นาฬิกาฟองอากาศเรืองแสง; ขับเคลื่อนโดย ESP8266: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

“นาฬิกาฟองอากาศเรืองแสง” แสดงเวลาและกราฟิกบางส่วนโดยฟองอากาศเรืองแสงในของเหลว แตกต่างจากจอแสดงผลเมทริกซ์แบบ LED ฟองอากาศที่ลอยไปมาอย่างช้าๆ ทำให้ฉันรู้สึกผ่อนคลาย

ในช่วงต้นทศวรรษ 90 ฉันจินตนาการถึง "การแสดงฟองสบู่" โชคไม่ดีที่ความคิดนั้นไม่ได้เกิดขึ้นจริงในขณะนั้นเนื่องจากทักษะและเวลาอันจำกัดของฉัน และสินค้าแนวความคิดที่คล้ายคลึงกันซึ่งประดิษฐ์ขึ้นโดยผู้อื่นมาจนถึงตอนนี้ ถึงเวลาแล้วที่ฉันจะต้องตระหนัก “นาฬิกาฟองอากาศเรืองแสง” ของฉัน ในที่สุดเริ่มต้นด้วยการทดสอบขั้นพื้นฐานและเบื้องต้น “นาฬิกาฟองอากาศเรืองแสง” ได้แสดงเวลาบนโต๊ะทำงานของฉันในที่สุด

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วน วัสดุ และเครื่องมือ

ฉันต้องการทำให้ "นาฬิกาฟองอากาศเรืองแสง" น้อยที่สุดโดยใช้ชิ้นส่วนทั่วไป โซลินอยด์วาล์วบางตัวได้รับการทดสอบและถูกเลือกและถูกเลือกที่เล็กที่สุดที่ซื้อจาก AliExpress แต่ฉันยังไม่ได้ยืนยันความทนทาน จากผลการทดสอบเบื้องต้นดังกล่าว มิติพื้นฐานได้รับการออกแบบให้มีขนาดแบบอักษร: กว้าง 8 บิต พื้นที่แสดงผล: สูงประมาณ 200 มม. x กว้าง 90 มม.

ฉันซื้อแจกันแก้วใสขนาดพอเหมาะ และออกแบบชิ้นส่วนอะคริลิกตามแจกันและชิ้นส่วนอื่นๆ ในการจัดการอากาศ

1. ชิ้นส่วนจัดการอากาศ (ข้อมูลชิ้นส่วนที่ซื้อ ณ เวลาที่ซื้อเพื่อใช้อ้างอิงเท่านั้น)

• โซลินอยด์วาล์ว: 8 ชิ้น (AliExpress, 1.79 USD/pc ชื่อ "DC 5V 6V ไฟฟ้ามินิไมโครโซลินอยด์วาล์วอากาศปล่อยก๊าซไอเสียไม่สนับสนุน 2 ตำแหน่ง 3 วิธีสำหรับปั๊มลมแก๊ส") * 1*1 (2020-5-7); โซลินอยด์วาล์ว 2 ทางแบบปกติ-ปิด (เปิดเมื่อเปิดเครื่อง) จะดีกว่าสำหรับการใช้งานนี้
• ท่อสาขาอากาศ แปดช่องพร้อมวาล์ว (Amazon.co.jp, 1556 เยน ชื่อ "Uxcell Aquarium Air Tube Bifurcation Elbow/8 One-Way Exit Lever Pump")
• ปั๊มลมเลือกปั๊มลมที่เหมาะสมด้วยความรับผิดชอบของคุณเอง ปิดวาล์วทั้งหมดเป็นเวลานานซึ่งอาจทำให้ปั๊มลมร้อนเกินไป
• ท่อ; ID6-OD8mm, ID4-OD7mm, ID3-OD6mm
• ข้อต่อท่อ; รูปตัว L, รูปตัว I
• แผ่นอะครีลิค; โปร่งใส; ความหนา 2mm และ 3mm
• แผ่นอะครีลิค; สีดำ; ความหนา 2mm

