Niksi soat kayfiyatining barometri: 7 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:27

Progressning aniqlanmagan qurboni - bu uyning aneroid barometri. Bu kunlarda siz hali ham to'qsondan oshgan odamlarning uylaridan misollar topishingiz mumkin, lekin millionlab odamlar axlatxonada yoki ebayda.

Darhaqiqat, eski maktab barometri o'z ishida deyarli foydasiz bo'lib qolmadi. Atmosfera bosimidan foydalanib, ob -havoni bashorat qilish yoki hatto hozirgi ob -havoni ko'rsatish uchun, agar u to'g'ri sozlangan va to'g'ri ishlagan bo'lsa ham, deyarli imkonsizdir.

Shu bilan birga, 24/7 ommaviy axborot vositalarida ob-havo ma'lumotlarini joriy etish uchun qattiq holatdagi bosim, harorat va namlik o'lchagichlari mavjud. Protsessor va arzon LCD displeyni tashlang, shunda sizda "raqamli uy ob -havo stantsiyasi" bo'ladi. Hatto ob -havoni bilmaydiganlar yoki televizorda yoki Internetda ob -havo hukumatning fitnasi deb o'ylagan odamlarga barometr kerak emas edi.

Bularning hammasi sharmandalik, chunki men bolaligimda o'tkazgan barometr haqida iliq xotiralarim bor. Dadam har kuni ehtiyotkorlik bilan modulyatsiya qilingan kranni berib turardi va men o'qish vaqtini indikatorini men yoshligimda taqlid qilishni xohlagan mini-marosimga o'rnatar edi, hatto bu narsa jahon darajasidagi xunuklik ekanligini tushunganimdan keyin ham.

Bu erda asl nusxadagi kamchiliklarni bartaraf etadigan, lekin boshlanganidan ham foydasiz qo'shimcha funktsiyaga ega bo'lgan analog-displeyli barometrni qanday yasash kerak. Agar siz videoni ko'rsangiz, siz o'z fikringizni topasiz.

Loyihaning oddiy maqsadlarini hisobga olsak, juda murakkab - aniqrog'i, loyihani to'liq takrorlash bitta ko'rsatma uchun juda ko'p. Shuning uchun men barometr/kayfiyat barometri qismiga e'tibor qarataman, qolganlari esa sizni to'g'ri yo'nalishga yo'naltiradi.

1 -qadam: Tarkibi va asboblari

Barometr/kayfiyat barometri uchun sizga kerak bo'ladi:

• Aneroid barometr. Ishlash shart emas. Sizning estetik sezgirligingizga yoqadigan narsa muhimroqdir. Men bolaligimdan uyim bo'lsa edi, lekin menimcha, bu axlatxonada. Men eBayda 15 dollarga almashtirishni oldim.
• Bosim sensori.
• ESP8266 moduli - Men NodeMCU dan foydalanardim.
• Tegishli qadamli dvigatel va haydovchi taxtasi - bu beshta ish joyining havolasi, lekin narxiga ko'ra ularni engish qiyin. Bu dvigatel 4096 qadamni to'liq aylantirib, bizning maqsadlarimiz uchun etarli darajada aniqlik beradi.
• ESP8266 va dvigatel uchun 5VDC quvvat manbai - kamida 1A. Men birlashtirilgan 12VDC va 5VDC manbalaridan foydalanardim, chunki menda allaqachon bor edi va Nixie soati uchun 12V (loyihaning boshqa elementlari uchun ko'proq 5V quvvat) kerak edi.
• Kamida uchta LED (bosim tendentsiyasini ko'rsatish uchun).
• LDR/fotorezistor.
• Har xil sarf materiallari, masalan, o'tish simlari, rezistorlar, issiqlik o'tkazmaydigan quvurlar va boshqalar.
• Ko'pgina hollarda, siz elektronikani joylashtirish uchun foydalanadigan barometrning asl korpusidan foydalanishingiz mumkin. Men "San'at va qo'l san'atlari" nomli noaniq soat qutisini soat va barometrga joylashtirdim, shuning uchun barometr qutisi kerak emas edi.

Asbob sifatida sizga lehimlantiruvchi temir, issiqlik tabancasi va kichik qo'l asboblari kerak bo'ladi. Agar siz korpusga jiddiy o'zgartirish kiritishingiz kerak bo'lsa, elektr asboblarini tanlash foydali bo'ladi.

2 -qadam: uyingizni ehtiyotkorlik bilan tayyorlang

Bu erda nima qilish kerakligi, asosan, siz foydalanadigan korpusga bog'liq. Agar siz barometerning shaxsiy korpusidan foydalansangiz, uni qanday ajratish va aneroid mexanizmini olib tashlash kerak. Ko'rsatkich, ehtimol, to'g'ridan -to'g'ri ushbu mexanizmga o'rnatiladi va ko'rsatgichni shikastlamasdan ajratish uchun ehtiyot bo'lish kerak.

