فشارسنج خلقی ساعت نیکسی: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

یکی از مصدومان احتمالی پیشرفت ، فشارسنج خانگی شریانی است. این روزها ، ممکن است هنوز بتوانید نمونه هایی را در خانه افراد بالای نود سال پیدا کنید ، اما میلیون ها نفر دیگر در سطل زباله یا در ebay هستند.

در حقیقت ، فشارسنج مدرسه قدیمی با بی فایده بودن در یک کار خود هیچ کمکی به خود نکرد. حتی با فرض اینکه به درستی کالیبره شده و به درستی کار می کند ، استفاده از فشار اتمسفر برای پیش بینی آب و هوا یا حتی نشان دادن آب و هوای فعلی ، تقریباً غیرممکن است.

در همین حال ، برای تکمیل معرفی گزارش های آب و هوایی 24 ساعته و 7 روزه ، سنسورهای فوق دقیق فشار جامد ، دما و رطوبت در دسترس قرار گرفت. یک پردازنده و یک صفحه نمایش LCD ارزان قیمت بیاندازید و خودتان یک "ایستگاه هواشناسی دیجیتال خانگی" داشته باشید. حتی افراد آب و هوا یا افرادی که فکر می کنند آب و هوا در تلویزیون یا اینترنت یک نقشه دولتی است ، دیگر نیازی به فشارسنج ندارند.

همه اینها شرم آور است ، زیرا خاطرات گرمی از فشارسنجی که در خانه کودکی ام داشتم دارم. پدرم هر روز با یک ضربه دقیق آن را تنظیم می کرد و نشانگر فعلی خواندن را در یک مراسم کوچک که دوست داشتم در بزرگسالی از آن تقلید کنم ، تنظیم می کرد ، حتی بعد از اینکه فهمیده بودم که این یک کلاهبردار در سطح جهانی است.

در اینجا نحوه ساخت یک فشارسنج صفحه نمایش آنالوگ به روز شده است که هیچ یک از کاستی های اصلی را برطرف نمی کند ، اما برخی از عملکردهای دیگر حتی بی فایده تر از آنچه با آن شروع شد ، دارد. اگر ویدئو را تماشا کنید ، ایده را به دست خواهید آورد.

با توجه به اهداف متوسط این پروژه ، بسیار پیچیده است - یا به طور دقیق تر ، تکرار کامل پروژه برای یک دستورالعمل بسیار زیاد است. به همین دلیل ، من روی قسمت فشارسنج/فشارسنج خلق و خو تمرکز می کنم و برای بقیه فقط شما را در جهت درست نشان می دهم.

مرحله 1: مواد و ابزارها

برای فشارسنج فشارسنج/حالت ، به موارد زیر نیاز دارید:

• فشارسنج آنروئید. لازم نیست کار کند چیزی که برای حس زیبایی شناسی شما جذاب باشد مهمتر است. ای کاش یکی از خانه های دوران کودکی ام را داشتم ، اما فکر می کنم در سطل زباله است. من در ebay 15 دلار جایگزین گرفتم.
• یک سنسور فشار
• ماژول ESP8266 - من از NodeMCU استفاده کردم.
• یک موتور پله ای مناسب و تخته راننده - پیوند مربوط به تعداد پنج نفر است ، اما با توجه به قیمت آنها به سختی می توان غلبه کرد. این موتور دارای 4096 مرحله در یک چرخش کامل است که وضوح کافی را برای اهداف ما ارائه می دهد.
• منبع تغذیه 5VDC - حداقل 1A - برای ESP8266 و موتور. من از منبع تغذیه ترکیبی 12VDC و 5VDC استفاده کردم زیرا قبلاً یکی از آنها را داشتم و برای ساعت نیکسی به منبع 12 ولت نیاز داشتم (بعلاوه برق بیشتر 5 ولت برای سایر عناصر پروژه).
• حداقل سه LED (برای نشان دادن روند فشار).
• یک مقاومت LDR/عکس.
• مواد مصرفی متفرقه مانند سیم جامپر ، مقاومت ، لوله های حرارتی و …
• در بیشتر موارد ، می توانید از بدنه اصلی فشارسنجی که برای قرار دادن وسایل الکترونیکی استفاده می کنید استفاده کنید. من یک قاب ساعت مبهم به سبک Arts & Crafts را قرار دادم تا هم ساعت و هم فشارسنج را در خود جای دهم ، بنابراین نیازی به قاب فشارسنج ندارم.

از نظر ابزار ، شما به آهن لحیم کاری ، تفنگ حرارتی و چند ابزار دستی کوچک نیاز دارید. در صورت نیاز به اصلاح قابل توجه در مورد ، مجموعه ای از ابزارهای برقی به کارتان می آید.

