ნიქსი საათის განწყობის ბარომეტრი: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

პროგრესის შეუმჩნეველი მსხვერპლია ანეროიდის სახლის ბარომეტრი. ამ დღეებში, თქვენ ჯერ კიდევ შეგიძლიათ იპოვოთ მაგალითები ოთხმოცდაათზე მეტი ადამიანის სახლში, მაგრამ მილიონობით სხვა ნაგავსაყრელზე ან იბეიზეა.

სინამდვილეში, ძველი სკოლის ბარომეტრი არ დაეხმარა საკუთარ თავს, რადგან საკმაოდ უსარგებლო იყო ერთ სამუშაოში. თუნდაც იმის ვარაუდი, რომ ის სწორად იყო დაკალიბრებული და მუშაობდა სწორად, ატმოსფერული წნევის გამოყენება ამინდის პროგნოზირებისთვის, ან თუნდაც ამჟამინდელი ამინდის მითითებისთვის, თითქმის შეუძლებელია.

იმავდროულად, მასობრივი ინფორმაციის საშუალებების 24/7 მასმედიის ანგარიშების დანერგვის დამატებით, შესაძლებელი გახდა მყარი მდგომარეობის ზეწოლის, ტემპერატურისა და ტენიანობის სენსორები. ჩაყარეთ პროცესორი და იაფი LCD დისპლეი და თქვენ გექნებათ "ციფრული სახლის ამინდის სადგური". ამინდის ნერგებს, ან ადამიანებს, რომლებიც თვლიან, რომ ამინდი ტელევიზიით ან ინტერნეტით არის სამთავრობო გეგმა, აღარ სჭირდებოდათ ბარომეტრი.

ყოველივე ეს სირცხვილია, რადგან თბილი მოგონებები მაქვს იმ ბარომეტრის შესახებ, რომელიც ბავშვობის სახლში გვქონდა. მამაჩემი ყოველდღე აძლევდა მას ყურადღებით მოდულირებულ ონკანს და აყენებდა კითხვის ამჟამინდელ მაჩვენებელს მინი-რიტუალში, რომლის მიბაძვაც მინდოდა, როცა უფროსი ვიყავი, მაშინაც კი, როცა მივხვდი, რომ ეს მხოლოდ მსოფლიო დონის ბლეგერი იყო.

აქ მოცემულია, თუ როგორ უნდა გააკეთოთ განახლებული ანალოგური ჩვენების ბარომეტრი, რომელიც არ ითვალისწინებს ორიგინალის ნაკლოვანებებს, მაგრამ აქვს დამატებითი ფუნქციები კიდევ უფრო უსარგებლო, ვიდრე ის, რაც დაიწყო. თუ უყურებთ ვიდეოს, თქვენ გაგიჩნდებათ იდეა.

ამ პროექტის მოკრძალებული მიზნების გათვალისწინებით, საკმაოდ რთულია - უფრო სწორად, პროექტის სრულად გამეორება ერთი ინსტრუქციისთვის ძალიან ბევრია. ამ მიზეზით, მე გავამახვილებ ყურადღებას ბარომეტრის/განწყობის ბარომეტრის ნაწილზე, ხოლო დანარჩენზე მე მხოლოდ სწორი მიმართულებით მიგითითებთ.

ნაბიჯი 1: ინგრედიენტები და ინსტრუმენტები

ბარომეტრის/განწყობის ბარომეტრისთვის დაგჭირდებათ:

