Nixie Clock көңіл -күй барометрі: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Прогресстің белгісіз құрбаны - анероидты үй барометрі. Бұл күндері сіз әлі де тоқсаннан асқан адамдардың үйлерінен мысалдар таба аласыз, бірақ миллиондаған адамдар қоқыс алаңында немесе ebayде.

Шындығында, ескі мектеп барометрі бір жұмысында мүлдем пайдасыз болғандықтан, өзіне көмектесе алмады. Атмосфералық қысымды пайдаланып, ауа -райын болжау немесе тіпті қазіргі ауа -райын көрсету үшін оны калибрлеу және дұрыс жұмыс істеуді болжау мүмкін емес.

Сонымен қатар, тәулік бойы жұмыс істейтін БАҚ ауа райы туралы есептерді енгізуді толықтыру үшін қатты күйдегі қысым, температура мен ылғалдылық сенсорлары қол жетімді болды. Процессор мен арзан СКД дискіні лақтырыңыз, сонда сізде «цифрлық үй метеостанциясы» болады. Тіпті ауа райын білмейтіндер немесе теледидарда немесе интернетте ауа райы үкіметтің жоспары деп ойлайтын адамдарға барометрдің қажеті болмады.

Мұның бәрі ұят, өйткені менде балометрлік үйдегі барометр туралы жылы естеліктер бар. Менің әкем оған күн сайын мұқият модуляцияланған кран беріп, мен оқу уақытының индикаторын мен қартайған кезде еліктегім келетін шағын ритуалға қояды, тіпті бұл дүниежүзілік деңгейдегі жалғандық екенін түсінгеннен кейін.

Түпнұсқаның кемшіліктерінің ешқайсысын жоймайтын жаңартылған аналогты-дисплейлік барометрді қалай жасау керектігін біліңіз, бірақ кейбір қосымша функционалдылық, ол басталғаннан да пайдасыз. Егер сіз бейнероликті қарасаңыз, сіз түсінікті аласыз.

Бұл жобаның қарапайым мақсаттарын ескере отырып, бұл өте күрделі - дәлірек айтқанда, жобаны толығымен қайталау бір нұсқаулық үшін тым көп. Осы себепті мен барометр/көңіл -күй барометрінің бөлігіне назар аударамын, ал қалғаны үшін сізді дұрыс бағытта көрсетемін.

1 -қадам: ингредиенттер мен құралдар

Барометр/көңіл -күй барометрі үшін сізге қажет:

• Анероидты барометр. Жұмыс істеудің қажеті жоқ. Сіздің эстетикалық сезіміңізге ұнайтын нәрсе маңызды. Мен бала кезімнен үй болғанын қалаймын, бірақ ол қоқыс үйінде деп ойлаймын. Мен eBay -ді 15 долларға алмастырдым.
• Қысым сенсоры.
• ESP8266 модулі - мен NodeMCU қолдандым.
• Сәйкес қадамдық мотор мен жүргізуші тақтасы - бұл бес жұмыс орынына сілтеме, бірақ баға бойынша оларды жеңу қиын. Бұл қозғалтқыш 4096 қадаммен толық айналады, бұл біздің мақсаттарымызға жеткілікті рұқсат береді.
• 5VDC қуат көзі - кемінде 1А - ESP8266 мен қозғалтқыш үшін. Мен 12VDC және 5VDC біріктірілген қорғанысын қолдандым, себебі менде бұрыннан бар және Nixie сағаты үшін 12В кернеуі қажет (сонымен қатар жобаның басқа элементтері үшін 5В артық).
• Кем дегенде үш жарық диоды (қысымның үрдісін көрсету үшін).
• LDR/фоторезистор.
• Әр түрлі шығын материалдары, мысалы, өтпелі сым, резисторлар, жылу өткізбейтін құбырлар және т.
• Көп жағдайда электрониканы орналастыру үшін барометрдің бастапқы корпусын қолдануға болады. Мен Art & Crafts үлгісіндегі бұлыңғыр сағат корпусын сағатты да, барометрді де орналастырдым, сондықтан барометр корпусы қажет болмады.

Құрал -сайманда сізге дәнекерлеу темірі, жылу пистолеті және кішкене қол құралдары қажет болады. Егер сізге корпусқа елеулі өзгерістер енгізу қажет болса, электр құралдарын таңдау ыңғайлы болады.

