Nixie Clock Mood Barometri: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Merkityksetön Progress -uhri on aneroidinen kotibarometri. Nykyään saatat silti löytää esimerkkejä yli yhdeksänkymmenen asukkaiden kodeista, mutta miljoonia muita on kaatopaikalla tai ebayssa.

Itse asiassa vanhan koulun barometri ei auttanut itseään olemalla melko hyödytön yhdessä tehtävässään. Vaikka oletettaisiin, että se oli oikein kalibroitu ja toimi oikein, ilmanpaineen käyttäminen sääennusteen tai jopa nykyisen sään osoittamiseen on lähes mahdotonta.

Samaan aikaan 24/7 joukkotiedotusvälineiden sääraporttien käyttöönoton täydentämiseksi tuli saataville erittäin tarkkoja kiinteän tilan paine-, lämpötila- ja kosteusantureita. Laita prosessori ja halpa LCD -näyttö ja sinulla on "digitaalinen kotisääasema". Jopa sää nörtit tai ihmiset, joiden mielestä sää televisiossa tai Internetissä on hallituksen juoni, eivät tarvinneet enää ilmanpainemittaria.

Kaikki tämä on sääli, koska minulla on lämpimiä muistoja lapsuudenkodin barometristä. Isäni antoi sille huolellisesti moduloidun napautuksen joka päivä ja asetti nykyisen lukemisen indikaattorin minirituaalissa, jota halusin jäljitellä vanhempana, vaikka olisin tajunnut, että asia oli vain maailmanluokan räjäytys.

Näin voit tehdä päivitetyn analogisen näytön barometrin, joka ei korjaa alkuperäisen puutteita, mutta jossa on joitain lisätoimintoja, jotka ovat jopa hyödyttömempiä kuin mitä se aloitti. Jos katsot videon, saat idean.

Kun otetaan huomioon tämän hankkeen vaatimattomat tavoitteet, on melko monimutkaista - tai tarkemmin sanottuna - toistaa projekti kokonaisuudessaan liikaa yhdelle Instructablelle. Tästä syystä keskityn barometrin/mielialabarometrin osaan ja loput vain osoitan sinut oikeaan suuntaan.

Vaihe 1: Ainesosat ja työkalut

Ilmanpaine-/mielialabarometriä varten tarvitset:

• Aneroidibarometri. Ei tarvitse toimia. Jotain, joka vetoaa esteettisiin tunteisiisi, on tärkeämpää. Toivon, että minulla olisi lapsuudenkodin oma, mutta luulen, että se on kaatopaikalla. Ebaystä sain korvauksen 15 dollarilla.
• Paineanturi.
• ESP8266 -moduuli - käytin NodeMCU: ta.
• Sopiva askelmoottori ja ohjainlevy - linkki on viiden työpaikan, mutta hinnalla niitä on vaikea voittaa. Tässä moottorissa on 4096 askelta täydessä pyörimisessä, mikä antaa riittävän tarkkuuden tarkoituksiimme.
• 5VDC -virtalähde - vähintään 1A - ESP8266: lle ja moottorille. Käytin yhdistettyä 12VDC- ja 5VDC -virtalähdettä, koska minulla oli jo sellainen ja tarvitsin 12V -virtalähteen Nixie -kellolle (sekä lisää 5V -virtaa projektin muille elementeille).
• Vähintään kolme LEDiä (ilmaisemaan paineen suuntausta).
• LDR/valovastus.
• Sekalaiset kulutustarvikkeet, kuten hyppyjohdin, vastukset, kutisteputki jne.
• Useimmissa tapauksissa voit käyttää elektroniikan tallentamiseen käytettävän barometrin alkuperäistä koteloa. Käytin epämääräisesti Arts & Crafts-tyylistä kellokoteloa sekä kellolle että ilmanpainemittarille, joten en tarvinnut barometrikoteloa.

Tarvitset juotosraudan, lämpöpistoolin ja pieniä käsityökaluja. Jos sinun on tehtävä merkittäviä muutoksia koteloon, valikoima sähkötyökaluja on kätevä.

Vaihe 2: Valmista kotelo huolellisesti

Mitä sinun tarvitsee tehdä täällä, riippuu suurelta osin käyttämästäsi kotelosta. Jos käytät barometrin omaa koteloa, sinun on vain selvitettävä, miten se irrotetaan ja poistetaan aneroidimekanismi. Osoitin on todennäköisesti asennettu suoraan tähän mekanismiin, ja on huolehdittava siitä, että osoitin irrotetaan vahingoittamatta sitä.