• ანეროიდული ბარომეტრი. არ უნდა იმუშაოს. ის, რაც თქვენს ესთეტიკურ მგრძნობელობას იზიდავს, უფრო მნიშვნელოვანია. ვისურვებდი, რომ მქონოდა ერთი ბავშვობის სახლიდან, მაგრამ ვფიქრობ, რომ ნაგავსაყრელზეა. მე მივიღე ჩანაცვლება ebay– ზე 15 დოლარად.
• წნევის სენსორი.
• ESP8266 მოდული - მე გამოვიყენე NodeMCU.
• შესაფერისი სტეპერიანი ძრავა და დრაივერის დაფა - ბმული არის სამუშაოზე, სადაც ხუთეულია, მაგრამ ფასისთვის ძნელია მათი ცემა. ამ ძრავას აქვს 4096 ნაბიჯი სრული ბრუნვით, რაც იძლევა საკმარის რეზოლუციას ჩვენი მიზნებისათვის.
• 5VDC ელექტრომომარაგება - მინიმუმ 1A - ESP8266 და ძრავისთვის. მე გამოვიყენე კომბინირებული 12VDC და 5VDC მიწოდება, რადგან მე უკვე მქონდა ერთი და მჭირდებოდა 12V მიწოდება ნიქსის საათისათვის (პლუს მეტი 5V ენერგია პროექტის სხვა ელემენტებისთვის).
• მინიმუმ სამი LED (წნევის ტენდენციის მითითების მიზნით).
• LDR/ფოტორეზისტორი.
• სხვადასხვა სახარჯო მასალები, როგორიცაა ჯუმბერის მავთული, რეზისტორები, სითბოს შემცირების მილები და ა.
• უმეტეს შემთხვევაში, თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბარომეტრის ორიგინალური კორპუსი, რომელსაც იყენებთ ელექტრონიკის შესანახად. მე გადავაყენე ბუნდოვნად ხელოვნებისა და ხელოსნობის სტილის საათის კორპუსი, რათა განლაგებულიყო როგორც საათი, ასევე ბარომეტრი, ასე რომ არ მჭირდებოდა ბარომეტრის საქმე.

ინსტრუმენტულად, თქვენ დაგჭირდებათ გამათბობელი რკინა, სითბოს იარაღი და მცირე ზომის ხელის ინსტრუმენტები. თუ საქმეში მნიშვნელოვანი ცვლილებების შეტანა გჭირდებათ, ელექტრული ინსტრუმენტების შერჩევა გამოგადგებათ.

ნაბიჯი 2: მოამზადეთ თქვენი დანართი, ფრთხილად

ის, რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ აქ, დიდწილად არის დამოკიდებული თქვენს მიერ გამოყენებულ გარსზე. თუ თქვენ იყენებთ ბარომეტრის საკუთარ კეისს, თქვენ უბრალოდ უნდა გაარკვიოთ როგორ გამოყოთ იგი და ამოიღოთ ანეროიდული მექანიზმი. სავარაუდოა, რომ მაჩვენებელი უშუალოდ არის დამონტაჟებული ამ მექანიზმზე და საჭიროა გარკვეული ზრუნვა, რომ მაჩვენებელი გამოაშკარავდეს მას დაზიანების გარეშე.

ცოტა მეტი საქმე მქონდა გასაკეთებელი, რადგან ჩემს საათს ჯერ კიდევ ჰქონდა ძველი (არა სამუშაო) საათის მექანიზმი.

მე თითქმის არაფერი ვიცი მექანიკური საათების შესახებ, მაგრამ ძაფისებრი ხვეული წყაროები გვთავაზობენ, რომ სიფრთხილით მოვიქცე. მიუხედავად ამისა, როდესაც რამ აფეთქდა, მე მოუმზადებელი ვიყავი. ერთ წამს მე ვაშორებდი ერთი შეხედვით შეუმჩნეველ ხრახანს, მომდევნო დროს იყო ძლიერი ხმამაღალი ხმა და ჰაერი მტვრით და ნამსხვრევებით ივსებოდა. საათის ნაჭრები იყო ყველგან და თვითონ ქეისი მთლიანად გაფუჭდა. ზუსტად ისე, როგორც მე წარმომიდგენია, როდესაც ნამდვილი ბომბი აფეთქდება, ერთი წამითაც ვერ მივხვდი რა მოხდა. ყრუ სიჩუმეში, რომელიც მოჰყვა, ნახევრად ველოდი სირენების შორეული ყვირილის მოსმენას. თანაც, ხელი მართლა მტკივა.

გაკვეთილი პირველი: მოკრძალებული ზომის საათის მექანიზმებსაც კი შეუძლიათ საოცრად დიდი რაოდენობით ენერგიის შენახვა.