2 -қадам: қоршауды мұқият дайындаңыз

Мұнда не істеу керек, көбінесе сіз қолданатын корпусқа байланысты. Егер сіз барометрдің жеке корпусын қолдансаңыз, оны қалай ажырату керектігін және анероидты механизмді алып тастау қажет. Көрсеткіш тікелей осы механизмге орнатылған болуы мүмкін және оны зақымдамай ажырату үшін абай болу керек.

Менде тағы біраз жұмыс бар еді, өйткені менің сағат корпусымда әлі де ескі (жұмыс істемейтін) сағат механизмі болған.

Мен механикалық сағаттар туралы ештеңе білмеймін, бірақ қатпарлы серіппелер сақтықпен жүруімді ұсынды. Соған қарамастан, зат жарылғанда мен дайын емес едім. Бір секундта мен маңызды емес бұранданы шеше бастадым, келесіде қатты соққы болды, ауа шаң мен қоқысқа толды. Сағаттың барлық нүктелері барлық жерде болды және корпустың өзі толығымен жарылды. Нағыз бомба жарылғанда мен ойлағандай, не болғанын бір сәтке де түсіне алмадым. Кейінгі саңырау үнсіздікте мен сирена дауысын естимін деп күттім. Сонымен қатар, менің қолым қатты ауырды.

Бірінші сабақ: Тіпті қарапайым өлшемді сағат механизмдері де таңғажайып энергияны сақтай алады.

Екінші сабақ: Күмәнданған кезде қорғаныс көзілдірігін киіңіз! Мен бақытты болдым, көзіме ештеңе ұшпады, бірақ ол мүмкін. Кейде тек ескі қауіпсіздік көздерін қолдану жеткіліксіз (мен мұны істегеніме сенімді емеспін). Менің қолым жақсы болды, мен нәресте едім.

Көп жапсырудан және қысудан кейін мен корпусты қайтадан жинадым және 3 -қадамға өтуге дайын болдым.

3 -қадам: Компоненттерді орнату - 1 -бөлім

Қозғалтқышты орнатудың қандай да бір жолын табу керек, осылайша білік дискіден жеткілікті түрде шығып тұрады, сондықтан меңзер бекітілген кезде ол бетті еш кедергісіз өтеді. Бұл бірінші қарағанда әлдеқайда қиын болуы мүмкін, себебі барометрлердің көпшілігінде әйнектің ішкі жағында басқа көрсеткіш болады, ол ескі уақытта ағымдағы көрсеткішті жазу үшін қолданылған. Кейінірек түсіндірілгендей, бізге бұл көрсеткіш қажет емес, бірақ оны сақтау құрылғының бастапқы көрінісі мен сезімін сақтауға көмектеседі.

Кез келген жағдайда, ағымдағы оқу көрсеткішінің болуы «бастапқы» көрсеткіштің дискіден қаншалықты алыс тұратынын шектеуді білдіреді.

Басқа бағытта көрсеткішке дискіден LDR орнататын шайбаны тазарту үшін дискіден жеткілікті қашықтықта отыру қажет (келесі қадамды қараңыз).

Мен не істедім - дискіні және оның жақтауын ағаш тірекке орнату, содан кейін қозғалтқышты тіреуішке тиісті аралықтармен орнату. Бірінші сурет мұны түсіндіруге көмектесуі мүмкін, бірақ сіз өзіңіздің аранжировкаңызды жасай аласыз.

Сағат корпусын немесе ұқсас өлшемді нәрсені пайдаланудың бір артықшылығы-электрмен жабдықтауды ішкі орнатуға орын бар. Мен үшін бұл маңызды болды, себебі сағат арнайы орнатылған розеткаға орнатылған мантельге отыратын болды. Бұл жерде анахронистік «қабырға сүйегін» немесе SPS кірпішін жасыру қиын болар еді, бірақ бұл сізге қиындық тудырмауы мүмкін.

Екінші суретте белгіленбеген компоненттер жобаның сағаттарына және симмерлік бөліктеріне жатады (үшінші NodeMCU және байланысты сымдар Nixie ПХД астында).

