: Gör alla nedskärningar

Gör alla snitt med en cirkelsåg med en rak kant som en guide, som visas på bilden från Google Bilder nedan. Slipa alla kanter när de är skurna. Lådans ovansida och framsida måste ha 45 ° vinkelsnitt på de långa kanterna för att vara i linje med sidorna som skärs i en 45 ° vinkel. Ställ upp och mät dessa för hand för att göra rätt snitt. Använd en geringssåg eller en bordssåg för att göra dessa vinkelkantskärningar.

Steg 3: Testa Fit Cuts

Testpassning på alla sidor. I denna konstruktion placeras lådans botten "inuti" på alla lådans sidor; och vänster och höger sida är placerade "inuti" på framsidan och baksidan av lådan. Använd en router för att trimma sidorna till lämplig höjd. I denna konstruktion var det cirka 1/16”fel mellan baksidan och vänster och höger sida, så baksidan trimmades till den kortare längden för att matcha sidorna med en router.

Steg 4: Skär hål för genomgående låda

Skär hål för genomgående låda i höger sida. Använd en sticksåg för att grovt skära hålet och en router för att räta upp snitten. Detta hål måste vara lika stort som genomföringslådan minus två gånger tjockleken på det ved som används. I vårt fall var hålet 10,5”x 10,5” kvadrat. Du vill att botten av hålet för genomgången ska vara i linje med golvet i huvudboxen, som det syns på bilden.

Steg 5: Skär handskhål

Skär hål i framsidan för handskar. Ett bekvämt avstånd för mellan handskhålen erhölls från ett sandblåsskåp på 6,5”. Varje handskhål skars med en 6”hålsåg. Hålen mäts 3,5”från lådans botten. Mitten av framsidan mättes och hålen baserade på det snarare än avståndet från ytterkanterna.

Steg 6: Montera lådan

Skruva ihop alla sidor för att skapa lådan, minus den främre skåpdörren. Markera mittlinjen för träets tjocklek (i det här fallet 3/8”från kanterna på sidorna som kommer att skruvas till kanterna på de intilliggande sidorna). Förborra hål med försänkningsbit varje 2”lämnar utrymme i hörnen för skruvar från intilliggande brädor.

Steg 7: Konstruera genomgångslåda

Konstruera genomgående låda. Detta är kuben 1 x 1 x 1 tum. Klipp de fem sidor som krävs för att konstruera lådan av samma ¾”plywood som huvudlådan. Kom ihåg att införliva tjockleken på plywood i skärningarna. Nedskärningslistan är följande:

· (2x) 11 ¼”x 11 ¼” (bak och överst)

· (1x) 12”x 11 ¼” (framsida); + ca 2/5”slits i sidan som kommer att fästas i lådan för akryl“dörr”för att kunna glida igenom

· (1x) 10 ½”x 11 ¼” (botten)

· (1x) 12”x 12” (detta kommer att vara dörren till lådan på den yttersta kanten)

Två av dessa sidor (topp och framsida) måste ha skärmfönster i dem. Markera dessa visningsfönster till önskad storlek. Denna låda har ett toppfönster med mått 7 ½ "x 7 ½" och ett fönster med dimensioner 7 ½ "x 8". Använd en sticksåg för att grovklippa öppningarna och sedan en router för att avsluta dem. Använd en kaninbit på öppningarna så att fönstret får en yta att fästa vid.

För den lilla slitsen på framsidan mäter du ca 2/5”från kanten och ¾” på toppen och botten av denna kant. Använd en router för att skära den 2/5”djupa och 10 ½” breda slitsen på kanten av denna sida.

Montera lådan på samma sätt som huvudlådan som ses i steg 6 och lämna dörren på höger sida.

Steg 8: Installera akrylfönster i pass-through box

Installera visningsfönster i två öppningar av genomgående låda. Skär akrylark till önskad fönsterstorlek + överlappning för vidhäftning. Använd små skruvar för att fästa hörnen för att hålla på plats i öppningen och använd kiseltätning för att helt fästa fönstret mot ytan från baksidan.

Steg 9: Konstruera skjutdörr för genomgående låda

Konstruera skjutfönster som kommer att skilja huvudlådan från genomgångslådan. Skär ett akrylark till önskade mått. För den här lådan var dessa dimensioner 14 "x 11". Fäst ett litet handtag av kvarvarande plywood med små skruvar så att det enkelt kan skjutas av användaren. Använd filtstejp på alla kanter på skjutfönstret för att hjälpa till med tätning när det är stängt, inklusive en remsa vid dimensionen av öppningen av genomgångslådan.