Minulla oli hieman enemmän tehtävää, koska kellokotelossani oli vielä vanha (ei-toimiva) kellokoneisto.

En tiedä melkein mitään mekaanisista kelloista, mutta lihavat kierrejouset ehdottivat, että minun pitäisi edetä varovasti. Siitä huolimatta, kun asia räjähti, olin hyvin valmistautumaton. Yhden sekunnin ajan löysin näennäisen merkityksettömän ruuvin, seuraavana kuului kova paukutus ja ilma täyttyi pölyltä ja roskilta. Kellopaloja oli kaikkialla ja kotelo itsessään räjäytettiin kokonaan. Aivan kuten kuvittelen, kun todellinen pommi räjähtää, en hetkeäkään ymmärtänyt, mitä oli tapahtunut. Seuraavassa kuuloisessa hiljaisuudessa odotin puoliksi kuulevani sireenien kaukaisen valituksen. Lisäksi käteni sattui todella.

Oppitunti 1: Jopa vaatimaton kokoiset kellomekanismit voivat tallentaa yllättävän suuren määrän energiaa.

Toinen oppitunti: Jos olet epävarma, käytä suojalaseja! Olin onnekas, mikään ei lentänyt silmiini, mutta se olisi varmasti voinut. Joskus pelkkä vanhojen turvonnut ei riitä (en ole edes varma, teinkö tämän). Käsi oli hyvä, olin vain vauva.

Paljon liimaamisen ja puristamisen jälkeen sain kotelon takaisin yhteen ja olin valmis siirtymään vaiheeseen 3.

Vaihe 3: Asenna komponentit - Osa 1

Sinun on löydettävä jokin tapa asentaa moottori, jotta akseli työntyy valitsimen läpi juuri niin paljon, että kun osoitin on kiinnitetty, se pyyhkäisee kasvojen yli ilman häiriöitä. Tämä saattaa olla hieman vaikeampaa kuin miltä se aluksi näyttää, koska useimmissa ilmanpainemittareissa on toinen osoitin lasin sisäpuolella, jota muinaisina aikoina käytettiin nykyisen lukeman tallentamiseen. Kuten myöhemmin selitettiin, emme tarvitse tätä osoitinta, mutta sen säilyttäminen auttaa säilyttämään laitteen alkuperäisen ulkoasun.

Joka tapauksessa nykyisen lukeman osoittimen olemassaolo tarkoittaa, että on olemassa raja sille, kuinka pitkälle "ensisijainen" osoitin voi istua kellotaulun edestä.

Toisessa suunnassa osoittimen täytyy istua tarpeeksi kaukana valitsimesta vain tyhjentääkseen aluslevyn, joka kehystää valitsimeen asennetun LDR: n (katso seuraava vaihe).

Asensin valitsimen ja sen kehyksen puupohjaan ja sitten moottorin tukeen sopivilla välikappaleilla. Ensimmäinen kuva saattaa auttaa selittämään tämän, mutta saatat keksiä oman järjestelysi.

Yksi etu kellokotelon tai vastaavan kokoisen kotelon käytöstä on, että virtalähde voidaan asentaa sisäisesti. Minulle tämä oli tärkeää, koska kello istui takan päällä, joka oli kytketty pistorasiaan, jonka olin asentanut erityisesti. Ilmeisesti anakronistisen "seinän syylän" tai SPS -tiilen piilottaminen tähän paikkaan olisi ollut vaikeaa - mutta se ei ehkä ole ongelma sinulle.

Osat, joita ei ole merkitty toisessa kuvassa, liittyvät projektin kello- ja soitinosiin (kolmas NodeMCU ja siihen liittyvät johdotukset ovat Nixie -piirilevyn alla).

Kaiken muun - ensisijaisesti BMP180 -anturin, moottorin ohjainkortin ja NodeMCU: n - sijoittaminen ei ole kriittistä. Toisin sanoen, ennen kuin reititin yhdysjohdon pois ohjainkortilta, moottori ei joskus toiminut kunnolla. Et ole varma, mitä siellä tapahtui, mutta jos moottorisi kuulostaa hauskalta ja/tai ei liiku sujuvasti, sinun kannattaa yrittää siirtää johtoja ympäri.