مرحله 2: محوطه خود را با دقت آماده کنید

آنچه شما باید در اینجا انجام دهید تا حد زیادی به محوطه ای که استفاده می کنید بستگی دارد. اگر از کیس مخصوص فشارسنج استفاده می کنید ، فقط باید بفهمید چگونه آن را جدا کرده و مکانیسم آنروئید را بردارید. اشاره گر به طور مستقیم بر روی این مکانیزم نصب شده است و باید مراقب باشید تا نشانگر بدون آسیب رساندن به آن جدا شود.

من کمی کار بیشتری برای انجام دادن داشتم ، زیرا قاب ساعت من هنوز مکانیزم ساعت قدیمی (بدون کار) را در خود داشت.

من هیچ چیز درباره ساعت های مکانیکی نمی دانم ، اما چشمه های پیچ دار گوشتی پیشنهاد می کند که باید با احتیاط عمل کنم. با این وجود ، وقتی منفجر شد ، من آمادگی نداشتم. در یک ثانیه من یک پیچ به ظاهر بی نتیجه را باز می کردم ، در ثانیه صدای مهیبی بلند شد و هوا پر از گرد و غبار و آوار شد. تکه های ساعت همه جا را جمع کرده بودند و خود قاب کاملاً از هم پاشیده بود. همانطور که تصور می کنم وقتی یک بمب واقعی منفجر می شود ، برای یک لحظه نمی توانم بفهمم چه اتفاقی افتاده است. در سكوت كريس كننده اي كه پيش آمد ، نيمي انتظار داشتم ناله دور آژيرها را بشنوم. در ضمن دستم هم واقعا درد می کرد.

درس اول: حتی مکانیزم های ساعت با اندازه متوسط نیز می توانند مقدار زیادی انرژی را ذخیره کنند.

درس دوم: در صورت شک ، از عینک ایمنی استفاده کنید! من خوش شانس بودم ، هیچ چیز در چشمان من نفوذ نکرد ، اما مطمئناً می توانست باشد. گاهی اوقات صرف نظر گرفتن از ایمنی قدیمی کافی نیست (حتی مطمئن نیستم که این کار را انجام داده باشم). دستم خوب بود ، من تازه بچه بودم.

پس از چسباندن و بستن زیاد ، پرونده را دوباره جمع کردم و آماده ادامه مرحله 3 شدم.

مرحله 3: نصب قطعات - قسمت 1

شما باید راهی برای نصب موتور پیدا کنید تا محور به اندازه کافی از صفحه خارج شود تا وقتی اشاره گر متصل می شود بدون دخالت روی صورت را جارو می کند. این ممکن است کمی دشوارتر از آنچه در ابتدا به نظر می رسد باشد زیرا اکثر فشارسنج ها دارای یک نشانگر دیگر در داخل شیشه هستند که در زمان های قدیم برای ثبت قرائت کنونی استفاده می شد. همانطور که بعداً توضیح داده شد ، ما به این اشاره گر احتیاج نداریم ، اما نگه داشتن آن به حفظ ظاهر و احساس اولیه دستگاه کمک می کند.

در هر صورت ، وجود اشاره گر در حال خواندن به این معنی است که محدودیتی وجود دارد که نشانگر "اصلی" می تواند از صفحه شماره گیری چقدر دور باشد.

در جهت دیگر ، اشاره گر باید به اندازه کافی دور از صفحه قرار گیرد تا فقط یک واشر را پاک کند که یک LDR نصب شده در صفحه را قاب می کند (مرحله بعدی را ببینید).

کاری که من انجام دادم این بود که صفحه صفحه و قاب آن را روی یک چوب پشتی سوار کرده و سپس موتور را با فاصله دهنده مناسب روی پشتی نصب کنید. تصویر اول ممکن است به توضیح این امر کمک کند ، اما شما می توانید ترتیب خود را تهیه کنید.

یکی از مزایای استفاده از قاب ساعت یا چیزی با اندازه مشابه این است که فضایی برای نصب داخلی منبع تغذیه وجود دارد. برای من ، این مهم بود زیرا ساعت قرار بود روی یک منزل قرار بگیرد که به پریز مخصوصی که مخصوصاً نصب کرده بودم وصل شده باشد. پنهان کردن یک "زگیل دیواری" یا آجر SPS آشکارا آناکرونیستی در این مکان دشوار بود - اما ممکن است برای شما مسئله ای نباشد.

م Compلفه هایی که در تصویر دوم برچسب گذاری نشده اند مربوط به قسمت ساعت و کایمر پروژه است (سومین NodeMCU و سیم کشی مربوطه تحت PCB نیکسی قرار دارد).