2. ชิ้นส่วนแผงวงจร

• ESP8266
• จอแสดงผล OLED; 0.91” 128x32
• I/O ตัวขยาย IC; MC23017
• แถบ LED; NeoPixel: 8 ชิ้น
• เฟท; 2SK2412: 8 ชิ้น
• ไดโอด; IN4002: 8 ชิ้น
• อะแดปเตอร์ AC; 6V-1.8A
• อื่น ๆ. อะไหล่

3. อื่นๆ

• แจกันแก้ว OD120mm ความสูง260mm
• กลีเซอรีน; ความบริสุทธิ์ 99% 2.5L
• ปลอกกล่อง
• กาว

4. เครื่องมือและอื่นๆ

• เครื่องตัดเลเซอร์สำหรับตัดแผ่นอะครีลิค
• อื่น ๆ. เครื่องมือประกอบแผงวงจรไฟฟ้า
• WiFi ที่เข้าถึงได้

ขั้นตอนที่ 2: การตัดชิ้นส่วนอะคริลิกด้วยเครื่องตัดเลเซอร์

ใช้เครื่องตัดเลเซอร์ตัดชิ้นส่วนอะครีลิค สำหรับการอ้างอิงของคุณ ไฟล์ ai (adobe illustrator) *1 ถูกแนบมาด้วย พวกเขาได้รับการออกแบบสำหรับแจกันแก้วและชิ้นส่วนจัดการอากาศอื่น ๆ ที่ฉันซื้อ ขนาดแจกันแก้ว: ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน 113 มม. ความสูง 243 มม. ขนาดภายนอก 120 มม. ความสูง 260 มม.

*1 (2020-3-20); ไฟล์ ai ได้รับการแก้ไขเพื่อไม่ให้ทับซ้อนกับภาพวาดแต่ละชั้น ฉันได้ลองอัปโหลดเนื้อหาเดียวกันที่บันทึกเป็นไฟล์.dxf แต่อัปโหลดไม่ถูกต้อง น่าจะเป็นข้อผิดพลาดของระบบใน Instrucables.com

*2 (2020-3-27); เพิ่มข้อมูลความหนาและสีของแผ่นอะครีลิคลงในคำอธิบายภาพด้านบน คลิกที่ภาพเพื่อดูคำบรรยาย

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบชิ้นส่วนจัดการลม

ข้อต่อท่อโปร่งใสรูปตัว L ใช้เป็นหัวฉีด ขันให้แน่นบนส่วนอะคริลิกโปร่งใส ประกอบชิ้นส่วนอะครีลิคเข้าด้วยกัน ตัวแยกระหว่างหัวฉีดแต่ละอันป้องกันการรบกวนซึ่งกันและกันระหว่างฟองอากาศที่อยู่ใกล้เคียง

หัวฉีด โซลินอยด์วาล์ว ท่อลม และปั๊มลมเชื่อมต่อกันด้วยท่อขนาดที่เหมาะสม

*1 (2020-5-7); บนภาพที่ห้า เต้ารับที่ไม่ได้ใช้ (เปิดเมื่อปิดเครื่อง) ของโซลินอยด์วาล์ว 3 ทางถูกปิดผนึก โซลินอยด์วาล์ว 2 ทางแบบปกติ-ปิด (เปิดเฉพาะเต้าเสียบเมื่อเปิดเครื่อง) ดีกว่าสำหรับการใช้งานนี้

ขั้นตอนที่ 4: การประกอบวงจรควบคุม

สำหรับการอ้างอิงของคุณ ฉันได้แนบบันทึกการออกแบบของฉันเกี่ยวกับแผนภาพวงจร ซึ่งอาจอ่านได้ยาก บางส่วนถูกเลือกไว้ในมือของฉันเพื่อไม่ให้ถูกปรับให้เหมาะสม มีการเพิ่มรูปภาพของวงจรควบคุมที่ประกอบที่ด้านหน้าและด้านหลัง การเดินสายที่ยังไม่เรียบร้อย แต่ถ้าอาจช่วยคุณได้บ้าง