Қалғанының барлығын орналастыру - бірінші кезекте BMP180 сенсоры, мотор драйвері тақтасы және NodeMCU - маңызды емес. Айтуынша, мен байланыс сымын жүргізуші тақтасынан алыстатқанша, мотор кейде дұрыс жұмыс істемеді. Онда не болып жатқанын білмеймін, бірақ егер сіздің қозғалтқышыңыз күлкілі болып көрінсе және/немесе біркелкі қозғалмаса, сіз сымдарды айналдыруға тырысқыңыз келуі мүмкін.

Қысым трендін қолмен жазу қажеттілігін болдырмау үшін (көтерілу, төмендеу немесе тұрақты) мен дисктің астына үш шағын жарық диодты қойдым. Үшеуі де жанған кезде барометр көңіл күйінде болады. Мен кезеңді сезіну үшін «жылы ақ» жарықдиодты қолдандым. Модуляцияланбаған, олар бір-біріне қараған кезде тым жарқын болды, бірақ кейбір ауыр PWM көмегімен мен бұрынғы көріністі алдым. Ағымдағы оқу көрсеткіші дәстүршілдер үшін әлі де қол жетімді.

4 -қадам: Компоненттерді орнату - 2 -бөлім

Нөмірде LDR -мен жұмыс жасайық. Біріншіден, бұл бізге не үшін қажет?

Бұл арзан сатылы қозғалтқышты шектеудегі менің шешімім - ол нақты қадамдармен жүре алатынына қарамастан, оның бастапқы күйіне сілтеме жасамай, оның қайда екенін білуге тән қасиеті жоқ. Теориялық тұрғыдан алғанда, сіз мұны қатаң кодтай аласыз және менің ойымша, келесі қозғалыстарды қадағалай аласыз (нақты негізсіз), әсіресе «көңіл-күй режимінде» қажет болатын ауқымды қозғалыстарды ескере отырып, қателер тез енеді. Сонымен қатар, сіз электр қуатын өшіресіз (әр қозғалысты EEPROM -ге жазу шынымен практикалық емес).

Менің бірінші ойым-қуат пен калибрлеу циклын енгізу, көңіл-күй мен барометр режимінің ауысуы. Бұл цикл терудің белгілі нүктесінде микросұлуды өшіреді. Бірақ коммутаторлық идеяны механикалық түрде жүзеге асыру маған тым қиын болып көрінді. Меңзердің өзі қозғаушы болу үшін тым жұқа, сондықтан білікке басқа нәрсе орнату керек. Содан кейін 360 ° қозғалысты сақтау туралы мәселе болды - менің стандартты серво емес, қадамдық қозғалтқышпен жүруімнің бір себебі. Мен ойлап тапқаннан гөрі біршама тапқырлықты қолдана отырып, микросхеманың жұмыс істеуге болатынына сенімдімін-мүмкін, сенсордың шешімі де бар-бірақ мен басқа жолмен кеттім.

Нөмірдегі суретте сағат бірлігіне орнатылған шайба бар екеніне назар аударыңыз. Бұл шайба NodeMCU -де қол жетімді бір аналогты кіріске қосылған LDR -ны жақтайды. Барометр қосылғанда немесе режимді ауыстырғанда, NodeMCU калибрлеу цикліне енеді және көрсеткіштің артқы жағында LDR арқылы өтетін жарық деңгейінің кенеттен өзгеруін іздейді. Кез келген басқа қозғалыс белгілі позициядан индекстеледі. Мен сенімді жұмыс істеу үшін кодтағы шектік мәндермен біраз айналысуға тура келді, бірақ бұл орындалғаннан кейін мен оның дәлдігіне таң қалдым - барометр параметрлеріне күтілетін мәндердің 1% немесе 2% ішінде үнемі оралу.

Бұл толық қараңғыда жұмыс істемейтіні анық, бірақ ол кезде сіз әдетте режимді ауыстырмайтын болар едіңіз. Егер қандай да бір себептермен калибрлеу циклы белгіленген уақыт ішінде аяқталмаса, ол светодиодты трендтен бас тартады және жыпылықтайды.

Қалай болғанда да, LDR тәсілінің сұлулығы - бұл орнату өте қарапайым - көрсеткіштің артқы ұшымен жабылатын жерде теру кезінде LDR үшін жеткілікті үлкен тесік бұрғылаңыз. Көрсеткіш пен LDR арасындағы жақсы «мөрді» алу үшін, LDR айналасында кішкене шайбаны желімдеңіз және қажет болған жағдайда көрсеткіш құйрығын өзгертіңіз (мен сәйкес пішінді қара қағазды қолдандым).