قرار دادن سایر موارد - در درجه اول سنسور BMP180 ، برد راننده موتور و NodeMCU - مهم نیست. گفته می شود ، تا زمانی که سیم اتصال را از روی برد راننده دور نکردم ، گاهی موتور به درستی کار نمی کرد. مطمئن نیستید که در آنجا چه می گذرد ، اما اگر موتور شما خنده دار به نظر می رسد و/یا بی حرکت حرکت نمی کند ، ممکن است بخواهید سیم ها را به اطراف بچرخانید.

برای جلوگیری از نیاز به ثبت دستی روند فشار (افزایش ، کاهش یا ثابت) ، سه LED کوچک را در زیر صفحه قرار دادم. وقتی هر سه روشن هستند ، فشارسنج در حالت خلقی است. من از LED های سفید گرم استفاده کردم تا احساس پریود را حفظ کنم. بدون تعدیل ، هنگام مشاهده مستقیم بسیار روشن بودند ، اما با برخی از PWM های سنگین ظاهر مورد نظرم را بدست آوردم. اشاره گر کنونی خواندن هنوز برای سنت گرایان در دسترس است.

مرحله 4: قطعات را نصب کنید - قسمت 2

بیایید با LDR در شماره گیری برخورد کنیم. اول ، چرا ما به این نیاز داریم؟

خوب ، این راه حل من برای محدود کردن یک موتور پله ای ارزان قیمت است - اگرچه می تواند در مراحل دقیق حرکت کند ، اما هیچ توانایی ذاتی ندارد که بفهمد در کجا قرار دارد جز با اشاره به موقعیت شروع. در حالی که از نظر تئوری تصور می کنم شما می توانید این را سخت کدگذاری کنید و تمام حرکات بعدی را که حدس می زدم (بدون هیچ دلیل واقعی) پیگیری کنید که خطاها به سرعت وارد می شوند ، به ویژه با توجه به حرکات وسیع مورد نیاز در "حالت خلقی". همچنین ، شما قطع برق خواهید کرد (نوشتن هر حرکت به EEPROM واقعاً عملی نیست).

اولین فکر من این بود که یک چرخه کالیبراسیون را در مورد قدرت و تغییر بین حالت و حالت فشارسنج معرفی کنم. این چرخه میکروسوئیچ را در یک نقطه شناخته شده بر روی صفحه قرار می دهد. اما اجرای مکانیکی ایده سوئیچ برای من بسیار چالش برانگیز به نظر می رسید. اشاره گر به خودی خود بسیار ضعیف است تا بتواند محرک باشد ، بنابراین باید چیز دیگری را روی محور نصب کنم. سپس مسئله حفظ حرکت 360 درجه وجود داشت - یکی از دلایلی که من با یک استپر موتور و نه یک سروو استاندارد رفتم. با استفاده از کمی نبوغ بیشتر از آنچه که می توانم به دست آورم ، مطمئن هستم که میکروسوییچ می تواند کار کند-یا شاید راه حل سنسور موقعیت خارج از قفسه نیز موجود باشد-اما من راه دیگری را انتخاب کردم.

توجه داشته باشید که در عکس صفحه ساعت یک واشر نصب شده است که در موقعیت یک ساعت نصب شده است. این واشر یک LDR را متصل به ورودی آنالوگ واحد موجود در NodeMCU می کند. هنگامی که فشارسنج روشن می شود یا حالت ها را تغییر می دهد ، NodeMCU وارد یک چرخه کالیبراسیون می شود و به سادگی به دنبال یک تغییر ناگهانی در سطح نور است که ناشی از حرکت قسمت پشتی نشانگر بر روی LDR است. هر حرکت بعدی از آن موقعیت شناخته شده نمایه می شود. من مجبور شدم کمی با مقادیر آستانه در کد صحبت کنم تا بتوانم این کار را با اطمینان انجام دهم ، اما هنگامی که این کار انجام شد ، از میزان دقیق آن شگفت زده شدم - به طور مداوم به تنظیمات فشارسنج در 1 or یا 2 of از مقادیر مورد انتظار باز می گردم.

بدیهی است که در تاریکی کامل کار نمی کند ، اما در آن صورت معمولاً حالت را تغییر نمی دهید. اگر به دلایلی چرخه کالیبراسیون در یک زمان تعیین شده تکمیل نشود ، منصرف می شود و LED های روند را چشمک می زند.

به هر حال ، زیبایی روش LDR این است که نصب بسیار ساده است - یک سوراخ به اندازه کافی بزرگ برای LDR در صفحه شماره گیری کنید ، در نقطه ای که توسط انتهای پشتی اشاره گر پوشانده شود. برای به دست آوردن یک "مهر و موم" خوب بین اشاره گر و LDR ، یک واشر کوچک را دور LDR بچسبانید و در صورت لزوم ، دم اشاره گر را اصلاح کنید (من از کاغذ سیاه مناسب استفاده کردم).

