Nixie Clock Mood Barometer: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

A Progress észrevétlen áldozata az aneroid otthoni barométer. Manapság még lehet példákat találni a kilencven év feletti emberek otthonában, de további milliók vannak a szemétlerakóban, vagy az ebay -en.

Valójában a régi iskolai barométer nem segítette magát azzal, hogy nagyjából haszontalan volt egy munkájában. Még akkor is, ha feltételezzük, hogy helyesen kalibrálták és megfelelően működtek, légköri nyomás segítségével előre jelezték az időjárást, vagy akár jelezték az aktuális időjárást, szinte lehetetlen.

Eközben a tömegközlekedési eszközök napi 24 órában rendelkezésre álló időjárási jelentéseinek bevezetését kiegészítve szuperpontos szilárdtest-nyomás-, hőmérséklet- és páratartalom-érzékelők váltak elérhetővé. Dobjon be egy processzort és egy olcsó LCD kijelzőt, és van egy "digitális otthoni időjárás -állomása". Még az időjárás -bolondoknak, vagy azoknak sem, akik azt hiszik, hogy az időjárás a tévében vagy az interneten kormányzati cselekmény, nem volt szükség többé barométerre.

Mindez szégyen, mert meleg emlékeim vannak arról a barométerről, ami gyerekkoromban volt. Apám minden nap gondosan modulált koppintást adott neki, és beállította az aktuális olvasási mutatót egy mini rituáléban, amelyet utánozni akartam idősebb koromban, még akkor is, ha rájöttem, hogy a dolog csak világszínvonalú blager.

Így készíthet egy frissített analóg kijelzős barométert, amely nem oldja meg az eredeti hiányosságokat, de néhány további funkcióval még haszontalanabb, mint amivel kezdte. Ha megnézed a videót, rájössz az ötletre.

Tekintettel ennek a projektnek a szerény céljaira, meglehetősen bonyolult - pontosabban, a projekt teljes egészében történő megismétlése túl sok egy Instructable számára. Emiatt a barométer/hangulat -barométer részre összpontosítok, a többiben pedig csak a helyes irányba mutatok.

1. lépés: Hozzávalók és eszközök

A barométerhez/hangulatbarométerhez szüksége lesz:

• Aneroid barométer. Nem kell működnie. Valami fontosabb esztétikai érzékenységére. Bárcsak nálam lenne a gyerekkori otthonom, de azt hiszem, a szeméttelepen van. Kaptam egy csomagot az ebay -en 15 dollárért.
• Nyomásérzékelő.
• ESP8266 modul - NodeMCU -t használtam.
• Megfelelő léptetőmotor és vezetőtábla - a hivatkozás ötös munkakörhöz vezet, de az árért nehéz legyőzni őket. Ennek a motornak 4096 lépése van egy teljes forgásban, ami nagy felbontást biztosít a céljainkhoz.
• 5VDC tápegység - legalább 1A - az ESP8266 és a motor számára. Kombinált 12VDC és 5VDC tápegységet használtam, mert már volt ilyen, és szükségem volt egy 12V -os tápegységre a Nixie órához (plusz több 5V -os tápellátás a projekt többi eleméhez).
• Legalább három LED (a nyomás trendjének jelzésére).
• LDR/fotorezisztor.
• Különféle fogyóeszközök, például áthidaló huzal, ellenállások, hőre zsugorodó csövek stb.
• A legtöbb esetben használhatja az elektronika elhelyezésére használt barométer eredeti tokját. Egy homályos Arts & Crafts stílusú óratokot helyeztem el az óra és a barométer elhelyezésére, így nem volt szüksége a barométer házára.

Szerszámosan forrasztópáka, hőpisztoly és néhány kis kéziszerszám szükséges. Ha jelentős módosításokat kell végrehajtania a házon, akkor az elektromos szerszámok választéka jól jön.

2. lépés: Óvatosan készítse elő a burkolatot

Az, hogy mit kell itt tennie, nagymértékben függ a használt szekrénytől. Ha a barométer saját tokját használja, akkor csak ki kell találnia, hogyan kell szétszerelni és eltávolítani az aneroid mechanizmust. A mutató valószínűleg közvetlenül erre a mechanizmusra van felszerelve, és némi gondot kell fordítani a mutató károsítás nélküli leválasztására.

