Barometri i humorit të orës Nixie: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Një viktimë e pa shënuar e Progresit është barometri aneroid i shtëpisë. Këto ditë, mund të jeni ende në gjendje të gjeni shembuj në shtëpitë e njerëzve mbi nëntëdhjetë, por miliona të tjerë janë në hale, ose në ebay.

Në të vërtetë, barometri i shkollës së vjetër nuk e ndihmoi veten duke qenë shumë i padobishëm në punën e vet. Edhe të supozosh se është kalibruar saktë dhe funksionon siç duhet, duke përdorur presionin atmosferik për të parashikuar motin, apo edhe për të treguar motin aktual, është pothuajse e pamundur.

Ndërkohë, për të plotësuar prezantimin e raporteve të motit në media 24/7, u bënë të disponueshëm sensorë të presionit super të saktë të gjendjes së ngurtë, temperaturës dhe lagështisë. Hidhni një procesor dhe një ekran LCD të lirë dhe do të keni një "stacion dixhital të motit në shtëpi". Edhe budallenjtë e motit, ose njerëzit që mendojnë se moti në televizor ose internet është një komplot qeveritar, nuk kishin më nevojë për një barometër.

E gjithë kjo është turp, sepse kam kujtime të ngrohta për barometrin që kishim në shtëpinë time të fëmijërisë. Babai im i jepte një çezmë të modifikuar me kujdes çdo ditë dhe vendoste treguesin e tanishëm të leximit në një mini ritual që kisha dëshirë të imitoja kur isha më i vjetër, edhe pasi e kisha kuptuar se gjëja ishte vetëm një shpikës i klasit botëror.

Ja se si të bëni një barometër të azhurnuar të ekranit analog që nuk adreson asnjë nga mangësitë e origjinalit, por ka disa funksione shtesë edhe më të padobishme se sa me atë që filloi. Nëse e shihni videon, do ta merrni idenë.

Duke pasur parasysh qëllimet modeste të këtij projekti, është mjaft komplekse - ose më saktë, të përsëritësh projektin në tërësinë e tij është shumë për një Udhëzues. Për këtë arsye, unë do të përqendrohem në pjesën e barometrit/barometrit të humorit dhe për pjesën tjetër do t'ju tregoj vetëm në drejtimin e duhur.

Hapi 1: Përbërësit dhe mjetet

Për barometrin/barometrin e humorit, do t'ju duhet:

• Një barometër aneroid. Nuk ka pse të punojë. Diçka që i tërheq ndjeshmërisë tuaj estetike është më e rëndësishme. Do të doja ta kisha atë nga shtëpia ime e fëmijërisë, por mendoj se është në hale. Kam marrë një zëvendësim në ebay për 15 dollarë.
• Një sensor presioni.
• Një modul ESP8266 - Kam përdorur një NodeMCU.
• Një motor stepper i përshtatshëm dhe bordi i shoferit - lidhja është me një punë prej pesë, por për çmimin ata janë të vështirë për tu mposhtur. Ky motor ka 4096 hapa në një rrotullim të plotë, duke dhënë rezolucion të mjaftueshëm për qëllimet tona.
• Një furnizim me energji 5VDC - të paktën 1A - për ESP8266 dhe motorin. Kam përdorur një furnizim të kombinuar 12VDC dhe 5VDC sepse kisha tashmë një dhe kisha nevojë për një furnizim 12V për orën Nixie (plus më shumë energji 5V për elementët e tjerë të projektit).
• Të paktën tre LED (për të treguar trendin e presionit).
• Një LDR/fotorezistues.
• Materialet e tjera të konsumit të tilla si tela kërcyes, rezistorë, tuba të tkurrjes së nxehtësisë, etj.
• Në shumicën e rasteve, mund të përdorni kutinë origjinale të barometrit që po përdorni për të vendosur pajisjet elektronike. Unë ripërdorova një kuti orësh të stilit të Artit dhe Mjeshtërisë për të vendosur si orën ashtu edhe barometrin, kështu që nuk kisha nevojë për kutinë e barometrit.

Nga ana vegla, do t'ju duhet një hekur bashkues, armë ngrohëse dhe disa vegla të vogla dore. Nëse keni nevojë të bëni modifikime të rëndësishme në rast, një përzgjedhje e mjeteve elektrike do të jetë e dobishme.

