Nixie Clock Mood Barometer: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Kematian Progress yang tidak biasa adalah barometer rumah aneroid. Hari-hari ini, anda mungkin masih dapat mencari contoh di rumah orang yang berusia lebih dari sembilan puluh tahun, tetapi berjuta-juta lagi berada di tempat pembuangan sampah, atau di ebay.

Sebenarnya, barometer sekolah lama tidak membantu dirinya dengan tidak berguna dalam satu-satu tugasnya. Walaupun menganggapnya dikalibrasi dengan betul dan berfungsi dengan baik, menggunakan tekanan atmosfera untuk meramalkan cuaca, atau bahkan menunjukkan cuaca semasa, hampir mustahil.

Sementara itu, untuk melengkapkan pengenalan laporan cuaca media massa 24/7, sensor tekanan keadaan pepejal, suhu dan kelembapan yang sangat tepat tersedia. Masukkan pemproses dan paparan LCD yang murah dan anda sendiri mempunyai "stesen cuaca rumah digital". Bahkan kutu buku cuaca, atau orang yang menganggap cuaca di tv atau internet adalah rancangan pemerintah, tidak memerlukan barometer lagi.

Semua itu memalukan, kerana saya mempunyai kenangan hangat tentang barometer yang kami alami di rumah masa kecil saya. Ayah saya akan memberikannya ketukan yang dimodulasi dengan teliti setiap hari dan menetapkan petunjuk bacaan semasa dalam ritual mini yang saya rindukan untuk dicontohi ketika saya lebih tua, walaupun setelah saya mengetahui bahawa perkara itu hanyalah blagger kelas dunia.

Inilah cara membuat barometer paparan analog yang dikemas kini yang tidak mengatasi kekurangan yang asli, tetapi mempunyai beberapa fungsi tambahan yang lebih berguna daripada yang dimulakan. Sekiranya anda menonton video, anda akan mendapat idea.

Memandangkan tujuan sederhana projek ini, agak rumit - atau lebih tepatnya, untuk meniru projek secara keseluruhan terlalu banyak untuk satu Instructable. Atas sebab ini, saya akan menumpukan perhatian pada bahagian barometer / mood barometer dan selebihnya saya hanya akan menunjukkan anda ke arah yang betul.

Langkah 1: Bahan & Alatan

Untuk barometer / barometer mood, anda memerlukan:

• Barometer aneroid. Tidak perlu bekerja. Sesuatu yang menarik bagi kepekaan estetik anda lebih penting. Seandainya saya mempunyai yang dari rumah zaman kanak-kanak saya tetapi saya rasa ia adalah tempat pembuangan sampah. Saya mendapat pengganti di ebay dengan harga $ 15.
• Sensor tekanan.
• Modul ESP8266 - Saya menggunakan NodeMCU.
• Motor dan papan pemacu stepper yang sesuai - pautan adalah dengan lima pekerjaan tetapi dengan harga yang sukar ditandingi. Motor ini mempunyai 4096 langkah dalam putaran lengkap, memberikan resolusi yang cukup untuk tujuan kita.
• Bekalan kuasa 5VDC - sekurang-kurangnya 1A - untuk ESP8266 dan motor. Saya menggunakan gabungan 12VDC dan 5VDC kerana saya sudah mempunyai satu dan memerlukan bekalan 12V untuk jam Nixie (ditambah lebih banyak kuasa 5V untuk elemen lain dari projek).
• Sekurang-kurangnya tiga LED (untuk menunjukkan arah aliran tekanan).
• LDR / fotoresistor.
• Pelbagai jenis bahan habis pakai seperti jumper wire, perintang, tiub pengecutan panas, dll.
• Dalam kebanyakan kes, anda boleh menggunakan bekas barometer yang anda gunakan untuk menempatkan elektronik. Saya memasang semula casing jam gaya Seni & Kraf yang samar-samar untuk menempatkan jam dan barometer sehingga tidak memerlukan casing barometer.

Alat alat, anda memerlukan besi pematerian, senapang panas dan beberapa alat tangan kecil. Sekiranya anda perlu melakukan pengubahsuaian penting pada kes ini, pilihan alat kuasa akan sangat berguna.