Kicsit több dolgom volt, mert az óratokomban még mindig benne volt a régi (nem működő) óraszerkezet.

Szinte semmit sem tudok a mechanikus órákról, de a húsos, tekercselt rugók azt sugallták, hogy óvatosan kell eljárnom. Ennek ellenére, amikor felrobbant a dolog, akkor felkészületlen voltam. Az egyik másodpercben kibontottam egy lényegtelennek tűnő csavart, a következőben nagy durranás hallatszott, és a levegő megtelt porral és törmelékkel. Órák voltak mindenfelé, és maga a tok teljesen szétrobbant. Nagyjából úgy képzelem, amikor egy igazi bomba felrobban, egy pillanatig nem tudtam rájönni, mi történt. Az ezt követő fülsiketítő csendben félig vártam, hogy halljam a szirénák távoli jajveszékelését. Ráadásul nagyon fájt a kezem.

Első lecke: Még a szerény méretű óraszerkezetek is meglepően nagy mennyiségű energiát képesek tárolni.

Második lecke: Ha kétségei vannak, viseljen védőszemüveget! Szerencsém volt, semmi sem repült a szemembe, de biztosan lehetett. Néha nem elegendő pusztán a régi biztonsági szemek elkötelezése (még abban sem biztos, hogy ezt tettem). A kezem rendben volt, csak baba voltam.

Sok ragasztás és rögzítés után összehoztam a tokot, és készen álltam a 3. lépésre.

3. lépés: Az alkatrészek telepítése - 1. rész

Meg kell találnia a motor beszerelésének módját, hogy a tengely éppen annyira nyúljon ki a tárcsán, hogy a mutató felhelyezésekor interferencia nélkül söpörjön végig az arcán. Ez egy kicsit nehezebb lehet, mint elsőre tűnik, mert a legtöbb barométer egy másik mutatóval rendelkezik az üveg belsejében, amelyet régebben az aktuális érték rögzítésére használtak. Amint azt később kifejtettük, nem lesz szükségünk erre a mutatóra, de megőrzése segít megőrizni az eszköz eredeti megjelenését.

Mindenesetre az aktuális leolvasó mutató megléte azt jelenti, hogy van egy korlátozás arra vonatkozóan, hogy az "elsődleges" mutató milyen messze tud leülni a tárcsa felületéről.

A másik irányban a mutatónak elég távol kell lennie a tárcsától ahhoz, hogy csak egy alátétet töröljön, amely keretbe foglalja a tárcsába telepített LDR -t (lásd a következő lépést).

Azt tettem, hogy a tárcsát és a keretét egy fa hátlapra szereltem, majd a motort a megfelelő távtartókkal a hátlapra szereltem. Az első kép talán segít megmagyarázni ezt, de lehet, hogy saját elrendezést talál.

Az óratok vagy hasonló méretű készülékek használatának egyik előnye, hogy van hely a tápegység belső telepítésére. Számomra ez azért volt fontos, mert az óra egy kandallópárkányon fog ülni, amelyet egy speciálisan telepített konnektorhoz csatlakoztattak. Nyilvánvalóan anakronisztikus "falszemölcs" vagy SPS -tégla elrejtése ezen a helyen nehéz lett volna - de ez talán nem jelent problémát az Ön számára.

A második képen fel nem tüntetett alkatrészek a projekt óra- és csipogórészeire vonatkoznak (a harmadik NodeMCU és a hozzá tartozó vezetékek a Nixie NYÁK alatt vannak).

Minden más elhelyezése - elsősorban a BMP180 érzékelő, a motorvezérlő kártya és a NodeMCU - nem kritikus. Ez azt jelenti, hogy amíg az összekötő vezetéket el nem vittem a vezérlőpaneltől, a motor néha nem működött megfelelően. Nem biztos benne, hogy mi történt ott, de ha a motorja viccesen hangzik, és/vagy nem mozog simán, akkor érdemes megpróbálni mozgatni a vezetékeket.