მეორე გაკვეთილი: ეჭვის შემთხვევაში, ატარეთ უსაფრთხოების სათვალე! გამიმართლა, არაფერი ჩამივარდა თვალებში, მაგრამ რა თქმა უნდა შეიძლებოდა. ხანდახან მხოლოდ უსაფრთხოების ძველი თვალთვალის ჩართვა არ არის საკმარისი (არც კი ვარ დარწმუნებული, რომ ეს გავაკეთე). ჩემი ხელი კარგად იყო, მე უბრალოდ ბავშვი ვიყავი.

მას შემდეგ, რაც ბევრი წებო და clamping, მე მივიღე საქმე ერთად და მზად იყო გავაგრძელო ნაბიჯი 3.

ნაბიჯი 3: კომპონენტების დაყენება - ნაწილი 1

თქვენ უნდა მოძებნოთ ძრავის დაყენების რაიმე გზა ისე, რომ ლილვი ისე გამოვიდეს ციფერბლატში, რომ მაჩვენებელი მიმაგრებული იყოს სახეზე ჩარევის გარეშე. ეს შეიძლება იყოს ცოტა უფრო რთული, ვიდრე ერთი შეხედვით ჩანს, რადგან ბარომეტრების უმეტესობას ექნება კიდევ ერთი მაჩვენებელი შუშის შიგნით, რომელიც ძველ დროში გამოიყენებოდა მიმდინარე კითხვის ჩასაწერად. როგორც მოგვიანებით განვმარტეთ, ჩვენ არ გვჭირდება ეს მაჩვენებელი, მაგრამ მისი შენახვა ხელს უწყობს მოწყობილობის ორიგინალური იერსახის შენარჩუნებას.

ნებისმიერ შემთხვევაში, მიმდინარე კითხვის მაჩვენებლის არსებობა ნიშნავს იმას, რომ არსებობს შეზღუდვა იმაზე, თუ რამდენად შორს შეიძლება იყოს "პირველადი" მაჩვენებელი ციფერბლატის გვერდიდან.

სხვა მიმართულებით, მაჩვენებელი უნდა იჯდეს ციფერბლატიდან ისე, რომ გაასუფთაოს სარეცხი მანქანა, რომელიც მოათავსებს ციფერბლატზე დამონტაჟებულ LDR- ს (იხ. შემდეგი ნაბიჯი).

რაც მე გავაკეთე, დავაყენე ციფერბლატი და მისი ჩარჩო ხის საყრდენზე, შემდეგ დავაყენე ძრავა საყრდენზე შესაბამისი გამყოფებით. პირველი სურათი შეიძლება დაგეხმაროთ ამის ახსნაში, მაგრამ თქვენ შეგიძლიათ მოაწყოთ თქვენი საკუთარი შეთანხმება.

საათის კორპუსის ან მსგავსი ზომის გამოყენების ერთ – ერთი უპირატესობა ის არის, რომ არის ადგილი შიდა კვების ბლოკის დასაყენებლად. ჩემთვის ეს მნიშვნელოვანი იყო, რადგან საათი აპირებდა ბუხრის მოთავსებას, რომელიც ჩართული იყო სპეციალურად დამონტაჟებულ განყოფილებაში. ამ ადგილას აშკარად ანაქრონისტული "კედლის მეჭეჭის" ან SPS აგურის დამალვა რთული იქნებოდა - მაგრამ ეს შეიძლება არ იყოს თქვენთვის პრობლემა.

კომპონენტები, რომლებიც არ არის მონიშნული მეორე სურათზე, ეხება პროექტის საათსა და ქიმერს (მესამე NodeMCU და მასთან დაკავშირებული გაყვანილობა მდებარეობს Nixie PCB– ის ქვეშ).