Menda bir oz ko'proq ish bor edi, chunki mening soat korpusimda hali ham eski (ishlamaydigan) soat mexanizmi bor edi.

Men mexanik soatlar haqida hech narsa bilmayman, lekin befarq buloqlar ehtiyotkorlik bilan harakat qilishimni tavsiya qildi. Shunga qaramay, portlash sodir bo'lganda, men tayyor emas edim. Bir soniyada men ahamiyatsiz bo'lib ko'rinadigan vintni bo'shatdim, ikkinchisida kuchli portlash va havo chang va qoldiqlarga to'ldi. Hamma joyda soat zarbalari bor edi va ishning o'zi butunlay parchalanib ketdi. Haqiqiy bomba portlashi men tasavvur qilganimdek, bir lahzaga nima bo'lganini tushuna olmadim. Keyingi karlik sukunatda, men yarim sirenalarning nolasini eshitishni kutgandim. Bundan tashqari, qo'lim qattiq og'riyapti.

Birinchi dars: Hatto oddiy o'lchamdagi soat mexanizmlari ham hayratlanarli darajada katta energiyani saqlay oladi.

Ikkinchi dars: Agar shubhangiz bo'lsa, xavfsizlik ko'zoynak taqing! Men omadli edim, hech narsa ko'zlarimga uchmadi, lekin bo'lishi mumkin edi. Ba'zida faqat eski xavfsizlik ko'zlarini jalb qilish etarli emas (hatto men buni qilganimga amin emasman). Mening qo'lim yaxshi edi, men chaqaloq edim.

Ko'p yopishtirgandan va mahkamlagandan so'ng, men ishni qayta yig'dim va 3 -bosqichga o'tishga tayyorman.

3 -qadam: Komponentlarni o'rnatish - 1 -qism

Dvigatelni o'rnatishning qandaydir usulini topishingiz kerak, shunda mil valfdan yetarli darajada chiqib turadi, shuning uchun ko'rsatgich ulanganda u hech qanday aralashuvsiz yuz bo'ylab suzadi. Bu birinchi ko'rinishdan ko'ra biroz qiyinroq bo'lishi mumkin, chunki ko'pchilik barometrlarda oynaning ichki qismida boshqa ko'rsatkich bor, ular qadim zamonlarda joriy ko'rsatkichni yozish uchun ishlatilgan. Keyinchalik tushuntirilgandek, bizga bu ko'rsatgich kerak bo'lmaydi, lekin uni ushlab turish qurilmaning asl qiyofasini saqlab qolishga yordam beradi.

Har qanday holatda ham, joriy o'qiydigan ko'rsatgichning mavjudligi, "asosiy" ko'rsatgichning kadrning yuzidan qanchalik uzoqqa chiqib ketishiga chegara borligini bildiradi.

Boshqa yo'nalishda, ko'rsatgich, kadrga o'rnatilgan LDRni o'rnatadigan kir yuvish mashinasini tozalash uchun kadrdan etarlicha uzoqroqda bo'lishi kerak (keyingi bosqichga qarang).

Men qilgan ishim - bu kadranni va uning ramkasini yog'och tayanchga, so'ngra dvigatelni mos keladigan ajratgichlar bilan tayanchga o'rnatish edi. Birinchi rasm buni tushuntirishga yordam berishi mumkin, lekin siz o'zingizning aranjirovkangizni o'ylab topishingiz mumkin.

Soat korpusini yoki shunga o'xshash o'lchamdagi narsalarni ishlatishning afzalliklaridan biri shundaki, quvvat manbaini ichkariga o'rnatish uchun joy bor. Men uchun bu juda muhim edi, chunki soat men o'rnatgan rozetkaga o'rnatilgan panjara ustida o'tirardi. Ko'rinib turibdiki, anaxronik "devorli siğil" yoki SPS g'ishtini bu joyga yashirish qiyin bo'lar edi - lekin bu siz uchun muammo bo'lmasligi mumkin.

Ikkinchi rasmda belgilanmagan komponentlar loyihaning soat va chimdik qismlariga tegishli (uchinchi NodeMCU va tegishli simlar Nixie PCB ostida).