Steg 10: Fäst genomgående låda till huvudboxen

Fäst genomgående låda till huvudboxen. Applicera konstruktionslim på genomgående lådkanter som kommer att fästas på huvudlådan. Använd sedan 6-12 skruvar från insidan av huvudboxen in i kanterna på genomgången för att hålla ihop medan lim torkar.

Steg 11: Skär öppningen och installera akryl i huvudboxdörren

Skär öppning i skåpdörr för visningsfönster och installera fönster. Använd en sticksåg för att grovklippa fönstret i önskad storlek. Denna låda har ett fönster med måtten 30 "x 12". Använd en kaninbit på öppningen så att fönstret får en yta att fästa vid. Skär akrylark till önskad fönsterstorlek + överlappning för vidhäftning. Använd små skruvar för att fästa hörnen för att hålla på plats i öppningen och använd kiseltätning för att helt fästa fönstret mot ytan från baksidan.

Steg 12: Måla låda

Använd tätning för att täta alla inre skarvar i lådan. Spackla alla skruvhål och måla alla komponenter i lådan med vit färg. Gör detta nu innan du installerar någon hårdvara. Använd målartejp för att tejpa av installerade fönster innan du målar.

Steg 13: Installera dörrar

Installera båda skåpdörrarna till huvudlådan och genomgångslådan. Använd små gångjärn, 4 på huvudlådans skåp och 2 på den lilla dörren för genomgångslådan.

Steg 14: Installera lås

Fäst glidande fönsterbågsliftar på vardera sidan av huvudboxdörren och en på dörren för passagen.

Steg 15: Bygg förvaringslåda med mättad saltlösning

Konstruera förvaringslåda för mättade saltlösningar. Denna förvaringslåda byggdes för att passa inom ramen för vagnen som användes. Alla förvaringslådor som du bygger behövs bara för att lagra de mättade saltlösningarna så att de inte ramlar omkull. För den här applikationen togs mätningarna av de mellersta och nedre hyllorna i vagnen för att få en uppfattning om storleken på förvaringslådan.

Steg 16: Kapa trä och montera förvaringslådan

Skär ½”plywood så att höjden passar mellan hyllorna och fäst sidorna på förvaringsboxen med 1” träskruvar.

Steg 17: Gör interiör för saltlösningar

När förvaringslådans ram har monterats, placerar du saltlösningsbehållare (5x pint masonburkar) i lådan, mäter och skär sedan 1”x 3” tallträ för behållarram. Detta måste passa tätt så att burkarna inte kan röra sig, men tillräckligt lösa så att de lätt kan tas bort. Denna låda placerades på vagnens mellersta hylla för enkel åtkomst.

Steg 18: Gör värmepistolhölster

Gör hölster för värmepistol. Placera värmepistol på en liten bit kvarvarande plywood och spåra formen.

Steg 19: Kapa trä för hölster

Klipp ut formen med ett multiverktyg.

Steg 20: Ändra värmepistol för att fästa

Borra ett litet hål i botten av handtaget, se till att inte borra i trådarna. Det här lilla hålet är för montering av värmepistolen på det avskurna virket i föregående steg.

Steg 21: Fäst klämman för värmepistolens munstycke

Fäst en liten kvadratisk plywoodbit i slutet av veden för en distans för att säkerställa att pistolen monteras rakt. Fäst sedan en ½”klämma i slutet av den lilla fyrkantiga träbiten för att hålla värmeröret fäst vid värmepistolen.

Steg 22: Montera värmepistol på träform

Montera värmepistolen på det skurna träet med en skruv i hålet som borrats i handtaget. Sätt också in värmerörsadaptern i klämman och dra åt för att säkerställa att monteringen är korrekt. Efter att montering har kontrollerats, ta bort värmepistolen och klämma fast det avskurna träet så att det kan målas.

Steg 23: Förbered koppararmbåge

Vik ½”uppvärmningsröret med avgaser för att säkerställa att röret inte bränner veden när det rörs genom lådan och för säkerhets skull genom att inte låta användaren bli bränd av röret.

Steg 24: Fäst hölster i huvudboxen

Fäst det målade trästycket genom att skruva fast det på huvudboxen. Borra ett ¾”hål i lådans bakre högra sida i det nedre hörnet för att sätta in det inslagna värmeröret. Sätt in värmeröret på klämman och dra åt klämman för att säkerställa en stabil montering.