დანარჩენის განთავსება - პირველ რიგში BMP180 სენსორი, ძრავის მძღოლის დაფა და NodeMCU - არ არის კრიტიკული. ამის თქმით, სანამ მე არ გავუშვებდი ერთმანეთთან დაკავშირებულ მავთულს მძღოლის დაფისგან, ძრავა ზოგჯერ არ მუშაობდა სწორად. არ ვიცი რა ხდებოდა იქ, მაგრამ თუ თქვენი ძრავა სასაცილოდ ჟღერს და/ან არ მოძრაობს შეუფერხებლად, შეიძლება დაგჭირდეთ მავთულის გადაადგილება.

ზეწოლის ტენდენციის ხელით ჩაწერის აუცილებლობის თავიდან ასაცილებლად (მზარდი, დაცემული ან სტაბილური) მე ჩავრთე სამი პატარა LED ნათურა ქვემოთ. როდესაც სამივე განათებულია, ბარომეტრი განწყობის რეჟიმშია. მე გამოვიყენე "თბილი თეთრი" LED- ები, რომ შევეცადე და შეენარჩუნებინა პერიოდის შეგრძნება. მოდიფიცირებული, ისინი მეტისმეტად კაშკაშა იყვნენ, როდესაც პირდაპირად უყურებდნენ, მაგრამ მძიმე PWM– ით მივიღე ისეთი სახე, როგორიც მე ვიყავი. მიმდინარე კითხვის მაჩვენებელი კვლავ ხელმისაწვდომია ტრადიციონალისტებისთვის.

ნაბიჯი 4: კომპონენტების დაყენება - ნაწილი 2

მოდით გაუმკლავდეთ LDR აკრიფეთ. პირველ რიგში, რატომ გვჭირდება ეს?

ასე რომ, ეს არის ჩემი გამოსავალი იაფი სტეპერიანი ძრავის შეზღუდვისთვის - თუმცა მას შეუძლია ზუსტი ნაბიჯებით გადაადგილება, მას არ გააჩნია თანდაყოლილი უნარი იცოდეს სად არის, გარდა საწყისი პოზიციის მითითებისა. თეორიულად ვთვლი, რომ თქვენ შეძლებთ ამის მკაცრად კოდირებას და თვალყურს ადევნებთ ყველა შემდგომ მოძრაობას, ვხვდებოდი (რეალური საფუძვლის გარეშე), რომ შეცდომები სწრაფად შეიცვლებოდა, განსაკუთრებით იმ ფართომასშტაბიანი მოძრაობების გათვალისწინებით, რომლებიც საჭიროა "განწყობის რეჟიმში". ასევე, ნება დართული გაქვთ ელექტროენერგიის გაწყვეტაზე (EEPROM– ზე თითოეული მოძრაობის ჩაწერა ნამდვილად არ არის პრაქტიკული).

ჩემი პირველი აზრი იყო კალიბრაციის ციკლის დანერგვა გაძლიერებაზე და ცვლა განწყობასა და ბარომეტრის რეჟიმს შორის. ეს ციკლი მიკრო გადამრთველს დაარტყამს ციფერბლატის ცნობილ ადგილას. მაგრამ გადართვის იდეის მექანიკური განხორციელება ჩემთვის ძალიან რთული ჩანდა. მაჩვენებელი თავისთავად ძალიან მჭლეა იმისათვის, რომ იყოს გამტარებელი, ასე რომ მე სხვა რამ უნდა დავაყენო ლილვზე. შემდეგ იყო 360 ° -იანი მოძრაობის შენარჩუნების საკითხი - ერთი მიზეზი იმისა, რომ სტეპერიანი ძრავით მივსულიყავი, ვიდრე სტანდარტულ სერვოზე. ცოტა მეტი ინტელექტის გამოყენებით, ვიდრე შემეძლო გამეჩინა, დარწმუნებული ვარ, რომ მიკროსქემის მუშაობას შეძლებდა-ან შესაძლოა, თაროზე სენსორის გადაწყვეტაც არსებობს-მაგრამ მე სხვა გზით წავედი.