Jotta vältyttäisiin paineen trendin manuaaliselta tallentamiselta (nouseva, laskeva tai tasainen), sisällytin kolme pientä LEDiä valitsimen alle. Kun kaikki kolme palavat, barometri on tunnelmatilassa. Käytin "lämpimän valkoisia" LED -valoja yrittääkseni ylläpitää ajan tunnelmaa. Moduloimattomat, ne olivat aivan liian kirkkaita, kun niitä katsottiin edestäpäin, mutta raskaalla PWM: llä sain etsimäni ulkonäön. Nykyinen lukuohjain on edelleen perinteisten kannattajien käytettävissä.

Vaihe 4: Asenna komponentit - Osa 2

Käsittelemme LDR: n valitsimessa. Ensinnäkin, miksi ihmeessä tarvitsemme tätä?

Se on minun ratkaisuni halvan askelmoottorin rajoittamiseen - vaikka se voi liikkua täsmällisin askelin, sillä ei ole luontaista kykyä tietää, missä se on, paitsi lähtöasennon perusteella. Vaikka teoriassa olettaisin, että voisit koodata tämän ja seurata kaikkia myöhempää liikettä, arvasin (ilman todellista perustetta), että virheet hiipivät nopeasti, varsinkin kun otetaan huomioon "mielialan tilassa" vaaditut laajamittaiset liikkeet. Lisäksi olisit täynnä sähkökatkoa (jokaisen liikkeen kirjoittaminen EEPROMiin ei ole käytännöllistä).

Ensimmäinen ajatukseni oli ottaa käyttöön kalibrointisykli käynnistyksen yhteydessä ja vaihtaa mielialan ja ilmanpainemoodin välillä. Tämä sykli laukaisee mikrokytkimen valitsimen tunnetussa kohdassa. Mutta kytkinidean mekaaninen toteutus tuntui minulle liian haastavalta. Osoitin itsessään on liian heikko toimilaitteeksi, joten minun on asennettava jotain muuta akselille. Sitten oli kysymys 360 asteen liikkeen säilyttämisestä - yksi syy, miksi olin mennyt askelmoottorin kanssa tavallisen servon sijaan. Soveltamalla hieman enemmän kekseliäisyyttä kuin mitä voisin tuoda esille, olen varma, että mikrokytkin voitaisiin saada toimimaan-tai ehkä on saatavana myös valmiita asennonanturiratkaisuja-mutta menin toiseen suuntaan.

Huomaa kellon kuvassa, että kello on asennettuna aluslevyyn. Tämä pesukone kehittää LDR: n, joka on kytketty NodeMCU: n yksittäiseen analogituloon. Kun barometri kytketään päälle tai vaihtaa tilaa, NodeMCU siirtyy kalibrointisykliin ja etsii yksinkertaisesti äkillistä valotason muutosta, joka johtuu LDR: n yli kulkevan osoittimen takaosasta. Kaikki muut liikkeet indeksoidaan tunnetusta paikasta. Minun piti hiipiä hieman koodin kynnysarvoihin saadakseni tämän toimimaan luotettavasti, mutta kun se oli tehty, olin iloisesti yllättynyt siitä, kuinka tarkkaa se oli - palasin jatkuvasti barometrin asetuksiin 1%: n tai 2%: n sisällä odotetuista arvoista.

Se ei tietenkään toimi täysin pimeässä, mutta silloin et yleensä vaihtaisi tilaa. Jos jostain syystä kalibrointijaksoa ei voida suorittaa asetetussa ajassa, se luovuttaa ja vilkuttaa trendivaloja.

Joka tapauksessa LDR -lähestymistavan kauneus on, että asennus on erittäin yksinkertainen - poraa LDR: lle tarpeeksi suuri reikä valitsimeen kohtaan, jossa se peitetään osoittimen takaosalla. Saadaksesi hyvän "tiivisteen" osoittimen ja LDR: n väliin, liimaa pieni aluslevy LDR: n ympärille ja muokkaa tarvittaessa osoittimen häntää (käytin sopivan muotoista mustaa paperia).

