Nixie Clock Mood Barometer: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

'N Ongemerkte slagoffer van Progress is die aneroïede tuisbarometer. Deesdae kan u nog steeds voorbeelde vind in die huise van mense ouer as negentig, maar miljoene meer is op die stortingsterrein, of op eBay.

In werklikheid het die ou-skool-barometer hom nie gehelp nie, omdat hy byna net nutteloos was. Selfs as ons aanneem dat dit korrek gekalibreer is en behoorlik werk, is dit byna onmoontlik om atmosferiese druk te gebruik om die weer te voorspel of selfs die huidige weer aan te dui.

Intussen, ter aanvulling van die bekendstelling van 24/7-weerberigte in die massamedia, is daar baie akkurate vaste toestand druk-, temperatuur- en humiditeitsensors beskikbaar. Gooi 'n verwerker en 'n goedkoop LCD -skerm in, en u het 'n 'digitale tuisweerstasie'. Selfs weernerds, of mense wat dink dat weer op TV of die internet 'n regeringsplot is, het nie meer 'n barometer nodig gehad nie.

Dit is jammer, want ek het warm herinneringe aan die barometer wat ons in my kinderhuis gehad het. My pa gee dit elke dag 'n versigtig gemanipuleerde kraan en stel die huidige leesindikator in 'n mini-ritueel wat ek wou naboots toe ek ouer was, selfs nadat ek agtergekom het dat dit 'n wêreldklas was.

Hier is hoe u 'n opgedateerde barometer met analoge skerm kan opstel wat nie die tekortkominge van die oorspronklike aanpak nie, maar 'n paar ekstra funksies het wat nog nuttiger is as waarmee dit begin het. As jy na die video kyk, kry jy die idee.

Gegewe die beskeie doelwitte van hierdie projek, is dit redelik ingewikkeld - of meer presies, om die projek in sy geheel te herhaal, is te veel vir een Instrueerbaar. Om hierdie rede fokus ek op die gedeelte barometer/stemmingsbarometer en vir die res wys ek u net in die regte rigting.

Stap 1: Bestanddele en gereedskap

Vir die barometer/stemmingsbarometer benodig u:

• 'N Aneroïde barometer. Dit hoef nie te werk nie. Iets wat u estetiese gevoelens aanspreek, is belangriker. Ek wens ek het die een uit my kinderhuis gehad, maar ek dink dit is in die stortingsterrein. Ek het 'n plaasvervanger op eBay gekry vir $ 15.
• 'N Druksensor.
• 'N ESP8266 -module - ek het 'n NodeMCU gebruik.
• 'N Geskikte stapmotor en bestuurdersbord - die skakel is na 'n werklot van vyf, maar vir die prys is dit moeilik om te klop. Hierdie motor het 4096 trappe in 'n volledige rotasie, wat voldoende resolusie bied vir ons doeleindes.
• 'N 5VDC -kragtoevoer - ten minste 1A - vir die ESP8266 en die motor. Ek het 'n gekombineerde 12VDC en 5VDC voeding gebruik omdat ek reeds een gehad het en 'n 12V voeding benodig vir die Nixie klok (plus meer 5V krag vir die ander elemente van die projek).
• Ten minste drie LED's (om die drukneiging aan te dui).
• 'N LDR/fotoresistor.
• Diverse verbruiksgoedere soos jumperdraad, weerstande, krimpbande, ens.
• In die meeste gevalle kan u die oorspronklike omhulsel van die barometer wat u gebruik, gebruik om die elektronika te huisves. Ek het 'n vaag horlosiekas in kuns- en kunsvlyt hergebruik om die horlosie sowel as die barometer te huisves, sodat ek nie die barometerhouer nodig gehad het nie.

U het 'n soldeerbout, 'n hittegeweer en 'n paar klein gereedskap nodig. As u die saak aansienlik moet aanpas, is 'n verskeidenheid elektriese gereedskap handig.

