如何使用Particle Photon實(shí)現(xiàn)天氣時(shí)鐘的設(shè)計(jì)

本文介紹的是由 Particle 支持的異想天開的天氣時(shí)鐘。

這是一個(gè)能夠告訴您需要什么樣的衣服才能在戶外舒適的時(shí)鐘。

這個(gè)項(xiàng)目的想法很簡單：使用伺服電機(jī)移動(dòng)時(shí)鐘指針，根據(jù) predict.io 的 Particle Photon 重試的當(dāng)前天氣預(yù)報(bào)指向一種衣服 。 整個(gè)套件由電池供電。

讓我們看看如何構(gòu)建它！

原型

首先在桌子上制作電路原型。我使用了 Particle Maker Kit 附帶的伺服器。它的范圍約為 170 度。3 根線是：電源（橙色）、接地（棕色）和所需位置（黃色）。我使用一個(gè)簡單的固件將 D0 配置為伺服引腳，并從云功能設(shè)置伺服的位置。

時(shí)鐘指針

你需要一個(gè)可以由伺服控制的時(shí)鐘指針。是時(shí)候進(jìn)行一些 3D 打印了！

我在 cairo 時(shí)鐘項(xiàng)目中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常漂亮的古董時(shí)鐘指針矢量圖形。

使用 Inkscape 將該 SVG 文件轉(zhuǎn)換為 DXF（CAD 程序中使用的 2D 繪圖格式）。

基本上確保路徑是閉合的（添加不同顏色的筆觸并確保沒有間隙），然后使用Extensions -》 Modify paths -》 Flatten Beziers將曲線轉(zhuǎn)換為直線。導(dǎo)出是通過Save as -》 DXF R14 。

要將 2D 繪圖轉(zhuǎn)換為 3D 渲染，我建議使用 OpenSCAD。該程序接受命令來構(gòu)造幾何圖形，而不是直接在屏幕上繪圖。作為一名程序員，我發(fā)現(xiàn)它比面向機(jī)械工程師的 CAD 軟件更易于使用。

注意到我是如何在 3D 部分留下一個(gè)缺口的嗎？這將適合第一張照片中顯示的白色伺服臂。

您可以自己打印時(shí)鐘指針，也可以由外部公司完成。我最終通過 Shapeways 使用黑色堅(jiān)固而柔韌的材料打印了零件。看起來不錯(cuò)！

框架

項(xiàng)目還需要某種稱為陰影框的深度框架。我在 Target 找到了我真正需要的東西。尺寸為 8.5“ x 11” x 1.25“ 深。

要將伺服器固定在框架中，您需要將伺服器安裝到 8.5” x 11“ 的泡沫芯上，并在框架的側(cè)面切出一個(gè)槽來固定泡沫芯。我在臺(tái)鋸上做了這些切割。

組裝陰影盒，首先放置薄邊，然后是帶有時(shí)鐘指針和伺服的泡沫芯組件，然后是厚邊。最重要的是影子盒背板。那個(gè)后部有掛鉤，可以將項(xiàng)目掛在墻上。

軟件

我將軟件分為兩部分：用于移動(dòng)指針的 Photon 固件和 用于從forecast.io 天氣預(yù)報(bào) 中確定要穿哪些衣服 的hook.io腳本。Particle Photon充當(dāng) Photon 和 hook.io 腳本之間的橋梁。

拆分的主要原因是通過不斷重新編程 Particle Photon，可以更輕松地繼續(xù)調(diào)整衣服決策代碼，而不會(huì)耗盡框架中的電池。

實(shí)際使用效果：

連接到 WiFi

發(fā)送一個(gè)粒子事件來詢問穿什么衣服。該事件將通過 Particle webhook 轉(zhuǎn)發(fā)到 Web 服務(wù)

接收帶有要穿的衣服的 webhook 響應(yīng)

如果衣服與上次查詢不同，則移動(dòng)指針

進(jìn)入深度睡眠 1 小時(shí)以保護(hù)電池

固件源代碼位于本文下方

要刷寫你自己的 Photon，請下載代碼并使用 Particle CLI 刷寫它

particle flash my_device_name firmware

云服務(wù)是用 hook.io制作的，這是一種創(chuàng)建 HTTP 微服務(wù)的簡單方法。

該腳本的代碼執(zhí)行以下操作：

從以下位置獲取所請求位置的天氣預(yù)報(bào)

如果預(yù)報(bào)摘要中包含“雨”或“雪”字樣，請推薦“雨傘”或“鏟子”

根據(jù)當(dāng)前溫度，推薦“帽子和手套”、“夾克”、“毛衣”或“T恤”

要?jiǎng)?chuàng)建自己的鉤子，請注冊 hook.io， 創(chuàng)建一個(gè)新鉤子并將其指向上面的 Gist。不要忘記將您的 forecast.io API 密鑰和緯度/經(jīng)度放在 https://hook.io/env

你可以在http://hook.io/monkbroc/what-to-wear看到我的鉤子

最后，通過創(chuàng)建一個(gè)Particle Cloud webhook 將 Photon 和 hook.io 腳本綁定在一起，該 webhook 將在 Photon 發(fā)布事件時(shí)調(diào)用該鉤子。

particle webhook create what-to-wear http://hook.io/monkbroc/what-to-wear

注意事項(xiàng)

電池壽命在便攜式項(xiàng)目中至關(guān)重要。由于 Photon 大部分時(shí)間都處于深度睡眠狀態(tài)，我預(yù)計(jì)電池壽命會(huì)很長。

由于電池僅在 2 周內(nèi)就耗盡了，我知道在 Photon 睡眠時(shí)會(huì)消耗不必要的電流。

為了測量電流消耗，我插入了一個(gè)與正極電池線串聯(lián)的 1 Ω電阻器。該電阻器上的 1 伏降對應(yīng)于時(shí)鐘電路中的 1 安培電流。

當(dāng) Photon 處于喚醒狀態(tài)并連接到 Wi-Fi 時(shí)，電流范圍為 30 mA 到 100 mA。

當(dāng) Photon 處于休眠狀態(tài)時(shí)，電流仍為 7 mA。這就是電池快速耗盡的原因。斷開伺服電機(jī)地線時(shí)，電流變?yōu)?0 mA。

在 Photon 休眠時(shí)，我必須斷開伺服器與電池電源的連接。

為此，我使用 NPN 晶體管作為低側(cè)開關(guān)。