Vaihe 5: Koodi - Perustoiminnot

Kuten muut ovat havainneet, en voinut saada tavallista Arduinon askelmoottorikirjastoa toimimaan tämän moottorin ja ohjaimen kanssa. Onneksi tästä on hyvä Instructable koodilla, joka toimii. Käytin alkuperäisessä viestissä olevaa koodia perusvaiheessa, vaikka kommentteissa on useita optimointiehdotuksia. Tämä koodi ei vaadi kirjastoa.

Painetietojen käsittelyssä käytin esimerkkiä Sparkfun BMP180 -kirjastosta. Ainoa mitä minun piti silloin tehdä, oli yhdistää tämä moottorinohjaimella.

Vaihe 6: Koodi - kalibrointi, ohjaus, käyttöliittymä, Google Assistant ja apuohjelmat

Ensisijainen kalibrointi on kovakoodattu. Turvallisuuden vuoksi ja ottaa huomioon barometrin mahdollinen siirtäminen eri korkeuteen, toissijainen kalibrointi ja ohjaus saavutetaan NodeMCU- ja Websocket -tiedonsiirron käynnistämällä verkkopalvelimella. Tässä on hyvä resurssi oppia tästä.

Kuten video osoittaa, tämän projektin todellinen "wow" -tekijä, sellaisena kuin se on, on kuitenkin hallinta Google Assistantin/Google Homen kautta. Tässä on Instructable for leivänpaahdin GA (powered by Raspberry Pi3). Älä huoli, sinun ei tarvitse käyttää 400 dollarin leivänpaahdinta kotelona.

GA välittää komennot IFTTT: n ja Adafruit IO: n kautta NodeMCU: lle. Tässä on hyvä resurssi. On muitakin monimutkaisempia tapoja olla vuorovaikutuksessa Google Assistantin kanssa, mutta tässä projektissa tämä hyvin yksinkertainen lähestymistapa toimii täydellisesti.

Lopuksi koodi sisältää joitain erittäin hyödyllisiä apuohjelmatoimintoja (päivitys langattomasti, monilähetys-DNS, Wifi Manager), jotka olen alkanut sisällyttää kaikkiin ESP8266-pohjaisiin projekteihini.

Kaikki tämän projektin koodi (mukaan lukien Nixie -kello ja chimer -ohjaus) on Githubissa täällä. Olen jättänyt käyttämäni kuvat HTML/CSS -tiedostoihin, joten se toimii laatikosta (toivottavasti) - sinun tarvitsee vain lisätä omat Adafruit IO -tilisi tiedot.

Vaihe 7: Nixie -kello ja Chimer

Nixie -kelloa ohjaa erillinen NodeMCU, ja se käyttää Nixie -putkea ja ohjainmoduulia, joka on suunniteltu Arduino -kilpeksi. Linkin versio sisältää GPS -moduulin ajan saamiseksi. Kilpiäni (aiempi versio) ei sisällä GPS -moduulia, mutta käytän solmun MCU: ta saadakseni aikaa Internetistä, mikä on jollain tavalla parempi.

Kellon ohjausjärjestelmässä ja kellon graafisessa käyttöliittymässä on enemmän kokoonpanovaihtoehtoja, mutta muuten se on hyvin samanlainen kuin barometri. Tässä on hieman päällekkäisyyttä siinä, että Nixie -LEDit reagoivat barometrin mielialatuloihin (saman Adafruit IO -syötteen kautta).

Alkuperäisen kellokoneiston hylkystä pelastin tarpeeksi bittejä rakentaakseni kellomekanismin, jota käytti kolmas NodeMCU (hei, ne ovat vain 6 dollaria kukin) ja toinen askelmoottori. Lisäsin vain "rajapinnan" alkuperäisen mekanismin ja moottorin välillä. "Liitäntä" on lainausmerkeissä, koska se käsittää vain luodiliittimen, jossa on kaksi naulaa, jotka on työnnetty siihen suorassa kulmassa ja työnnetty moottorin akselille. Tämän laitteen jokainen neljänneskierros johtaa yhteen kimeerin iskuun. Jälleen kerran chimer -ohjausjärjestelmä on samanlainen kuin ilmanpainemittari ja kaikki kolme verkkopalvelinta on yhdistetty toisiinsa, jotta koko erä näyttää saumattomammalta kuin se todellisuudessa on.

Kello ja soittokello NodeMCU toimivat täysin toisistaan riippumatta, mutta Internetin kellonajan ihmeiden vuoksi ne ovat aina täydellisessä synkronissa.