Annak érdekében, hogy ne kelljen manuálisan rögzíteni a nyomás trendjét (emelkedő, csökkenő vagy egyenletes), három kis LED -et helyeztem el a tárcsa alatt. Ha mindhárom világít, a barométer hangulatmódban van. "Meleg fehér" LED -eket használtam az időszak hangulatának megőrzésére. Modulálatlanul, túlságosan világosak voltak, ha frontálisan nézték őket, de némi nagy teherbírású PWM-rel azt a kinézetet kaptam, amire vágytam. A jelenlegi olvasómutató továbbra is elérhető a hagyományőrzők számára.

4. lépés: Az alkatrészek telepítése - 2. rész

Foglalkozzunk az LDR -rel a tárcsában. Először is, miért kell ez nekünk?

Nos, ez az én megoldásom az olcsó léptetőmotor korlátozására - bár képes pontos lépésekben mozogni, de nincs eredendő képessége, hogy tudja, hol van, csak a kiindulási helyzetére hivatkozva. Míg elméletileg feltételezem, hogy ezt keményen kódolhatná, és nyomon követhetné az összes későbbi mozdulatot, azt sejtettem (valódi alap nélkül), hogy a hibák gyorsan bekúsznak, különösen, ha figyelembe vesszük a "hangulatmódban" szükséges nagyméretű mozgásokat. Ezenkívül áramszünetet is okozhat (minden mozdulat EEPROM -ba írása nem igazán praktikus).

Az első gondolatom az volt, hogy bevezetek egy kalibrációs ciklust a bekapcsoláskor, valamint a hangulat és a barométer üzemmód közötti váltásra. Ez a ciklus leállít egy mikrokapcsolót a tárcsa egy ismert pontján. De a kapcsoló ötlet mechanikus megvalósítása túl nagy kihívásnak tűnt számomra. Maga a mutató túl gyenge ahhoz, hogy a hajtómű legyen, ezért valami mást kell telepítenem a tengelyre. Aztán ott volt a 360 ° -os mozgás megőrzésének kérdése - az egyik oka annak, hogy léptetőmotorral mentem, nem pedig standard szervóval. Egy kicsit több találékonyság alkalmazásával, mint amennyit be tudtam hozni, biztos vagyok benne, hogy egy mikrokapcsoló működőképessé tehető-vagy talán létezik egy polcon kívüli helyzetérzékelő megoldás is-, de más utat választottam.

Figyelje meg a tárcsa képén, hogy az egyórás helyzetben egy alátét van felszerelve. Ez az alátét a NodeMCU -n elérhető egyetlen analóg bemenethez csatlakoztatott LDR -t keretezi. Amikor a barométer be van kapcsolva, vagy üzemmódot vált, a NodeMCU kalibrálási ciklusba lép, és egyszerűen azt keresi, hogy hirtelen megváltozik a fényszint, amit az LDR fölött haladó mutató hátulja okoz. Minden további mozgást az ismert pozícióból indexelünk. Kicsit babrálnom kellett a kód küszöbértékeivel, hogy ez megbízhatóan működjön, de miután ez megtörtént, kellemesen meglepődtem, hogy mennyire pontos - következetesen visszatérve a barométer beállításaihoz a várt értékek 1% -án vagy 2% -án belül.

Nyilvánvalóan nem működik sötétben, de akkor általában nem váltana módot. Ha valamilyen oknál fogva a kalibrálási ciklust nem lehet befejezni egy meghatározott időn belül, akkor feladja és felvillan a trend LED -ek.

Mindenesetre az LDR megközelítés szépsége, hogy a telepítés szuper egyszerű - fúrjon egy lyukat, amely éppen elég nagy az LDR -hez a tárcsában, ahol a mutató hátsó vége lefedi. Ahhoz, hogy szép "tömítést" kapjon a mutató és az LDR között, ragasszon egy kis alátétet az LDR köré, és szükség esetén módosítsa a mutató farkát (én megfelelő formájú fekete papírt használtam).