5 -қадам: Код - негізгі функция

Басқалар тапқандай, мен стандартты Arduino моторлы кітапханасын осы мотормен және драйвермен жұмыс істей алмадым. Бақытымызға орай, бұл туралы жұмыс істейтін коды бар жақсы нұсқаулық бар. Түсініктемелерде оңтайландыру бойынша бірнеше ұсыныстар болса да, мен кодты бастапқы қадамда қолдандым. Бұл код кітапхананы қажет етпейді.

Қысым деректерін өңдеу үшін мен Sparkfun BMP180 кітапханасының мысалын қолдандым. Мен мұны мотор басқаруымен үйлендіруім керек еді.

6 -қадам: Код - калибрлеу, басқару, GUI, Google көмекшісі мен қызметтік қызметтер

Алғашқы калибрлеу қатаң кодталған. Қауіпсіз жағында болу үшін және барометрді басқа биіктікке ауыстырудың мүмкін екендігін ескеру үшін қайталама калибрлеуге және бақылауға NodeMCU мен Websocket байланысы қосқан веб -сервер арқылы қол жеткізіледі. Бұл туралы білудің жақсы ресурсы осында.

Бейне көрсеткендей, бұл жобаның нағыз «вау» факторы - бұл Google Assistant/Google Home арқылы басқару. Мұнда тостер GA үшін нұсқаулық бар (Raspberry Pi3 жұмыс істейді). Уайымдамаңыз, корпус ретінде 400 долларлық тостерді пайдаланудың қажеті жоқ.

Командаларды GA IFTTT және Adafruit IO арқылы NodeMCU -ге жібереді. Бұл жерде жақсы ресурс бар. Google Assistant -пен өзара әрекеттесудің басқа да күрделі әдістері бар, бірақ бұл жоба үшін бұл өте қарапайым тәсіл өте жақсы жұмыс істейді.

Ақырында, кодқа мен барлық ESP8266 негізіндегі жобаларға енгізе бастаған өте пайдалы қызметтік функцияларды қосамын (эфирлік жаңарту, Multicast DNS, Wifi менеджері).

Бұл жобаның барлық коды (Nixie сағаты мен химерді қосқанда) Github -да осында. Мен HTML/CSS файлдарында қолданған суреттерді қалдырдым, сондықтан ол қораптан шығады (үміттенемін) - сізге Adafruit IO есептік жазбасының жеке мәліметтерін қосу қажет.

7 -қадам: Никси сағаты мен кимер

Nixie сағаты бөлек NodeMCU арқылы басқарылады және мұнда Arduino қалқаны ретінде жасалған Nixie түтігі мен драйвер модулін қолданады. Сілтемедегі нұсқада уақытты алуға арналған GPS модулі бар. Менің қалқанымда (алдыңғы нұсқада) GPS модулі жоқ, бірақ мен интернеттен уақыт алу үшін MCU түйінін қолданамын, бұл жақсы.

Басқару схемасы мен GUI сағаттарында конфигурация опциялары көп, бірақ басқаша айтқанда барометрге өте ұқсас. Мұнда Nixie светодиоды барометрдің көңіл күйіне жауап береді (сол Adafruit IO арнасы арқылы).

Бастапқы сағат механизмінің қирағанынан мен үшінші NodeMCU (эй, олардың әрқайсысы 6 доллардан тұратын) және басқа қадамдық қозғалтқыш басқаратын химер механизмін құру үшін жеткілікті биттерді құтқардым. Мен қосқаным - бастапқы механизм мен қозғалтқыш арасындағы «интерфейс». «Интерфейс» тырнақшаға алынған, себебі ол тек екі шегесі тік бұрышпен бекітілген және қозғалтқыш білігіне бекітілген оқ қосқыштан тұрады. Бұл қарама -қайшылықтың әр тоқсан сайынғы айналуы симмердің бір соққысына әкеледі. Химерді басқару схемасы тағы да барометрге ұқсас және барлық үш веб -сервер бір -бірімен байланысқан, бұл бүкіл лот шынымен қарағанда біркелкі болып көрінеді.

NodeMCU сағаттары мен химерлері бір -бірінен тәуелсіз жұмыс істейді, бірақ интернеттің уақытты сақтау кереметтерінің арқасында әрқашан тамаша үйлеседі.