Stap 2: Berei u omhulsel versigtig voor

Wat u hier moet doen, hang grootliks af van die omhulsel wat u gebruik. As u die eie omhulsel van die barometer gebruik, moet u eers uitvind hoe u dit uitmekaar kan haal en die aneroid -meganisme kan verwyder. Die wyser is waarskynlik direk op hierdie meganisme gemonteer, en daar moet sorg gedra word om die wyser los te maak sonder om dit te beskadig.

Ek moes nog 'n bietjie werk doen, want my horlosiekas het nog steeds die ou (nie-werkende) klokmeganisme.

Ek weet amper niks van meganiese horlosies nie, maar die stewige kronkelvere stel voor dat ek versigtig moet optree. Tog, toe die ding ontplof, was ek, wel, onvoorbereid. Die een sekonde maak ek 'n skynbaar onbelangrike skroef los, die volgende keer is daar 'n harde knal en die lug is vol stof en puin. Klokkies was oral en die saak self was heeltemal uitmekaar gebars. Net soos ek my voorstel as 'n regte bom afgaan, kon ek vir 'n oomblik nie agterkom wat gebeur het nie. In die oorverdowende stilte wat daarop gevolg het, het ek half verwag om die verre geween van sirenes te hoor. Verder het my hand baie seer gekry.

Les een: Selfs beskeie horlosiemeganismes kan 'n verbasend groot hoeveelheid energie stoor.

Les twee: Dra 'n veiligheidsbril as u twyfel! Ek was gelukkig, niks het in my oë gevlieg nie, maar dit sou beslis kon. Soms is dit nie genoeg om net die ou veiligheidsknippies te betrek nie (nie eers seker of ek dit gedoen het nie). My hand was goed, ek was net 'n baba.

Na baie vasgeplak en vasgeklem, het ek die saak weer bymekaargemaak en was ek gereed om verder te gaan na stap 3.

Stap 3: Installeer komponente - Deel 1

U moet 'n manier vind om die motor te installeer, sodat die as net genoeg deur die draaiknop steek, sodat as die wyser vasgemaak word, dit sonder inmenging oor die gesig sal vee. Dit kan 'n bietjie moeiliker wees as wat dit eers lyk, omdat die meeste barometers 'n ander wyser aan die binnekant van die glas sal hê wat in die ou tyd gebruik is om die huidige lesing op te neem. Soos later verduidelik, benodig ons hierdie wyser nie, maar om dit te behou, help om die oorspronklike voorkoms en gevoel van die toestel te behou.

Die bestaan van die huidige leeswyser beteken in elk geval dat daar 'n beperking is op hoe ver die 'primêre' wyser van die wyser se kant af kan sit.

In die ander rigting moet die wyser genoeg weg van die draaiknop sit om net 'n wasser skoon te maak wat 'n LDR wat in die draaiknop geïnstalleer is, kan raam (sien volgende stap).

Wat ek gedoen het, was om die draaiknop en sy raam op 'n houtrug te monteer, en dan die motor op die agterkant met die regte afstandhouers. Die eerste prentjie kan u help om dit te verduidelik, maar u kan u eie reëling bedink.

Een voordeel van die gebruik van 'n horlosiekas of iets soortgelyks is dat daar ruimte is om die kragtoevoer intern te installeer. Vir my was dit belangrik, want die horlosie gaan sit op 'n kaggelrak wat in 'n uitlaat was wat ek spesiaal geïnstalleer het. Dit sou moeilik gewees het om 'n duidelik anachronistiese 'muurvrat' of SPS -baksteen op hierdie plek te verberg - maar dit is miskien nie 'n probleem vir u nie.

Komponente wat nie in die tweede prentjie gemerk is nie, hou verband met die gedeeltes van die klok en chimer (die derde NodeMCU en gepaardgaande bedrading is onder die Nixie PCB).

Die plasing van al die ander - hoofsaaklik die BMP180 -sensor, die motorbestuurderbord en die NodeMCU - is nie van kritieke belang nie. Dit gesê, totdat ek die verbindingsdraad van die bestuurdersbord weggetrek het, werk die motor soms nie reg nie. Ek weet nie wat daar aangaan nie, maar as u motor snaaks klink en/of nie vlot beweeg nie, wil u dalk die drade probeer rondskuif.

