第1步：成分和工具

對于晴雨表/氣氛晴雨表，您需要：

無液氣壓計。不必工作。吸引你的審美情感的東西更重要。我希望我從童年的家里得到一個，但我認(rèn)為它是在垃圾場。 15美元我在ebay上買了一個替代品。

壓力傳感器。

ESP8266模塊 - 我使用的是NodeMCU。

一個合適的步進(jìn)電機和驅(qū)動板 - 鏈接到五個工作批次，但價格很難被擊敗。該電機完全旋轉(zhuǎn)4096步，為我們的目的提供充足的分辨率。

ESP8266和電機的5VDC電源 - 至少1A。我使用了12VDC和5VDC的組合電源，因為我已經(jīng)有了一個并且需要為Nixie時鐘提供12V電源（對于項目的其他元件加上更多的5V電源）。

至少三個LED（表示壓力趨勢）。

LDR/光敏電阻。

其他消耗品，如跳線，電阻器，熱縮管等。

在大多數(shù)情況下，您可以使用您用來容納電子設(shè)備的氣壓計的原始外殼。我重新設(shè)計了一個模糊的工藝品風(fēng)格時鐘盒來容納時鐘和氣壓計，因此不需要氣壓計盒。

工具方面，你需要一把烙鐵，熱風(fēng)槍和一些小手工具。如果您需要對案例進(jìn)行重大修改，可以使用一系列電動工具。

步驟2：小心準(zhǔn)備您的機柜

您需要做的事情在很大程度上取決于您使用的機箱。如果您正在使用氣壓計自己的情況，您只需要弄清楚如何將它拆開并移除無液機制。指針很可能直接安裝在這個機制上，需要注意分離指針而不損壞指針。

我還有一些工作要做，因為我的時鐘盒仍然有舊的（非 - 工作）其中的發(fā)條機制。

我對機械鐘幾乎一無所知，但強壯的盤繞彈簧表明我應(yīng)該謹(jǐn)慎行事。盡管如此，當(dāng)事情發(fā)生爆炸時，我還是毫無準(zhǔn)備。一秒鐘，我正在解開一個看似無關(guān)緊要的螺絲，接下來有一聲巨響，空氣中彌漫著灰塵和碎片。時鐘的各個地方到處都是，案件本身完全被吹散了。就像我想象一個真正的***爆炸時，我想不出發(fā)生了什么。在隨后的震耳欲聾的沉默中，我一半期待聽到警笛聲的遙遠(yuǎn)哀嚎。另外，我的手真疼了。

第一課：即使是適度大小的時鐘機制也可以存儲驚人的大量能量。

第二課：如有疑問，請戴上安全眼鏡！我很幸運，沒有任何東西飛進(jìn)我的眼睛，但它肯定可以。有時僅僅使用舊的安全斜視是不夠的（甚至不確定我這樣做）。我的手很好，我只是個孩子。

經(jīng)過大量的膠合和夾緊后，我把箱子放回原處，準(zhǔn)備繼續(xù)進(jìn)行第3步。

步驟3：安裝組件 - 第1部分

您需要找到一些安裝電機的方法，以便軸穿過撥號就足夠了，當(dāng)指針連接時，它會掃過臉部而不會受到干擾。這可能比它最初出現(xiàn)的要困難得多，因為大多數(shù)氣壓計將在玻璃內(nèi)部有另一個指針，這在過去曾被用來記錄當(dāng)前的讀數(shù)。如后面所述，我們不需要這個指針，但保持它有助于保持設(shè)備的原始外觀。

無論如何，當(dāng)前讀取指針的存在意味著如何限制遠(yuǎn)遠(yuǎn)的“主”指針可以坐在表盤的表面。

在另一個方向上，指針需要遠(yuǎn)離表盤，以便清除一個將安裝在表盤上的LDR框架的墊圈（參見下一步）。

我做的是將表盤及其框架安裝在木質(zhì)背襯上，然后用適當(dāng)?shù)膲|片將電機安裝在背襯上。第一張圖片可能有助于解釋這一點，但您可能會想出自己的安排。

使用時鐘盒或類似尺寸的東西的一個優(yōu)點是內(nèi)部有足夠的空間安裝電源。對我來說，這很重要，因為時鐘將放在插入我專門安裝的插座的壁爐架上。在這個位置隱藏一個明顯不合時宜的“墻壁疣”或SPS磚會很困難 - 但這對你來說可能不是一個問題。

第二張圖片中沒有標(biāo)注的組件與時鐘和該項目的chimer部分（第三個NodeMCU和相關(guān)的布線位于Nixie PCB下）。

其他一切的放置 - 主要是BMP180傳感器，電機驅(qū)動器板和NodeMCU - 并不重要。也就是說，直到我將互連線從驅(qū)動板上移開，電機有時無法正常工作。不確定那里發(fā)生了什么，但如果你的電機聽起來很滑稽和/或移動不順暢，你可能想嘗試移動電線。

避免手動記錄壓力趨勢（上升，下降或穩(wěn)定）我在表盤下面放了三個小LED。當(dāng)所有三個都點亮?xí)r，氣壓計處于心情模式。我使用“暖白”LED來嘗試并保持周期感。未經(jīng)調(diào)制，正面觀看時它們太亮了，但是有了一些重載PWM，我得到了我追求的外觀。當(dāng)前讀取指針仍然可用于傳統(tǒng)主義者。