Steg 25: Installera värmepistol

Sätt fast värmepistolen på det vedklippta träet genom att sätta in värmepistolen på värmepistolen i värmeröret och dra sedan åt skruven i handtaget.

Steg 26: Förbered rutan för luftfuktighet

Borra hål i vänstra nedre hörnet av lådan för att sätta in slangen för luftfuktighet.

Steg 27: Installera armbåge för luftfuktighet

Sätt in den andra 90-graders armbågen i detta borrade hål och slangen i denna koppararmbåge enligt bilden.

Steg 28: Klipp och installera luftflödesdiffusorn

Skär extruderad aluminiumbit till bredden på huvudlådans insida. Detta är en reservdel av fluorescerande ljushus. Den här är 34 3/8”. Borra sedan 1/16 tum varje par centimeter över längden på aluminiumstycket i två linjer.

Steg 29: Installera flänsar för handskar och handskar

Installera 3D -tryckta handskflänsar i två handskhål för lådan.. Stl -filen för dessa flänsar finns här. Fäst handskar med 6 slangklämmor.

Steg 30: Installera fuktkontrollelement

Montera burkar med två hål skurna i locken. Ett hål kommer att få slangen att tränga in i den från luftpumpen, medan den andra kommer att slangen ska rinna ut ur den och in i lådan för fukt. Metoden för fuktkontroll som används här är mättade saltlösningar. Fem olika salter används för att kontrollera specifika fuktighetsförhållanden, så 5 masonburkar används. Pumpen som används är en standard luftmadrasspump. De fem slangarna som rinner ut ur burkarna och in i lådan går först genom en uppsamlare för att köra de 5 separata slangarna i 1 innan de matas in i lådans insida. Den roterande ventilen som används drivs av stegmotorn (28BYJ-48). Detta system designades och 3D -utskrivet.. Stl -filerna för varje del av den roterande ventilen ingår här. Stegmotorn måste fästas på delen b2 enligt bilden.

Steg 31: Installera LED -lampor i huvudkammaren

Använd LED -remsor (de som används här var reservdelar från ett annat projekt) och montera på toppen av huvudkammaren. Använd epoxi för att fästa remsan vid lådans "tak".

Steg 32: Montera Arduino Hardware

a. Sensorhårdvara: (stiften på sensorn är numrerade från vänster till höger, sett från sensorns framsida)

i. Anslut ett 10kΩ motstånd mellan pin1 och pin2

ii. Anslut stift 1 -änden av motståndet till 5 Volt -stiftet på Arduino

iii. Anslut pin2 -änden på motståndet till digital pin 2

iv. IGNORERA pin3. Det behövs inte för någonting.

v. Anslut stift 4 till jord

vi. Du MÅSTE ladda ner DHT -biblioteket annars fungerar det inte

b. Motorhårdvara:

i. Anslut motorkablarna till mellankortet

ii. På mellankortet ansluter du Vin och GND till ett 9-voltsbatteri

iii. Anslut IN1, IN2, IN3 och IN4 till digitala stift 4, 5, 6 respektive 7

c. Relähårdvara:

i. Anslut VCC till 5V strömförsörjning

ii. Anslut GND till jord

iii. Anslut IN1 och IN2 till digitala stift 12 respektive 13

Steg 33: Skaffa Arduino Coding

Kopiera eller ladda ner Aruino Coding, se bruksanvisningen för filer.

Notera:

*** Du MÅSTE ladda ner biblioteket för sensorn du använder (DHT22 i det här fallet) annars fungerar inte koden. För att få biblioteket, gå till GitHub (https://github.com/adafruit/DHT-sensor-library) och ladda ner biblioteket. Se också till att Adafruit Unified Sensor -biblioteket laddas ner (finns längst ner på den länkade sidan). När du har laddat ner dessa zippade filer, packa upp och lägg till dem i mappen Arduino Libraries (dator/dokument/Adafruit/bibliotek).

Steg 34: Installera GoPro Camera Mount, om så önskas

Ett 3D -tryckt GoPro -kamerafäste gjordes och installerades framför huvudkammaren för att ta video av experiment. Ett butiksköpt fäste kan också användas.