Hapi 2: Përgatitni rrethimin tuaj, me kujdes

Ajo që duhet të bëni këtu varet kryesisht nga rrethimi që po përdorni. Nëse jeni duke përdorur kutinë e barometrit, thjesht duhet të kuptoni se si ta ndani atë dhe të hiqni mekanizmin aneroid. Treguesi ka të ngjarë të jetë montuar drejtpërdrejt në këtë mekanizëm dhe duhet pasur kujdes që të shkëputet treguesi pa e dëmtuar atë.

Kisha pak më shumë punë për të bërë, sepse kutia ime e orës kishte ende mekanizmin e vjetër (jo të punës) të sahatit në të.

Unë nuk di asgjë për orët mekanike, por burimet e mbështjella me bojë sugjeruan që të vazhdoja me kujdes. Sidoqoftë, kur shpërtheu gjëja, unë isha, pra, i papërgatitur. Një sekondë po zhbëja një vidë në dukje të parëndësishme, në tjetrën pati një zhurmë të fortë dhe ajri u mbush me pluhur dhe mbeturina. Copa të orës ishin gjithandej dhe kutia në vetvete ishte shpërthyer plotësisht. Ashtu si e imagjinoj kur shpërthen një bombë e vërtetë, për një moment nuk mund ta kuptoja se çfarë kishte ndodhur. Në heshtjen shurdhuese që pasoi, unë gjysmën prisja të dëgjoja vajtimin e largët të sirenave. Gjithashtu, dora ime më dhemb vërtet.

Mësimi Një: Edhe mekanizmat e orës me madhësi modeste mund të ruajnë një sasi çuditërisht të madhe të energjisë.

Mësimi i dytë: Kur jeni në dyshim, vishni syze sigurie! Isha me fat, asgjë nuk më fluturoi në sy, por sigurisht që mund të kishte. Ndonjëherë thjesht angazhimi i vëzhgimeve të vjetra të sigurisë nuk është i mjaftueshëm (as nuk jam i sigurt që e kam bërë këtë). Dora ime ishte mirë, unë isha vetëm një fëmijë.

Pas shumë ngjitjesh dhe shtrëngimesh, e mblodha përsëri çështjen dhe isha gati të vazhdoja në hapin 3.

Hapi 3: Instaloni Komponentët - Pjesa 1

Ju duhet të gjeni një mënyrë për të instaluar motorin në mënyrë që boshti të dalë përmes numrit aq sa duhet kur treguesi të jetë ngjitur ai do të fshijë në të gjithë fytyrën pa ndërhyrje. Kjo mund të jetë pak më e vështirë nga sa duket në fillim, sepse shumica e barometrave do të kenë një tregues tjetër në pjesën e brendshme të xhamit, i cili në kohët e vjetra përdorej për të regjistruar leximin aktual. Siç u shpjegua më vonë, ne nuk do të kemi nevojë për këtë tregues, por mbajtja e tij ndihmon në ruajtjen e pamjes dhe ndjenjës origjinale të pajisjes.

Në çdo rast, ekzistenca e treguesit të leximit aktual do të thotë se ekziston një kufi se sa larg treguesi "parësor" mund të ulet nga faqja e numrit.

Në drejtimin tjetër, treguesi duhet të ulet mjaft larg nga dial për të pastruar vetëm një rondele që do të vendosë një LDR të instaluar në numrin (shiko hapin tjetër).

Ajo që bëra ishte montimi i numrit dhe kornizës së tij në një mbështetëse druri, pastaj montimi i motorit në pjesën e pasme me ndarës të përshtatshëm. Fotografia e parë mund të ndihmojë në shpjegimin e kësaj, por ju mund të dilni me aranzhimin tuaj.

Një avantazh i përdorimit të një kuti orësh ose diçkaje me madhësi të ngjashme është se ka vend për të instaluar furnizimin me energji elektrike brenda. Për mua, kjo ishte e rëndësishme sepse ora do të ulej në një tavan të mbyllur në një prizë që e kisha instaluar posaçërisht. Fshehja e një "lythi mur" padyshim anakronik ose tulla SPS në këtë vend do të ishte e vështirë - por kjo mund të mos jetë një çështje për ju.

Komponentët që nuk janë të shënuar në figurën e dytë lidhen me orën dhe pjesët e kimerit të projektit (instalimi i tretë NodeMCU dhe instalimet elektrike të lidhura janë nën PCB Nixie).