เชื่อมต่อ WiFi ESP8266 ควบคุมโซลินอยด์วาล์วแปดตัวผ่านตัวขยาย I / O; อินเทอร์เฟซ I2C เพื่อให้แสดงเวลาที่ถูกต้องบนฟองอากาศบนจอแสดงผล OLED

NeoPixels แปดตัวติดตั้งอยู่ในแนวเดียวกับกาวบนชิ้นส่วนอะคริลิก (ชื่อ "NeoPixel support-top") เพื่ออยู่ใต้หัวฉีดลมแต่ละตัวโดยใช้ "NeoPixel support-side" และ "NeoPixel support-top spacer" เพื่อให้แสงฟองอากาศ มีการติดตั้งในกล่องเคส

ขั้นตอนที่ 5: การประกอบทั้งหมด

ประกอบชุดจัดการอากาศ แผงวงจร และอื่นๆ ทั้งหมด

จากนั้นเทกลีเซอรีนลงในแจกัน กลีเซอรีนที่ฉันซื้อมีความบริสุทธิ์ 99%, 2.0L

ขั้นตอนที่ 6: การเข้ารหัส Arduino

สำหรับการอ้างอิงของคุณ รหัส Arduino จะอ้างถึงที่นี่https://github.com/ShinodaY/bubble-clock

โปรดดูบทความอื่นเกี่ยวกับการเข้ารหัส Arduino ESP8266 และการอัปโหลด OTA ขออภัยสำหรับรหัสที่ไม่ฉลาดและความคิดเห็นภาษาญี่ปุ่น

ต้องป้อน wifi_ssid และ wifi_password ในบรรทัด:wifiMulti.addAP("your_wifi_ssid", "your_wifi_password");

ขั้นตอนที่ 7: ปรับแต่งและยืนยัน

การปรับแต่งเป็นสิ่งสำคัญในการทำให้รูปร่างของตัวละครฟองสบู่อ่านได้ดีขึ้น

1. ปรับวาล์วแบบแมนนวล 8 ตัวเพื่อลดการแปรผันของปริมาตรฟองอากาศจากแต่ละหัวฉีด ความเร็วของฟองที่เพิ่มขึ้นขึ้นอยู่กับปริมาตร

2. บนรหัส Arduino; OTA หลัก พารามิเตอร์ต่อไปนี้กำหนดปริมาตรฟองอากาศและช่องว่างระหว่างฟองอากาศ ตั้งค่าให้เหมาะสม พารามิเตอร์เหล่านี้จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของของเหลวและข้อกำหนดของหน่วย Hadling ของอากาศ ・int bubbleDelay = 15; // หน่วงเวลาเป็น m วินาทีเพื่อให้โซลินอยด์วาล์วเปิดอยู่ กำหนดปริมาตรฟองอากาศ・ฟองอากาศแยกออก = 1000; // หน่วงเวลาเป็น m วินาที เพื่อกำหนดช่องว่างแนวตั้งระหว่างฟองอากาศ

คุณสามารถแก้ไข/เพิ่มข้อมูลแบบอักษรบนโค้ด Arduino ที่คุณต้องการให้แสดงบน "นาฬิกาฟองอากาศที่เรืองแสง" ได้

ปิดวาล์วทั้งหมดเป็นเวลานานซึ่งอาจทำให้ปั๊มลมร้อนเกินไป ตรวจสอบว่าปั๊มลมมีการทำงานต่อเนื่องหรือไม่ขึ้นอยู่กับความรับผิดชอบของคุณ นอกจากนี้ยังต้องยืนยันความทนทานของโซลินอยด์วาล์ว อาจมีความสำคัญต่อการใช้งานของคุณ

ขอบคุณที่สนใจโครงการของฉัน มีเวลาพักผ่อนที่ดีกับนาฬิกาเรือนนี้!

โปรดตรวจสอบการแข่งขัน Make It Glow ด้านล่างรายการด้วย

รางวัลใหญ่ในการประกวด Make it Glow