Steg 35: Valfri fuktkontrollmetod

Efter ytterligare arbete med Low-Cost Research Glove Box, designades och användes ytterligare ett alternativ för fuktkontroll. Denna konstruktion kräver inte en motor eller roterande ventil för att välja den mättade saltlösningsburk som användaren önskar. Istället monteras 5 separata ventiler med en matningsledning från luftpumpen och varje ventil matas sedan in i de 5 olika mättade saltlösningsburkarna. Slutligen matas varje burk in i en uppsamlare och en slangledning matas in i lådans huvudkammare.

Nödvändiga verktyg:

• 5/8 "Forstner Bit
• Borrmaskin

Material som används:

• 5 x Rain Bird Drip 1/2 tum. Tänd-/avstängningsventil med taggar
• 4 x regnfågel 1/2 tum. Taggar
• 11 x Rain Bird 1/2 tum. Taggade armbågar
• 1/2 "ID vinylrör
• 1/4 "ID vinylrör
• 6 x 1/2 "OD till 1/4" OD -skarv
• 1 x 1/4 "ID till 1/4" ID taggtröja
• 10 x 1/2 "rem med två hål
• Imagitarium luftpump, 4W
• 20 x 1/2 "skruvar
• 4 x 1 "bultar
• Reserv 3/4 "x 7" massivt ekbräda
• Roterande ventil från andra fuktighetsalternativ som används som uppsamlare
• Gorilla Lim 5 minuters epoxi

Steg:

1. Kombinera var och en av de fem ventilerna på båda sidor med taggade armbågar med hjälp av 1/2 "ID vinylröret som ses på bilderna.
2. Konstruera luftintagsinställningen med 4 av taggtröjorna och 1 taggarmbåge som ses på bilderna.
3. Mät avståndet från centrum till mitten av öppningen på tee -ventilerna för att bestämma avståndet för ventilerna när de är monterade på träskivan. Vi parade tees så nära att röra som möjligt så vårt avstånd var 3 ".
4. En reservdel av massiv ek användes för att montera ventilerna på. Reservdelen vi hade var ungefär 1,5 'lång så vi centrerade vårt ventilsystem på det. Ventilerna måste ha ett horisontellt avstånd på 3 "(enligt föregående steg) från varandra för att passa ihop med luftintagsaggregatet. Använd en hastighetstorg för att markera 5 45-graders linjer på avstånd från 3" från varandra. Mät avståndet från mitten till mitten av öppningarna på armbågarna som passar ihop med ventilerna. Vi mätte cirka 6 1/4 ". Markera tavlan på de 45 graders linjerna där du vill borra ut för att armbågarna ska sitta igenom för att para sig på baksidan med luftintagsaggregatet.
5. Använd en Forstner -bit (5/8 "var en användbar storlek vi hade till hands) för att borra ut de 10 hålen som markerades i föregående steg.
6. Montera ventilerna på brädet med 10 tvåhålsremmar som används i löprör (se bilder).
7. Använd 1/2 "ID vinylröret för att koppla luftintagsystemet till den nedre raden av armbågar som är kopplade till ventilerna. (Dessa parades till den nedre raden på grund av luftpumpens ändorientering och de mättade saltlösningarna.)
8. Mate 5 1/2 "OD till 1/4" OD skarvar till den övre armbågsraden som parats till ventilerna med hjälp av 1/2 "ID vinylröret.
9. Montera ventilkortet på en lämplig plats för användaren. Denna bräda monterades i det övre högra hörnet av vagnen. Mät och förborra 4 hål i brädan och vagnen. Använd 1 "bultar för att fästa kortet på vagnen.
10. Ställ mättade saltlösningar på anvisade platser och kör 1/4 "ID -rör från skarvarna i bottnarna på burkarna. Längden på slangen som krävs beror på din inställning. Dessa var testpassade och sedan skurna, så inga mätningar gjordes. (Se bilder)
11. Slutligen, använd en 1/4 "ID till 1/4" ID tee för att koppla ihop de två utmatningsrören från luftpumpen till en 1/4 "OD till 1/2" OD skarv och koppla detta till luftintagssystemet på baksidan av styrelsen.
12. Den roterande ventilen från den tidigare lösningen för fuktkontroll användes som en uppsamlare i denna design. Fem minuters epoxi användes för att täta ventilen.
13. Kör 1/4 "ID -slang från varje mättad saltlösningskärl till" roterande ventil "-samlaren. Använd samma slang från den ursprungliga konstruktionen för att mata kollektorn till kammarens insida.