Om te verhoed dat die druk neiging (stygende, dalende of bestendige) met die hand opgeteken moet word, het ek drie klein LED's onder die draaiknop ingesluit. As al drie brand, is die barometer in 'n bui -modus. Ek het 'warmwit' LED's gebruik om die gevoel van tydperk te behou. Ongemoduleer, hulle was heeltemal te helder as hulle reg van voor gekyk word, maar met 'n swaar PWM het ek die voorkoms gekry waarna ek op soek was. Die huidige leeswyser is steeds beskikbaar vir tradisionaliste.

Stap 4: Installeer komponente - Deel 2

Kom ons behandel die LDR in die draaiknop. Eerstens, hoekom het ons dit nodig?

Dit is my oplossing vir die beperking van 'n goedkoop stapmotor - hoewel dit in presiese stappe kan beweeg, het dit geen inherente vermoë om te weet waar dit is nie, behalwe deur na die beginposisie daarvan te kyk. Terwyl ek in teorie veronderstel dat u dit moeilik kan kodeer en alle daaropvolgende bewegings kan dophou, het ek vermoed (sonder 'n werklike basis) dat foute vinnig sou binnekom, veral gegewe die grootskaalse bewegings wat in die 'bui-modus' benodig word. U sou ook 'n kragonderbreking hê (om elke beweging aan EEPROM te skryf, is nie regtig prakties nie).

My eerste gedagte was om 'n kalibrasiesiklus in te voer tydens die aanskakel en om te wissel tussen bui en barometer. Hierdie siklus sal 'n mikroskakelaar op 'n bekende punt op die draaiknop uitskakel. Maar die meganiese implementering van die skakelingsidee was vir my te uitdagend. Die wyser self is te dun om die aandrywer te wees, so ek moet iets anders op die as installeer. Dan was daar die kwessie van die behoud van 360 ° -beweging - een rede waarom ek eerder met 'n stepper motor as 'n standaard servo gegaan het. Met die toepassing van 'n bietjie meer vindingrykheid as wat ek kon besef, is ek seker dat 'n mikroskakelaar aan die werk gesit kan word-of miskien is daar ook 'n posisioneringsoplossing op die rak beskikbaar-maar ek het 'n ander pad gegaan.

Let op die foto van die draaiknop dat daar 'n wasser in die een -uur -posisie gemonteer is. Hierdie wasser raam 'n LDR wat gekoppel is aan die enkele analoog ingang wat op die NodeMCU beskikbaar is. As die barometer aangeskakel word of van modus verander, gaan die NodeMCU in 'n kalibrasiesiklus en soek bloot 'n skielike verandering in die ligvlak wat veroorsaak word deur die agterkant van die wyser wat oor die LDR beweeg. Enige verdere beweging word geïndekseer vanuit die bekende posisie. Ek moes 'n bietjie met drempelwaardes in die kode worstel om dit betroubaar te laat werk, maar sodra dit klaar was, was ek aangenaam verras oor hoe akkuraat dit was - om gereeld terug te keer na barometerinstellings binne 1% of 2% van die verwagte waardes.

Dit werk natuurlik nie in die donker nie, maar dan sou u gewoonlik nie van modus verander nie. As die kalibrasiesiklus om een of ander rede nie binne 'n vasgestelde tyd voltooi kan word nie, gee dit op en flits die LED's.

Die mooi van die LDR -benadering is in elk geval dat die installasie baie eenvoudig is - boor 'n gat wat net groot genoeg is vir die LDR in die draaiknop op 'n punt waar dit aan die agterkant van die wyser bedek sal word. Om 'n mooi "seël" tussen die wyser en die LDR te kry, plak 'n klein wasser om die LDR en pas, indien nodig, die wyserstert aan (ek gebruik 'n pasgemaakte swart papier).