Vendosja e gjithçkaje tjetër - kryesisht sensori BMP180, bordi i drejtuesit të motorit dhe NodeMCU - nuk është kritik. Thënë kështu, derisa e largova tela e ndërlidhjes larg bordit të shoferit, motori nganjëherë nuk funksiononte siç duhet. Nuk jam i sigurt se çfarë po ndodhte atje, por nëse motori juaj tingëllon qesharak dhe/ose nuk lëviz pa probleme, mund të dëshironi të provoni të lëvizni telat përreth.

Për të shmangur nevojën për të regjistruar manualisht trendin e presionit (në rritje, në rënie ose të qëndrueshme) unë përfshiva tre LED të vegjël nën numrin. Kur të tre janë ndezur, barometri është në gjendje humori. Kam përdorur LED "të bardhë të ngrohtë" për të provuar dhe ruajtur ndjesinë e periudhës. Të pamoduluar, ata ishin shumë të ndritshëm kur shikoheshin kokë më kokë, por me disa PWM të rënda mora pamjen që isha. Treguesi aktual i leximit është ende në dispozicion për tradicionalistët.

Hapi 4: Instaloni Komponentët - Pjesa 2

Le të merremi me LDR në numrin. Së pari, pse dreqin na duhet kjo?

Epo, është zgjidhja ime për kufizimin e një motori stepper të lirë - megjithëse mund të lëvizë në hapa të saktë, ai nuk ka aftësi të qenësishme të dijë se ku është tjetër përveçse duke iu referuar pozicionit të tij fillestar. Ndërsa në teori mendoj se ju mund ta kodoni këtë dhe të mbani gjurmët e të gjitha lëvizjeve të mëvonshme mendova (pa asnjë bazë reale) që gabimet do të hynin shpejt, veçanërisht duke pasur parasysh lëvizjet në shkallë të gjerë të kërkuara në "modalitetin e humorit". Gjithashtu, do të jeni të mbushur me një ndërprerje të energjisë (të shkruani çdo lëvizje në EEPROM nuk është vërtet praktike).

Mendimi im i parë ishte të prezantoja një cikël kalibrimi mbi fuqizimin dhe zhvendosjen midis gjendjes shpirtërore dhe barometrit. Ky cikël do të rrëzonte një mikroçelës në një pikë të njohur në numrin. Por zbatimi mekanik i idesë së ndërrimit më dukej shumë sfidues për mua. Treguesi në vetvete është shumë i dobët për të qenë aktivizuesi, kështu që do të më duhet të instaloj diçka tjetër në bosht. Pastaj ishte çështja e ruajtjes së lëvizjes 360 ° - një arsye pse kisha shkuar me një motor stepper dhe jo me një servo standard. Me aplikimin e një zgjuarsie më të madhe se sa mund të bëja, unë jam i sigurt se një mikroçelës mund të funksionojë-ose ndoshta ka një zgjidhje të sensorit të pozicionit jashtë raftit gjithashtu në dispozicion-por unë shkova në një mënyrë tjetër.

Vini re në figurën e dialit ka një rondele të montuar në pozicionin e orës një. Kjo rondele kornizon një LDR të lidhur me hyrjen e vetme analoge të disponueshme në NodeMCU. Kur barometri ndizet, ose ndërron modalitetet, NodeMCU hyn në një cikël kalibrimi dhe thjesht kërkon një ndryshim të papritur në nivelin e dritës të shkaktuar nga pjesa e pasme e treguesit që udhëton mbi LDR. Çdo lëvizje e mëtejshme indeksohet nga ai pozicion i njohur. Më është dashur të futem pak me vlerat e pragut në kod për ta bërë këtë të funksionojë me besueshmëri, por pasi u bë kjo, u befasova këndshëm se sa i saktë ishte - duke u kthyer vazhdimisht në cilësimet e barometrit brenda 1% ose 2% të vlerave të pritshme.

Nuk funksionon në errësirën e plotë, padyshim, por zakonisht nuk do të ndryshonit modalitete atëherë. Nëse për ndonjë arsye cikli i kalibrimit nuk mund të përfundojë brenda një kohe të caktuar, ai heq dorë dhe ndez LED -et e trendit.

Gjithsesi, bukuria e qasjes LDR është se instalimi është super i thjeshtë - shponi një vrimë mjaft të madhe për LDR në numrin në një pikë ku do të mbulohet nga ana e pasme e treguesit. Për të marrë një "vulë" të bukur midis treguesit dhe LDR, ngjitni një rondele të vogël rreth LDR dhe, nëse është e nevojshme, modifikoni bishtin e treguesit (kam përdorur disa letra të zeza të formës së përshtatshme).