დააკვირდით ციფერბლატის სურათზე არის სარეცხი მანქანა, რომელიც დამონტაჟებულია ერთ საათზე. ეს გამრეცხი კადრებს LDR- ს, რომელიც დაკავშირებულია NodeMCU– ზე არსებულ ერთ ანალოგიურ შეყვანისთან. როდესაც ბარომეტრი იკვებება, ან იცვლის რეჟიმს, NodeMCU შედის კალიბრაციის ციკლში და უბრალოდ ეძებს სინათლის დონის უეცარ ცვლილებას, რაც გამოწვეულია მაჩვენებლის უკანა ნაწილში LDR– ით გადაადგილებით. ნებისმიერი შემდგომი მოძრაობა ინდექსირდება ცნობილი პოზიციიდან. კოდში უნდა შევიკრიბო ბარიერი მნიშვნელობები, რომ ეს საიმედოდ იმუშაოს, მაგრამ ამის გაკეთებისთანავე სასიამოვნოდ გამიკვირდა რამდენად ზუსტი იყო ის - თანმიმდევრულად ვუბრუნდებოდი ბარომეტრის პარამეტრებს მოსალოდნელი მნიშვნელობების 1% ან 2% ფარგლებში.

ის არ მუშაობს სრულ სიბნელეში, ცხადია, მაგრამ თქვენ ჩვეულებრივ არ შეცვლით რეჟიმებს მაშინ. თუ რაიმე მიზეზის გამო კალიბრაციის ციკლი არ შეიძლება დასრულდეს განსაზღვრულ ვადაში, ის დათმობს და ანათებს ტენდენციის LED- ებს.

ყოველ შემთხვევაში, LDR მიდგომის სილამაზე იმაში მდგომარეობს, რომ ინსტალაცია ძალიან მარტივია - გააკეთეთ ხვრელი LDR– ისთვის საკმარისად დიდი ციფერბლატში იმ წერტილში, სადაც ის დაფარული იქნება მაჩვენებლის უკანა ბოლოთი. იმისთვის, რომ მიიღოთ კარგი „ბეჭედი“მაჩვენებელს და LDR– ს, წებოთ პატარა სარეცხი მანქანა LDR– ს გარშემო და, საჭიროების შემთხვევაში, შეცვალეთ მაჩვენებლის კუდი (მე გამოვიყენე შესაფერისი ფორმის შავი ქაღალდი).

ნაბიჯი 5: კოდი - ძირითადი ფუნქციონირება

როგორც სხვებმა აღმოაჩინეს, მე ვერ მივიღე სტანდარტული Arduino სტეპერიანი ბიბლიოთეკა ამ ძრავასთან და მძღოლთან მუშაობისთვის. საბედნიეროდ, ამის შესახებ არის კარგი ინსტრუქცია კოდით, რომელიც მუშაობს. მე გამოვიყენე კოდი თავდაპირველ პოსტში ძირითადი საფეხურისთვის, თუმცა კომენტარებში არის რამოდენიმე ოპტიმიზაციის წინადადება. ეს კოდი არ საჭიროებს ბიბლიოთეკას.

წნევის მონაცემების დასამუშავებლად მე გამოვიყენე მაგალითი Sparkfun BMP180 ბიბლიოთეკიდან. ყველაფერი რაც მე უნდა გამეკეთებინა, ეს იყო დაქორწინება ძრავის კონტროლით.

ნაბიჯი 6: კოდი - კალიბრაცია, კონტროლი, GUI, Google ასისტენტი და კომუნალური ფუნქციები

პირველადი დაკალიბრება მყარად არის კოდირებული. იმისთვის, რომ უსაფრთხოდ იყოთ და ბარომეტრის შესაძლო გადატანა სხვა სიმაღლეზე, მეორეხარისხოვანი დაკალიბრება და კონტროლი მიიღწევა ვებ სერვერთან ერთად, რომელიც გააქტიურებულია NodeMCU და Websocket კომუნიკაციით. ამის სწავლის კარგი რესურსი აქ არის.