Langkah 2: Siapkan Kandang Anda dengan berhati-hati

Apa yang perlu anda lakukan di sini banyak bergantung pada kandang yang anda gunakan. Sekiranya anda menggunakan casing barometer, anda hanya perlu mencari tahu bagaimana membezakannya dan membuang mekanisme aneroid. Penunjuk kemungkinan dipasang secara langsung pada mekanisme ini dan perlu dilakukan perhatian untuk melepaskan penunjuk tanpa merosakkannya.

Saya mempunyai sedikit kerja lagi, kerana kotak jam saya masih mempunyai mekanisme jam yang lama (tidak berfungsi) di dalamnya.

Saya tidak tahu apa-apa mengenai jam mekanikal, tetapi mata air yang bergelung dengan kuat menyarankan agar saya meneruskannya dengan berhati-hati. Walaupun begitu, ketika perkara itu meletup, saya tidak bersedia. Sekejap sahaja saya melepaskan sekrup yang kelihatan tidak penting, seterusnya ada bunyi kuat dan udara dipenuhi debu dan serpihan. Sedikit jam terdapat di seluruh tempat dan casing itu sendiri hancur. Sama seperti yang saya bayangkan ketika bom sebenar meletup, untuk seketika saya tidak dapat mengetahui apa yang telah berlaku. Dalam keheningan memekakkan telinga yang menyusul, saya separuh berharap dapat mendengar tangisan siren yang jauh. Tangan saya betul-betul sakit.

Pelajaran Pertama: Bahkan mekanisme jam bersaiz sederhana dapat menyimpan sejumlah besar tenaga.

Pelajaran Kedua: Sekiranya ragu, pakai cermin mata keselamatan! Saya bernasib baik, tidak ada yang melintas di mata saya tetapi ia pasti dapat berlaku. Kadang-kadang hanya melibatkan keselamatan yang lama tidak cukup (bahkan tidak pasti saya melakukan ini). Tangan saya baik-baik saja, saya baru sahaja menjadi bayi.

Setelah banyak menempel dan mengepal, saya mengembalikan kes itu dan bersedia untuk meneruskan ke Langkah 3.

Langkah 3: Pasang Komponen - Bahagian 1

Anda perlu mencari beberapa cara untuk memasang motor sehingga poros menonjol melalui dail cukup sehingga apabila penunjuk dipasang, ia akan menyapu seluruh wajah tanpa gangguan. Ini mungkin sedikit lebih sukar daripada yang pertama kali muncul kerana kebanyakan barometer akan mempunyai penunjuk lain di bahagian dalam gelas yang pada masa dahulu digunakan untuk merakam bacaan semasa. Seperti yang dijelaskan kemudian, kami tidak memerlukan penunjuk ini tetapi menyimpannya membantu mengekalkan rupa dan nuansa asli peranti.

Dalam keadaan apa pun, keberadaan penunjuk pembacaan semasa bermaksud ada batasan sejauh mana penunjuk "primer" dapat duduk di luar dail.

Ke arah lain, penunjuk perlu duduk cukup jauh dari dail untuk membersihkan mesin basuh yang akan membingkai LDR yang dipasang ke dalam dail (lihat langkah seterusnya).

Apa yang saya lakukan ialah memasang dail dan kerangka pada penyokong kayu, kemudian pasangkan motor di belakang dengan spacer yang sesuai. Gambar pertama mungkin dapat membantu menjelaskan perkara ini tetapi anda mungkin mempunyai susunan anda sendiri.

Satu kelebihan menggunakan casing jam atau sesuatu yang seukuran sama ialah terdapat ruang untuk memasang bekalan kuasa secara dalaman. Bagi saya, ini penting kerana jam akan duduk di atas mantelpiece yang dipasang ke outlet yang saya pasangkan khas. Menyembunyikan "dinding ketuat" atau batu bata SPS yang jelas bersifat anachronistik di lokasi ini pasti sukar - tetapi itu mungkin bukan masalah bagi anda.

Komponen yang tidak dilabel pada gambar kedua berkaitan dengan jam dan bahagian cerobong projek (NodeMCU ketiga dan pendawaian yang berkaitan berada di bawah Nixie PCB).

Penempatan semua yang lain - terutamanya sensor BMP180, papan pemandu motor, dan NodeMCU - tidak kritikal. Kononnya, sehingga saya memutuskan wayar interkoneksi dari papan pemandu motor kadang-kadang tidak berfungsi dengan baik. Tidak pasti apa yang berlaku di sana tetapi jika motor anda terdengar lucu dan / atau tidak bergerak dengan lancar, anda mungkin ingin mencuba menggerakkan wayar.