Qolgan hamma narsani - birinchi navbatda BMP180 sensori, dvigatel drayveri va NodeMCU -ni joylashtirish juda muhim emas. Aytgancha, men o'zaro bog'lanish simini haydovchi taxtasidan uzib tashlagunimcha, ba'zida motor to'g'ri ishlamasdi. U erda nima bo'lganini aniq bilmayman, lekin agar sizning motoringiz kulgili bo'lsa va/yoki silliq harakat qilmasa, siz simlarni boshqa joyga ko'chirishni xohlashingiz mumkin.

Bosim tendentsiyasini qo'lda yozib olishning oldini olish uchun (ko'tarilish, tushish yoki turg'unlik) men qo'ng'iroq ostiga uchta kichik LEDni qo'ydim. Uchtasi ham yoqilganda, barometr kayfiyat rejimida bo'ladi. Men "issiq oq" svetodiodlardan foydalanib, davrni his qilaman. Modulyatsiyalanmagan holda, ular boshdan-oyoq ko'rib chiqilganda juda yorqin edi, lekin og'ir PWM yordamida men o'zimga o'xshab qoldim. Hozirgi o'qish ko'rsatkichi an'anaviychilar uchun hali ham mavjud.

4 -qadam: Komponentlarni o'rnating - 2 -qism

Keling, LDR -ni terishda ko'rib chiqaylik. Birinchidan, nega bizga bu kerak?

Xo'sh, bu men uchun arzon qadamli dvigatelni cheklash - mening aniq qarorlarim - u aniq qadamlar bilan harakat qila olsa ham, uning boshlang'ich pozitsiyasidan tashqari, qaerda ekanligini bilish qobiliyatiga ega emas. Nazariy jihatdan, menimcha, siz buni qattiq kodlashingiz va men taxmin qilgan keyingi harakatlarni kuzatib borishingiz mumkin edi (hech qanday asosga ega bo'lmagan holda), ayniqsa "kayfiyat rejimida" talab qilinadigan keng ko'lamli harakatlar hisobga olinsa, xatolar tezda chiqib ketadi. Bundan tashqari, siz elektr tokini o'chirgan bo'lar edingiz (har bir harakatni EEPROM -ga yozish amaliy emas).

Mening birinchi fikrim kalibrlash tsiklini yoqish va kayfiyat va barometr rejimi o'rtasida almashish edi. Bu tsikl mikrosxemani kadrning ma'lum nuqtasida o'chiradi. Lekin almashtirish g'oyasini mexanik tarzda amalga oshirish men uchun juda qiyin bo'lib tuyuldi. Ko'rsatkichning o'zi aktuator bo'lish uchun juda zaif, shuning uchun milga boshqa narsa o'rnatishim kerak. Keyin 360 ° harakatni saqlab qolish masalasi paydo bo'ldi - mening standart servo emas, balki qadam dvigateli bilan ketishimning bir sababi. Ishonchim komilki, mikrosxemani ishga tushirish mumkin-yoki, ehtimol, sensorlar uchun joydan tashqari yechim ham bor-lekin men boshqa yo'l bilan ketdim.

E'tibor bering, kadrlar rasmida bir soatlik joyga o'rnatilgan yuvish mashinasi o'rnatilgan. Bu kir yuvish mashinasi NodeMCU -da mavjud bo'lgan bitta analogli kirishga ulangan LDRni ramkaga soladi. Barometr yoqilganda yoki rejimni o'zgartirganda, NodeMCU kalibrlash tsikliga kiradi va ko'rsatgichning orqa tomoni LDR bo'ylab harakatlanishi natijasida yorug'lik darajasining keskin o'zgarishini qidiradi. Boshqa har qanday harakat ma'lum pozitsiyadan indekslanadi. Ishonchli ishlash uchun koddagi chegara qiymatlari bilan biroz chalkashib ketishim kerak edi, lekin buni amalga oshirgandan so'ng, men uning qanchalik to'g'ri ekanligiga hayron bo'ldim - kutilgan qiymatlarning 1% yoki 2% ichida barometr parametrlariga doimiy ravishda qaytish.

Ko'rinib turibdiki, u to'liq qorong'uda ishlamaydi, lekin siz odatda rejimlarni almashtirmaysiz. Agar biron sababga ko'ra kalibrlash tsikli belgilangan vaqt ichida bajarilmasa, u trend LEDlarini o'chirib qo'yadi.

Yaxshiyamki, LDR yondashuvining go'zalligi shundaki, o'rnatish juda oddiy - ko'rsatgichning orqa uchi bilan yopiladigan joyda, LDR uchun kadrda etarlicha katta teshik qiling. Ko'rsatkich va LDR o'rtasida yaxshi "muhr" olish uchun, LDR atrofiga kichik yuvish vositasini yopishtiring va agar kerak bo'lsa, ko'rsatgichning dumini o'zgartiring (men mos keladigan qora qog'oz ishlatardim).

