如何使用Particle Photon实现天气时钟的设计

本文介绍的是由 Particle 支持的异想天开的天气时钟。

这是一个能够告诉您需要什么样的衣服才能在户外舒适的时钟。

这个项目的想法很简单：使用伺服电机移动时钟指针，根据 predict.io 的 Particle Photon 重试的当前天气预报指向一种衣服 。 整个套件由电池供电。

让我们看看如何构建它！

原型

首先在桌子上制作电路原型。我使用了 Particle Maker Kit 附带的伺服器。它的范围约为 170 度。3 根线是：电源（橙色）、接地（棕色）和所需位置（黄色）。我使用一个简单的固件将 D0 配置为伺服引脚，并从云功能设置伺服的位置。

时钟指针

你需要一个可以由伺服控制的时钟指针。是时候进行一些 3D 打印了！

我在 cairo 时钟项目中发现了一个非常漂亮的古董时钟指针矢量图形。

使用 Inkscape 将该 SVG 文件转换为 DXF（CAD 程序中使用的 2D 绘图格式）。

基本上确保路径是闭合的（添加不同颜色的笔触并确保没有间隙），然后使用Extensions -》 Modify paths -》 Flatten Beziers将曲线转换为直线。导出是通过Save as -》 DXF R14 。

要将 2D 绘图转换为 3D 渲染，我建议使用 OpenSCAD。该程序接受命令来构造几何图形，而不是直接在屏幕上绘图。作为一名程序员，我发现它比面向机械工程师的 CAD 软件更易于使用。

注意到我是如何在 3D 部分留下一个缺口的吗？这将适合第一张照片中显示的白色伺服臂。

您可以自己打印时钟指针，也可以由外部公司完成。我最终通过 Shapeways 使用黑色坚固而柔韧的材料打印了零件。看起来不错！

框架

项目还需要某种称为阴影框的深度框架。我在 Target 找到了我真正需要的东西。尺寸为 8.5“ x 11” x 1.25“ 深。

要将伺服器固定在框架中，您需要将伺服器安装到 8.5” x 11“ 的泡沫芯上，并在框架的侧面切出一个槽来固定泡沫芯。我在台锯上做了这些切割。

组装阴影盒，首先放置薄边，然后是带有时钟指针和伺服的泡沫芯组件，然后是厚边。最重要的是影子盒背板。那个后部有挂钩，可以将项目挂在墙上。

软件

我将软件分为两部分：用于移动指针的 Photon 固件和 用于从forecast.io 天气预报 中确定要穿哪些衣服 的hook.io脚本。Particle Photon充当 Photon 和 hook.io 脚本之间的桥梁。

拆分的主要原因是通过不断重新编程 Particle Photon，可以更轻松地继续调整衣服决策代码，而不会耗尽框架中的电池。

实际使用效果：

连接到 WiFi

发送一个粒子事件来询问穿什么衣服。该事件将通过 Particle webhook 转发到 Web 服务

接收带有要穿的衣服的 webhook 响应

如果衣服与上次查询不同，则移动指针

进入深度睡眠 1 小时以保护电池

固件源代码位于本文下方

要刷写你自己的 Photon，请下载代码并使用 Particle CLI 刷写它

particle flash my_device_name firmware

云服务是用 hook.io制作的，这是一种创建 HTTP 微服务的简单方法。

该脚本的代码执行以下操作：

从以下位置获取所请求位置的天气预报

如果预报摘要中包含“雨”或“雪”字样，请推荐“雨伞”或“铲子”

根据当前温度，推荐“帽子和手套”、“夹克”、“毛衣”或“T恤”

要创建自己的钩子，请注册 hook.io， 创建一个新钩子并将其指向上面的 Gist。不要忘记将您的 forecast.io API 密钥和纬度/经度放在 https://hook.io/env

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

最后，通过创建一个Particle Cloud webhook 将 Photon 和 hook.io 脚本绑定在一起，该 webhook 将在 Photon 发布事件时调用该钩子。

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

注意事项

电池寿命在便携式项目中至关重要。由于 Photon 大部分时间都处于深度睡眠状态，我预计电池寿命会很长。

由于电池仅在 2 周内就耗尽了，我知道在 Photon 睡眠时会消耗不必要的电流。

为了测量电流消耗，我插入了一个与正极电池线串联的 1 Ω电阻器。该电阻器上的 1 伏降对应于时钟电路中的 1 安培电流。

当 Photon 处于唤醒状态并连接到 Wi-Fi 时，电流范围为 30 mA 到 100 mA。

当 Photon 处于休眠状态时，电流仍为 7 mA。这就是电池快速耗尽的原因。断开伺服电机地线时，电流变为 0 mA。

在 Photon 休眠时，我必须断开伺服器与电池电源的连接。

为此，我使用 NPN 晶体管作为低侧开关。