Stap 5: Die kode - basiese funksionaliteit

Soos ander gevind het, kon ek nie die standaard Arduino -stapmotorbiblioteek met hierdie motor en bestuurder laat werk nie. Gelukkig is daar 'n goeie instruksie hieroor met kode wat werk. Ek het die kode in die oorspronklike pos gebruik vir die basiese stap, alhoewel daar verskeie optimaliseringsvoorstelle in die kommentaar is. Hierdie kode benodig geen biblioteek nie.

Vir die verwerking van die drukdata gebruik ek 'n voorbeeld uit die Sparkfun BMP180 -biblioteek. Al wat ek toe hoef te doen, is om met die motorbeheer te trou.

Stap 6: Die kode - Kalibrasie, beheer, GUI, Google Assistant en hulpprogramme

Primêre kalibrasie is hard gekodeer. Om veilig te wees en om die moontlike verskuiwing van die barometer na 'n ander hoogte te verreken, word sekondêre kalibrasie en beheer verkry met 'n webbediener wat deur die NodeMCU en Websocket -kommunikasie opgespoor word. Hier is 'n goeie bron om hieroor te leer.

Soos die video toon, is die werklike 'wow' -faktor van hierdie projek, soos dit is, beheer via Google Assistant/Google Home. Hier is 'n instruksie vir die broodrooster GA (aangedryf deur 'n Raspberry Pi3) hier. Moenie bekommerd wees nie, u hoef nie 'n broodrooster van $ 400 as 'n omhulsel te gebruik nie.

Opdragte word deur die GA deur IFTTT en Adafruit IO aan die NodeMCU deurgegee. Hier is 'n goeie bron hiervan. Daar is ander, meer ingewikkelde maniere om met jou Google Assistant te kommunikeer, maar vir hierdie projek werk hierdie baie eenvoudige benadering perfek.

Laastens bevat die kode 'n paar uiters nuttige nutsfunksies (opdatering via die lug, Multicast DNS, Wifi Manager) wat ek in al my ESP8266-gebaseerde projekte begin insluit het.

Al die kode vir hierdie projek (insluitend die Nixie -horlosie en chimerkontrole) is hier op Github. Ek het die beelde wat ek gebruik het in die HTML/CSS -lêers gelos, sodat dit uit die boks kan werk (hopelik) - u hoef slegs u eie Adafruit IO -rekeningbesonderhede by te voeg.

Stap 7: Die Nixie Clock en Chimer

Die Nixie -klok word beheer deur 'n aparte NodeMCU en gebruik 'n Nixie -buis- en bestuurdersmodule wat ontwerp is as 'n Arduino -skild wat hier beskikbaar is. Die weergawe in die skakel bevat 'n GPS -module om tyd te bekom. My skild ('n vorige weergawe) het nie die GPS -module nie, maar ek gebruik die Node MCU om tyd van die internet af te haal, wat op sommige maniere beter is.

Die kontroleskema en GUI vir die klok het meer konfigurasie -opsies, maar lyk andersins baie soos die barometer. Hier is 'n bietjie oorvleueling omdat die Nixie LED's reageer op die bui -insette van die barometer (via dieselfde Adafruit IO -voer).

Uit die wrak van die oorspronklike klokmeganisme het ek genoeg stukkies gered om 'n chimermeganisme te bou wat deur 'n derde NodeMCU aangedryf word (hey, dit kos slegs $ 6 elk) en nog 'n stapmotor. Al wat ek bygevoeg het, was 'n "koppelvlak" tussen die oorspronklike meganisme en die motor. 'Interface' is in aanhalingstekens, omdat dit slegs bestaan uit 'n kogelkonnekteerder met twee spykers wat reghoekig daarin getrek en op die motoras gestoot word. Elke kwartrotasie van hierdie komponent lei tot 'n slag van die chimer. Weereens, die chimer -beheerskema is soortgelyk aan die barometer en al drie webbedieners is aan mekaar gekoppel om die hele lot meer naadloos te laat lyk as wat dit werklik is.

Die klok en chimer NodeMCU's werk heeltemal onafhanklik van mekaar, maar as gevolg van die wonders van internet is tydsberekening altyd perfek in ooreenstemming.