步驟4：安裝組件 - 第2部分

讓我們來處理表盤中的LDR。首先，為什么我們需要這個呢？

嗯，這是我對低價步進(jìn)電機的限制的解決方案 - 盡管它可以按照精確的步驟移動，但它沒有固有的能力知道它在哪里除了參考其起始位置。雖然從理論上講，我認(rèn)為你可以對此進(jìn)行硬編碼并跟蹤我猜測的所有后續(xù)運動（沒有實際依據(jù)），錯誤會迅速蔓延，特別是考慮到“情緒模式”所需的大規(guī)模運動。此外，你會被斷電（將每個動作寫入EEPROM并不實用）。

我的第一個想法是在上電時引入校準(zhǔn)周期，并在情緒和氣壓計模式之間切換。該循環(huán)將使表盤上已知點處的微動開關(guān)跳閘。但是切換理念的機械實現(xiàn)對我來說似乎太具挑戰(zhàn)性了。指針本身太脆弱而不能作為執(zhí)行器，因此我需要在軸上安裝其他東西。然后出現(xiàn)了保持360°運動的問題 - 這是我使用步進(jìn)電機而不是標(biāo)準(zhǔn)伺服電機的原因之一。隨著應(yīng)用程度的增加，我確信可以使微型開關(guān)工作 - 或者也許還有一種現(xiàn)成的位置傳感器解決方案 - 但我采取了另一種方式。

注意表盤的圖片中有一個安裝在1點位置的墊圈。該墊圈將LDR連接到NodeMCU上可用的單個模擬輸入。當(dāng)氣壓計上電或切換模式時，NodeMCU進(jìn)入校準(zhǔn)周期，并簡單地查找由指針后部在LDR上行進(jìn)引起的亮度突然變化。從該已知位置索引任何進(jìn)一步的移動。我不得不在代碼中用一些閾值來調(diào)整它以使其可靠地工作但是一旦完成，我就驚訝于它的精確程度 - 一直回到氣壓計設(shè)置的1％或2％的預(yù)期值。

顯然，它在完全黑暗中不起作用，但你通常不會切換模式。如果由于某種原因校準(zhǔn)周期無法在設(shè)定的時間內(nèi)完成，它會放棄并閃爍趨勢LED。

無論如何，LDR方法的優(yōu)點在于安裝非常簡單 - 鉆一個孔的大小足以使表盤中的LDR被指針的后端覆蓋。為了在指針和LDR之間獲得一個漂亮的“密封”，在LDR周圍粘上一個小墊圈，如果需要，修改指針尾部（我使用了一些形狀合適的黑紙）。

第5步：代碼 - 基本功能

正如其他人所發(fā)現(xiàn)的那樣，我無法使用標(biāo)準(zhǔn)的Arduino步進(jìn)電機庫來處理這種電機和驅(qū)動器。幸運的是，有一個很好的Instructable，代碼可以工作。雖然評論中有幾個優(yōu)化建議，但我使用原始發(fā)布中的代碼進(jìn)行基本步進(jìn)。此代碼不需要庫。

為了處理壓力數(shù)據(jù)，我使用了Sparkfun BMP180庫中的一個示例。我所要做的只是將其與電機控制結(jié)合起來。

第6步：代碼 - 校準(zhǔn)，控制，GUI，Google助手和實用功能

主要校準(zhǔn)是硬編碼的。為了安全起見，并考慮到氣壓計可能重新定位到不同的高度，通過NodeMCU和Websocket通信旋轉(zhuǎn)的Web服務(wù)器實現(xiàn)了二次校準(zhǔn)和控制。這里有一個了解這一點的好資源。

然而，正如視頻所示，這個項目的真正“驚嘆”因素是Google Assistant/Google Home。這里有烤面包機GA（由Raspberry Pi3供電）的Instructable。不用擔(dān)心，您不需要使用400美元的烤面包機作為外殼。

GA通過IFTTT和Adafruit IO將命令傳遞給NodeMCU。這里有一個很好的資源。還有其他更復(fù)雜的方式與Google智能助理進(jìn)行互動，但對于這個項目，這種非常簡單的方法非常有效。

最后，代碼包含一些非常有用的實用功能（無線更新，我已經(jīng)開始在所有基于ESP8266的項目中包含多播DNS，Wifi Manager。

這個項目的所有代碼（包括Nixie時鐘和chimer控件）都在Github上。我已將我在HTML/CSS文件中使用的圖像保留下來，因此它開箱即用（希望如此） - 您只需要添加自己的Adafruit IO帳戶詳細(xì)信息。

步驟7：Nixie Clock和Chimer

Nixie Clock由一個單獨的NodeMCU控制，并使用Nixie管和驅(qū)動模塊設(shè)計為Arduino屏蔽。鏈接中的版本包括用于獲得時間的GPS模塊。我的盾牌（早期版本）沒有GPS模塊，但我使用Node MCU從互聯(lián)網(wǎng)上獲取時間，這在某些方面更好。

時鐘的控制方案和GUI有更多配置選項，但與氣壓計非常相似。這里有一點點重疊，因為Nixie LED響應(yīng)氣壓計的情緒輸入（通過相同的Adafruit IO饋送）。

從原始發(fā)條機制的殘骸中我挽救了足夠的比特來構(gòu)建一個chimer由第三個NodeMCU驅(qū)動的機制（嘿，它們每個只有6美元）和另一個步進(jìn)電機。我添加的只是原始機制和電機之間的“接口”。 “接口”在引號中，因為它僅包括一個子彈連接器，其中兩個釘子以直角驅(qū)入其中并推到電機軸上。該裝置的每個季度輪換導(dǎo)致一次撞擊。再次，chimer控制方案類似于氣壓計，所有三個Web服務(wù)器都鏈接在一起，使整個看起來比實際更加無縫。

時鐘和chimer NodeMCU完全獨立于每個其他但由于互聯(lián)網(wǎng)計時的奇跡總是完全同步。