Hapi 5: Kodi - Funksionaliteti Bazë

Siç kanë gjetur të tjerët, unë nuk mund të merrja bibliotekën standarde të motorit stepper Arduino për të punuar me këtë motor dhe shofer. Për fat të mirë, ka një Udhëzues të mirë për këtë me kod që funksionon. Kam përdorur kodin në postimin origjinal për hapin bazë edhe pse ka disa sugjerime optimizimi në komente. Ky kod nuk kërkon një bibliotekë.

Për përpunimin e të dhënave të presionit, kam përdorur një shembull nga biblioteka Sparkfun BMP180. E tëra çfarë më duhej të bëja atëherë ishte të martohesha me këtë me kontrollin motorik.

Hapi 6: Kodi - Kalibrimi, Kontrolli, GUI, Google Assistant dhe Funksionet e Shërbimeve

Kalibrimi primar është i koduar. Për të qenë në anën e sigurt dhe për të llogaritur zhvendosjen e mundshme të barometrit në një lartësi të ndryshme, kalibrimi dhe kontrolli dytësor arrihet me një server në internet të krijuar nga komunikimi NodeMCU dhe Websocket. Një burim i mirë për të mësuar në lidhje me këtë është këtu.

Siç demonstron video, megjithatë, faktori i vërtetë "wow" i këtij projekti, siç është, është kontrolli përmes Google Assistant/Google Home. Nuk është një Instructable për thotë dolli GA (mundësuar nga një Raspberry Pi3) këtu. Mos u shqetësoni, nuk keni nevojë të përdorni një dolli $ 400 si një rrethim.

Komandat kalohen nga GA përmes IFTTT dhe Adafruit IO në NodeMCU. Një burim i mirë për këtë është këtu. Ka mënyra të tjera, më të ndërlikuara, për të bashkëvepruar me Asistentin tuaj Google, por për këtë projekt kjo qasje shumë e thjeshtë funksionon në mënyrë perfekte.

Së fundi, kodi përfshin disa funksione jashtëzakonisht të dobishme të shërbimeve (përditësim në ajër, Multicast DNS, Wifi Manager) që kam filluar të përfshijë në të gjitha projektet e mia të bazuara në ESP8266.

I gjithë kodi për këtë projekt (përfshirë orën Nixie dhe kontrollin e kimerit) është në Github këtu. Unë i kam lënë imazhet që kam përdorur në skedarët HTML/CSS kështu që funksionon jashtë kutisë (me shpresë) - thjesht do të duhet të shtoni të dhënat tuaja të llogarisë Adafruit IO.

Hapi 7: Ora Nixie dhe Chimer

Ora Nixie kontrollohet nga një NodeMCU e veçantë dhe përdor një tub Nixie dhe modul shoferi të krijuar si një mburojë Arduino e disponueshme këtu. Versioni në lidhje përfshin një modul GPS për të marrë kohë. Mburoja ime (një version i mëparshëm) nuk ka modulin GPS, por unë përdor Node MCU për të marrë kohë nga interneti, i cili në disa mënyra është më i mirë.

Skema e kontrollit dhe GUI për orën ka më shumë mundësi konfigurimi, por përndryshe është shumë e ngjashme me barometrin. Ekziston një mbivendosje e vogël këtu në atë që LED -të Nixie u përgjigjen hyrjeve të humorit të barometrit (përmes të njëjtit ushqim Adafruit IO).

Nga rrënojat e mekanizmit origjinal të orës unë shpëtova pjesë të mjaftueshme për të ndërtuar një mekanizëm kimer të nxitur nga një NodeMCU i tretë (hej, ato janë vetëm 6 dollarë secila) dhe një motor stepper tjetër. Gjithçka që shtova ishte një "ndërfaqe" midis mekanizmit origjinal dhe motorit. "Ndërfaqja" është në thonjëza sepse përfshin vetëm një lidhës plumbash me dy gozhdë të futur në të në kënde të drejta dhe të futura në boshtin e motorit. Çdo tremujor i rrotullimit të këtij kontraceptivi rezulton në një goditje të kimerit. Edhe një herë, skema e kontrollit të kimerit është e ngjashme me barometrin dhe të tre serverët në internet janë të lidhur së bashku për ta bërë të gjithë pjesën të duket më e thjeshtë se sa është në të vërtetë.

Ora dhe chimer NodeMCU funksionojnë plotësisht të pavarur nga njëri -tjetri, por për shkak të mrekullive të mbajtjes së kohës në internet janë gjithmonë të sinkronizuara në mënyrë perfekte.