مرحله 5: کد - عملکرد اساسی

همانطور که دیگران دریافته اند ، من نمی توانم کتابخانه استاندارد استپ موتور Arduino را برای کار با این موتور و راننده دریافت کنم. خوشبختانه ، یک دستورالعمل خوب در این مورد با کد وجود دارد که کار می کند. من از کد در پست اصلی برای مرحله اولیه استفاده کردم ، اگرچه چندین پیشنهاد بهینه سازی در نظرات وجود دارد. این کد نیازی به کتابخانه ندارد.

برای پردازش داده های فشار ، از نمونه ای از کتابخانه Sparkfun BMP180 استفاده کردم. تنها کاری که باید انجام می دادم این بود که با کنترل موتور این کار را انجام دهم.

مرحله 6: کد - کالیبراسیون ، کنترل ، رابط کاربری گرافیکی ، دستیار Google و توابع ابزار

کالیبراسیون اولیه دارای کد سخت است. برای ایمن بودن و جابجایی احتمالی فشارسنج به ارتفاع متفاوت ، کالیبراسیون و کنترل ثانویه با یک وب سرور که توسط NodeMCU و ارتباطات WebSocket متصل شده است انجام می شود. یک منبع خوب برای یادگیری در این مورد در اینجا آمده است.

با این حال ، همانطور که ویدئو نشان می دهد ، عامل واقعی "wow" این پروژه ، مانند آنچه هست ، کنترل از طریق دستیار Google/Google Home است. در اینجا یک دستورالعمل برای توستر GA (با استفاده از Raspberry Pi3) وجود دارد. نگران نباشید ، نیازی نیست از توستر 400 دلاری به عنوان محفظه استفاده کنید.

دستورات توسط GA از طریق IFTTT و Adafruit IO به NodeMCU منتقل می شود. یک منبع خوب در این مورد در اینجا آمده است. روشهای پیچیده تری نیز برای تعامل با دستیار Google وجود دارد ، اما برای این پروژه این روش بسیار ساده کاملاً کار می کند.

سرانجام ، کد شامل برخی از عملکردهای کاربردی بسیار مفید (به روزرسانی روی هوا ، Multicast DNS ، Wifi Manager) است که من شروع به گنجاندن آنها در همه پروژه های مبتنی بر ESP8266 کرده ام.

تمام کد این پروژه (شامل ساعت نیکسی و کنترل چایمر) در Github در اینجا قرار دارد. من تصاویری را که در فایل های HTML/CSS استفاده می کردم گذاشته ام تا امیدوارم نباشد - فقط باید جزئیات حساب Adafruit IO خود را اضافه کنید.

مرحله 7: ساعت نیکسی و چایمر

ساعت Nixie توسط NodeMCU جداگانه کنترل می شود و از لوله نیکسی و ماژول درایور استفاده می کند که به عنوان سپر آردوینو در اینجا طراحی شده است. نسخه موجود در پیوند شامل یک ماژول GPS برای کسب زمان است. سپر من (نسخه قبلی) دارای ماژول GPS نیست اما من از Node MCU برای به دست آوردن زمان از اینترنت استفاده می کنم ، که از جهاتی بهتر است.

طرح کنترل و GUI برای ساعت گزینه های پیکربندی بیشتری دارد اما در غیر این صورت بسیار شبیه به فشارسنج است. در اینجا کمی همپوشانی وجود دارد زیرا LED های نیکسی به ورودی های حالت فشارسنج (از طریق همان تغذیه Adafruit IO) پاسخ می دهند.

از بقایای مکانیزم ساعت اصلی ، من قطعات کافی را نجات دادم تا بتوانم یک مکانیسم چایمر ایجاد کنم که توسط NodeMCU سوم (هر کدام فقط 6 دلار قیمت دارند) و یک موتور پله ای دیگر ساخته شد. تنها چیزی که اضافه کردم یک "رابط" بین مکانیزم اصلی و موتور بود. "رابط" در نقل قول است زیرا فقط شامل یک اتصال دهنده گلوله است که دو میخ در زاویه راست به آن وارد شده و بر روی محور موتور هل داده شده است. هر یک چهارم چرخش این ضدعفونی منجر به یک ضربه چیمر می شود. بار دیگر ، طرح کنترل چایمر شبیه فشارسنج است و هر سه سرور وب به هم متصل شده اند تا کل قسمت را یکپارچه تر از آنچه که هست به نظر برسد.

ساعت و شمعدان NodeMCU کاملاً مستقل از یکدیگر عمل می کنند ، اما به دلیل شگفتی های زمان سنجی اینترنت ، همیشه کاملاً هماهنگ هستند.