როგორც ვიდეო გვიჩვენებს, თუმცა, ამ პროექტის ნამდვილი „ვაუ“ფაქტორი, როგორიც არის, არის კონტროლი Google ასისტენტის/Google Home– ის საშუალებით. აქ არის ინსტრუქტორი ტოსტერი GA (იკვებება Raspberry Pi3– ით) აქ. არ ინერვიულოთ, თქვენ არ გჭირდებათ $ 400 ტოსტერის გამოყენება შიგთავსისთვის.

GA გადასცემს ბრძანებებს IFTTT და Adafruit IO მეშვეობით NodeMCU. ამის კარგი რესურსი აქ არის. თქვენს Google ასისტენტთან ურთიერთობის სხვა, უფრო რთული გზები არსებობს, მაგრამ ამ პროექტისთვის ეს ძალიან მარტივი მიდგომა მშვენივრად მუშაობს.

დაბოლოს, კოდი შეიცავს უკიდურესად სასარგებლო სასარგებლო ფუნქციებს (ჰაერის განახლება, Multicast DNS, Wifi Manager), რომელთა დაწყებაც დავიწყე ყველა ჩემს ESP8266 დაფუძნებულ პროექტში.

ამ პროექტის ყველა კოდი (მათ შორის ნიქსის საათი და ქიმერის კონტროლი) არის Github– ზე აქ. მე დავტოვე სურათები, რომლებიც გამოვიყენე HTML/CSS ფაილებში, ასე რომ ის მუშაობს ყუთში (იმედია) - თქვენ უბრალოდ უნდა დაამატოთ თქვენი საკუთარი Adafruit IO ანგარიშის დეტალები.

ნაბიჯი 7: ნიქსის საათი და ჩიმერი

ნიქსი საათს აკონტროლებს ცალკე NodeMCU და იყენებს Nixie მილს და დრაივერის მოდულს, რომელიც შექმნილია როგორც Arduino ფარი, რომელიც აქ არის შესაძლებელი. ბმულის ვერსია მოიცავს GPS მოდულს დროის მოსაპოვებლად. ჩემს ფარს (ადრინდელ ვერსიას) არ აქვს GPS მოდული, მაგრამ მე ვიყენებ Node MCU- ს ინტერნეტიდან დროის მოსაპოვებლად, რაც გარკვეულწილად უკეთესია.

საათის კონტროლის სქემა და GUI აქვს უფრო მეტი კონფიგურაციის ვარიანტი, მაგრამ სხვაგვარად ძალიან ჰგავს ბარომეტრს. აქ მცირედი გადახურვაა იმაში, რომ Nixie LED- ები პასუხობენ ბარომეტრის განწყობის შეყვანას (იგივე Adafruit IO საკვების საშუალებით).

საათის მექანიზმის ორიგინალური ნაშთებიდან გადავარჩინე საკმარისი ნაწილები, რათა შემექმნა ქიმერული მექანიზმი, რომელსაც ამოძრავებს მესამე NodeMCU (ჰეი, ისინი მხოლოდ $ 6 ღირს თითოეული) და კიდევ ერთი სტეპერიანი ძრავა. ყველაფერი რაც მე დავამატე იყო "ინტერფეისი" თავდაპირველ მექანიზმსა და ძრავას შორის. "ინტერფეისი" არის ბრჭყალებში, რადგან ის მოიცავს მხოლოდ ტყვიის კონექტორს, რომელსაც ორი ლურსმანი აქვს ჩასმული მასში მარჯვენა კუთხით და გადატანილია ძრავის ლილვზე. ამ კონტრაცეფციის ყოველი მეოთხედი ბრუნვა იწვევს ქიმერის ერთ დარტყმას. კიდევ ერთხელ ვიმეორებ, ქიმერის კონტროლის სქემა ბარომეტრის მსგავსია და სამივე ვებ სერვერი ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, რათა მთლიანი ნაწილი უფრო უნაკლო ჩანდეს, ვიდრე სინამდვილეში არის.

საათი და ქიმერი NodeMCU მუშაობს ერთმანეთისგან სრულიად დამოუკიდებლად, მაგრამ ინტერნეტის საოცრების გამო დროის აღრიცხვა ყოველთვის სრულყოფილად არის სინქრონიზებული.