5 -qadam: Kod - asosiy funktsionallik

Boshqalar topganidek, men standart Arduino step motor kutubxonasini bu dvigatel va haydovchi bilan ishlashga majburlay olmadim. Yaxshiyamki, bu erda ishlaydigan kod bilan yaxshi ko'rsatma mavjud. Sharhlarda optimallashtirish bo'yicha bir nechta takliflar mavjud bo'lsa -da, men kodni asosiy qadamda ishlatganman. Bu kod kutubxonani talab qilmaydi.

Bosim ma'lumotlarini qayta ishlash uchun men Sparkfun BMP180 kutubxonasidan misol keltirdim. Men qilishim kerak bo'lgan yagona narsa bu motorni boshqarish bilan turmush qurish edi.

6 -qadam: Kod - kalibrlash, boshqarish, GUI, Google yordamchisi va yordamchi dastur funktsiyalari

Birlamchi kalibrlash qattiq kodlangan. Xavfsiz tomonda bo'lish va barometrni boshqa balandlikka ko'chirishni hisobga olish uchun ikkinchi darajali kalibrlash va nazorat qilish NodeMCU va Websocket aloqasi tomonidan yaratilgan veb -server yordamida amalga oshiriladi. Bu haqda bilish uchun yaxshi manba bu erda.

Videodan ko'rinib turibdiki, bu loyihaning haqiqiy "voy" omili - bu Google Assistant/Google Home orqali boshqarish. Bu erda GA tost mashinasi uchun ko'rsatma mavjud (Raspberry Pi3 tomonidan quvvatlanadi). Xavotir olmang, korpus sifatida 400 dollarlik tost mashinasidan foydalanish shart emas.

Buyruqlar GA tomonidan IFTTT va Adafruit IO orqali NodeMCUga uzatiladi. Bu erda yaxshi manba. Google Assistant bilan ishlashning boshqa, murakkab usullari mavjud, lekin bu loyiha uchun bu juda oddiy yondashuv mukammal ishlaydi.

Nihoyat, kodda men ESP8266-ga asoslangan barcha loyihalarimga qo'sha boshlagan juda foydali yordamchi funktsiyalar (havodan yangilanish, Multicast DNS, Wifi menejeri) kiradi.

Bu loyihaning barcha kodlari (shu jumladan Nixie soati va chimmer boshqaruvi) Github -da. Men HTML/CSS fayllarida ishlatgan rasmlarni qoldirdim, shuning uchun u qutidan chiqadi (umid qilamanki) - siz faqat o'zingizning Adafruit IO hisob qaydnomangiz ma'lumotlarini kiritishingiz kerak bo'ladi.

7 -qadam: Niksi soati va chimiri

Nixie Clock alohida NodeMCU tomonidan boshqariladi va bu erda Arduino qalqoni sifatida ishlab chiqarilgan Nixie trubkasi va haydovchi modulidan foydalaniladi. Havoladagi versiya vaqt olish uchun GPS modulini o'z ichiga oladi. Mening qalqonimda (oldingi versiyada) GPS moduli yo'q, lekin men Internetdan vaqt olish uchun Node MCU -dan foydalanaman, bu qaysidir ma'noda yaxshiroq.

Boshqaruv sxemasi va soat uchun GUI ko'proq konfiguratsiya imkoniyatlariga ega, lekin aks holda barometrga juda o'xshash. Bu erda bir oz o'xshashlik bor, chunki Nixie LEDlari barometrning kayfiyatiga kirishga javob beradi (xuddi shu Adafruit IO tasmasi orqali).

Asl soat mexanizmi vayronalaridan men uchinchi NodeMCU (hay, ularning har biri atigi 6 dollar) va boshqa qadamli dvigatel bilan boshqariladigan chimmer mexanizmini yaratish uchun etarlicha bitlarni qutqardim. Men qo'shgan yagona narsa - bu asl mexanizm va dvigatel o'rtasidagi "interfeys". "Interfeys" tirnoq ichida, chunki u faqat o'q bilan ulangan, ikkita tirnoqli, unga to'g'ri burchak ostida va motor miliga o'rnatilgan. Ushbu qarama -qarshilikning har chorakda aylanishi chimerning bitta zarbasiga olib keladi. Yana bir bor aytmoqchimanki, chimerlarni boshqarish sxemasi barometrga o'xshaydi va uchala veb -serverlar bir -biriga bog'langan bo'lib, butun partiya chindan ham muammosiz ko'rinadi.

NodeMCU soat va chimmerlari bir -biridan mutlaqo mustaqil ishlaydi, lekin Internetning vaqtini o'lchash ajoyibligi tufayli har doim hamohang.