5. lépés: A kód - alapvető funkciók

Ahogy mások is megtalálták, nem tudtam elérni, hogy a szabványos Arduino léptetőmotor -könyvtár működjön ezzel a motorral és illesztőprogrammal. Szerencsére van egy jó utasítás az erre vonatkozó kóddal, amely működik. Az eredeti bejegyzésben használt kódot használtam az alapvető lépésekhez, bár a megjegyzésekben számos optimalizálási javaslat található. Ez a kód nem igényel könyvtárat.

A nyomásadatok feldolgozásához egy példát használtam a Sparkfun BMP180 könyvtárból. Akkor már csak a motorvezérléssel kellett ezt összehoznom.

6. lépés: A kód - kalibrálás, vezérlés, grafikus felület, Google asszisztens és segédprogramok

Az elsődleges kalibrálás kemény kódolású. A biztonság kedvéért és a barométer esetleges más magasságba való áthelyezésének figyelembevétele érdekében a másodlagos kalibrálást és vezérlést a NodeMCU és a Websocket kommunikáció által felpörgetett webszerverrel lehet elérni. Itt van egy jó forrás ennek megismerésére.

Amint azonban a videó is mutatja, ennek a projektnek a valódi "wow" tényezője, például a Google Assistant/Google Home segítségével irányítható. Van itt egy Instructable a kenyérpirító GA -hoz (Raspberry Pi3 hajtja). Ne aggódjon, nem kell 400 dolláros kenyérpirítót használni házként.

A parancsokat a GA IFTTT -n és Adafruit IO -n keresztül továbbítja a NodeMCU -nak. Itt van egy jó forrás erre vonatkozóan. Vannak más, bonyolultabb módszerek a Google Segéddel való interakcióra, de ennél a projektnél ez az nagyon egyszerű megközelítés tökéletesen működik.

Végül a kód tartalmaz néhány rendkívül hasznos segédfunkciót (az éteren keresztüli frissítést, a multicast DNS-t, a Wifi Manager-t), amelyeket elkezdtem beépíteni minden ESP8266-alapú projektembe.

A projekt összes kódja (beleértve a Nixie órát és a csipogó vezérlőt) itt található a Githubon. Hagytam a képeket, amelyeket használtam a HTML/CSS fájlokban, így nem fog működni (remélhetőleg) - csak hozzá kell adnia saját Adafruit IO -fiókjának adatait.

7. lépés: A Nixie Clock és a Chimer

A Nixie órát egy külön NodeMCU vezérli, és egy Nixie csövet és illesztőprogram -modult használ, amely itt elérhető Arduino pajzsként. A linkben szereplő verzió tartalmaz egy GPS modult az idő megszerzésére. A pajzsomban (egy korábbi verzió) nincs GPS -modul, de a Node MCU -t használom, hogy időt nyerjek az internetről, ami bizonyos szempontból jobb.

Az óra vezérlési sémája és GUI -ja több konfigurációs lehetőséget tartalmaz, de egyébként nagyon hasonlít a barométerhez. Itt van egy kis átfedés, mivel a Nixie LED -ek reagálnak a barométer hangulatbemenetére (ugyanazon Adafruit IO feeden keresztül).

Az eredeti óramű mechanizmusának roncsaiból elegendő bitet mentettem ki ahhoz, hogy egy harmadik NodeMCU (hé, csak 6 dollár) és egy másik léptetőmotor által hajtott cimer -mechanizmust építsenek. Csak egy "interfészt" tettem hozzá az eredeti mechanizmus és a motor között. Az "Interfész" idézőjelben van, mert csak egy golyócsatlakozóból áll, két szöget derékszögben belehajtva és a motor tengelyére tolva. Ennek a szerkezetnek minden negyedik elforgatása egy ütést eredményez a csimerben. Ismételten, a csipogó vezérlési séma hasonló a barométerhez, és mindhárom webszerver össze van kapcsolva, hogy az egész zökkenőmentesebbnek tűnjön, mint amilyen valójában.

Az óra és a csipogó NodeMCU -k egymástól teljesen függetlenül működnek, de az internetes időmérés csodái miatt mindig tökéletesen szinkronban vannak.