Untuk mengelakkan keperluan untuk mencatat aliran tekanan secara manual (naik, turun atau stabil) saya menyertakan tiga LED kecil di bawah dail. Apabila ketiga-tiganya menyala, barometer berada dalam mod mood. Saya menggunakan LED "putih hangat" untuk mencuba dan mengekalkan rasa haid. Tidak dimodulasi, mereka terlalu terang ketika dilihat secara langsung tetapi dengan beberapa PWM tugas berat saya mendapat penampilan yang saya harapkan. Penunjuk pembacaan semasa masih tersedia untuk golongan tradisionalis.

Langkah 4: Pasang Komponen - Bahagian 2

Mari berurusan dengan LDR di dail. Pertama, mengapa kita memerlukan ini?

Baiklah, ini adalah penyelesaian saya untuk menghadkan motor stepper yang murah - walaupun dapat bergerak dengan langkah yang tepat, ia tidak mempunyai kemampuan untuk mengetahui di mana ia selain daripada merujuk pada kedudukan permulaannya. Walaupun secara teori saya rasa anda boleh membuat kod ini dan menjejaki semua pergerakan seterusnya yang saya kira (tanpa asas yang nyata) bahawa kesalahan akan cepat masuk, terutamanya memandangkan pergerakan berskala besar yang diperlukan dalam "mod mood". Juga, anda akan diisi dengan pemadaman kuasa (menulis setiap pergerakan ke EEPROM tidak begitu praktikal).

Pemikiran pertama saya adalah untuk memperkenalkan kitaran penentukuran pada power-up dan peralihan antara mod mood dan barometer. Kitaran ini akan menggerakkan microswitch pada titik yang diketahui di dail. Tetapi pelaksanaan mekanik idea suis kelihatan terlalu mencabar bagi saya. Penunjuk itu sendiri terlalu tipis untuk menjadi penggerak jadi saya perlu memasang sesuatu yang lain pada batang. Kemudian ada masalah menjaga pergerakan 360 ° - satu sebab saya pergi dengan motor stepper dan bukannya servo standard. Dengan penggunaan sedikit kepintaran daripada yang saya dapat lakukan, saya yakin penyesuai mikro dapat berfungsi - atau mungkin ada penyelesaian sensor kedudukan di luar rak juga tersedia - tetapi saya pergi dengan cara lain.

Perhatikan dalam gambar dail terdapat mesin basuh yang dipasang pada kedudukan pukul satu. Mesin cuci ini membingkai LDR yang disambungkan ke input analog tunggal yang terdapat di NodeMCU. Apabila barometer dihidupkan, atau menukar mod, NodeMCU memasuki kitaran penentukuran dan hanya mencari perubahan tahap cahaya secara tiba-tiba yang disebabkan oleh bahagian belakang penunjuk bergerak di atas LDR. Sebarang pergerakan selanjutnya diindeks dari kedudukan yang diketahui. Saya terpaksa bermain sedikit dengan nilai ambang dalam kod untuk menjadikannya berfungsi dengan baik tetapi setelah itu dilakukan, saya terkejut dengan seberapa tepatnya - secara konsisten kembali ke tetapan barometer dalam 1% atau 2% dari nilai yang diharapkan.

Ia tidak berfungsi dalam kegelapan sepenuhnya, tentu saja, tetapi anda biasanya tidak akan menukar mod ketika itu. Jika kerana sebab tertentu kitaran penentukuran tidak dapat diselesaikan dalam waktu yang ditentukan, ia akan menyerah dan memancarkan LED tren.

Bagaimanapun, keindahan pendekatan LDR adalah pemasangannya sangat mudah - gerudi lubang yang cukup besar untuk LDR di dail pada titik di mana ia akan ditutup oleh hujung belakang penunjuk. Untuk mendapatkan "meterai" yang bagus antara penunjuk dan LDR, tempelkan mesin basuh kecil di sekeliling LDR dan, jika perlu, ubah ekor penunjuk (saya menggunakan beberapa kertas hitam yang sesuai).

Langkah 5: Kod - Fungsi Asas

Seperti yang dijumpai oleh orang lain, saya tidak dapat menggunakan perpustakaan motor stepper Arduino standard untuk bekerja dengan motor dan pemandu ini. Nasib baik, ada petunjuk yang baik untuk ini dengan kod yang berfungsi. Saya menggunakan kod dalam catatan asal untuk langkah asas walaupun terdapat beberapa cadangan pengoptimuman dalam komen. Kod ini tidak memerlukan perpustakaan.

Untuk memproses data tekanan, saya menggunakan contoh dari perpustakaan Sparkfun BMP180. Yang harus saya lakukan ialah menikah dengan kawalan motor.

Langkah 6: Kod - Penentukuran, Kawalan, GUI, Pembantu Google dan Fungsi Utiliti

Penentukuran primer dikodkan keras. Untuk berada di sisi yang selamat, dan untuk mempertimbangkan kemungkinan penempatan semula barometer ke ketinggian yang berbeza, penentukuran dan kawalan sekunder dicapai dengan pelayan web yang diputar oleh komunikasi NodeMCU dan Websocket. Sumber yang baik untuk mengetahui mengenai perkara ini ada di sini.

Seperti yang ditunjukkan oleh video, bagaimanapun, faktor "wow" sebenar projek ini, seperti yang ada, adalah kawalan melalui Google Assistant / Google Home. Terdapat Instructable untuk pemanggang GA (dikuasakan oleh Raspberry Pi3) di sini. Jangan risau, anda tidak perlu menggunakan pembakar roti $ 400 sebagai kandang.

Perintah diberikan oleh GA melalui IFTTT dan Adafruit IO ke NodeMCU. Sumber yang baik untuk ini ada di sini. Terdapat cara lain yang lebih rumit untuk berinteraksi dengan Pembantu Google anda tetapi untuk projek ini pendekatan yang sangat mudah ini berfungsi dengan sempurna.

Akhirnya, kod tersebut merangkumi beberapa fungsi utiliti yang sangat berguna (kemas kini melalui udara, Multicast DNS, Wifi Manager) yang telah saya mula sertakan dalam semua projek berasaskan ESP8266 saya.

Semua kod untuk projek ini (termasuk jam Nixie dan kawalan chimer) ada di Github di sini. Saya telah meninggalkan gambar yang saya gunakan dalam fail HTML / CSS sehingga berfungsi di luar kotak (semoga) - anda hanya perlu menambahkan butiran akaun Adafruit IO anda sendiri.

Langkah 7: Jam dan Chimer Nixie

Jam Nixie dikendalikan oleh NodeMCU yang berasingan dan menggunakan modul tiub dan pemacu Nixie yang direka sebagai pelindung Arduino yang terdapat di sini. Versi dalam pautan merangkumi modul GPS untuk mendapatkan masa. Perisai saya (versi sebelumnya) tidak mempunyai modul GPS tetapi saya menggunakan Node MCU untuk mendapatkan masa dari internet, yang dalam beberapa cara lebih baik.

Skema kawalan dan GUI untuk jam mempunyai lebih banyak pilihan konfigurasi tetapi sebaliknya sangat serupa dengan barometer. Terdapat sedikit pertindihan di sini bahawa LED Nixie bertindak balas terhadap input mood barometer (melalui suapan Adafruit IO yang sama).

Dari runtuhan mekanisme jam kerja yang asli, saya menyelamatkan cukup banyak bit untuk membina mekanisme chimer yang didorong oleh NodeMCU ketiga (hei, mereka hanya $ 6 setiap satu) dan motor stepper yang lain. Yang saya tambah adalah "antara muka" antara mekanisme asal dan motor. "Antaramuka" terdapat dalam tanda kutip kerana hanya terdiri dari penyambung peluru dengan dua paku dipacu ke dalamnya pada sudut tepat dan ditarik ke batang motor. Setiap pusingan putaran alat ini menghasilkan satu pukulan chimer. Sekali lagi, skema kawalan chimer serupa dengan barometer dan ketiga pelayan web dihubungkan bersama untuk menjadikan keseluruhannya kelihatan lebih lancar daripada yang sebenarnya.

Jam dan chimer NodeMCU berfungsi sepenuhnya bebas antara satu sama lain tetapi kerana keajaiban penyelenggaraan masa internet sentiasa selari dengan sempurna.