Blüp: o notificador de bolhas: 11 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Tenho procurado um sistema de notificação mais suave e menos abrupto do que um aviso baseado em vibração, som ou luz. Não consegui encontrar nada que se encaixasse nesses critérios, então decidi fazer o meu. Além disso, eu queria que minha solução incorporasse meus interesses pessoais em relógios e a maneira como nós, como sociedade, pensamos sobre o tempo.

Daí nasceu a Blüp. Tive a ideia de usar uma bolha em um recipiente com líquido não apenas para me notificar de um evento de minha escolha, mas também para usar o tempo que leva para a bolha subir para incutir um senso de urgência em minha resposta a o evento. Por exemplo, se você recebesse uma mensagem de um chefe ou outro contato importante, a bolha se formaria e aumentaria a uma taxa que lhe daria tempo suficiente para responder antes de aparecer no topo.

Vou tentar simplificar as etapas o máximo possível para que você possa replicar este projeto em casa, mas há definitivamente alguma experimentação envolvida em fazê-lo funcionar para você.

Etapa 1: adquira todos os suprimentos

Todos os equipamentos e suprimentos que usei estão listados abaixo. Tentei escrever TODOS os suprimentos necessários, mas posso ter perdido algumas coisas.

Bomba de -Nano Air S1 (https://www.amazon.com/Altum-Aquatic-Nano-Air-Pump/dp/B00LLZFFMQ)

-Clippard ET-2-6 normalmente fechado, válvula eletrônica de 6 VCC (https://www.clippard.com/part/ET-2-6)

-8ft Airline tubing (https://www.amazon.com/Standard-Airline-Tubing-Accessories-25-Feet/dp/B0002563MW/ref=pd_bxgy_199_3?ie=UTF8&refRID=0D0BAE1XDNCAC8CMNNX4)

- Válvula de retenção da companhia aérea (https://www.amazon.com/gp/product/B007BVM874?psc=1&redirect=true&ref_=oh_aui_detailpage_o01_s00)

-Adafruit Huzzah ESP8266 (https://www.adafruit.com/products/2471)

-FTDI Cable (https://www.adafruit.com/products/70)

-Solid State Relay (https://www.sparkfun.com/products/10636)

-TIP120 Transistor (https://www.adafruit.com/product/976)

-2x Jacks de barril DC de montagem em painel (https://www.adafruit.com/product/610)

-2x Bloco de terminais - 2 pinos (https://www.adafruit.com/products/724)

Resistor de -2,2 k ohm (https://www.adafruit.com/products/2782)

-2 x pontas de jack barril

Adaptador de energia -5VDC (https://www.adafruit.com/products/276)

- Cabo de extensão

-Glass VOSS Still Water Bottle

-3 x Não 10-32 x 3/16 Mangueira Barb

Tubo de latão redondo de 12 "x 1/8" de diâmetro

-1/4 20 5/16 Brad Hole Tee Nut

-Madeira para o gabinete do projeto

-Madeira para base do tanque

-Silicone Caulk

-E6000 adesivo

-Brocas

- Sabonete transparente ou colorido para as mãos

Etapa 2: preparar o tanque de água

Tive dificuldade em comprar a garrafa de água VOSS de vidro, pois a maioria dos locais ao meu redor (em Nova York) vendia apenas as versões menores de plástico. Acabei encontrando-os em Fairway. Comprei a versão de água sem gás porque a tampa era mais plana na parte superior do que a variação de água com gás.

Comece seu Blüp raspando a etiqueta usando uma lâmina Exacto. Se você usar a lateral da lâmina em vez da ponta, o processo é mais fácil. Disseram-me que você também pode usar acetona, mas não tinha certeza se isso turvaria o vidro. Experimente e me diga!

Retire o revestimento tri-seal da tampa e faça um orifício no centro para uma das farpas da mangueira. Você precisará comparar sua broca com o diâmetro do orifício, pois os tubos variam em diâmetro. Coloque a espiga da mangueira através do orifício e sele-a no lugar com um pouco de calafetagem de silicone. Em seguida, faça um orifício de 7/32 na tampa para o tubo de alívio de pressão de latão.

Colocaremos a porca em T através deste orifício para manter o tubo reto, portanto, certifique-se de perfurar o orifício em um lugar onde considere o espaçamento e o espaço envolvidos. Do lado de dentro da tampa, o tubo deve evitar o interior da garrafa, enquanto do lado de fora da tampa, o tee deve evitar o espigão da mangueira do meio. Descobri que precisava lixar um pouco a camiseta para fazê-la caber. Use adesivo para colar a porca em T no lugar através da abertura e, em seguida, cole o tubo de latão dentro da porca. Após a secagem, selar todas as aberturas com silicone.

Faça mais dois furos no revestimento tri-seal que se alinham com a abertura da espiga da mangueira e o tubo. Novamente, você terá que aproximar o tamanho do furo comparando o diâmetro da broca com os da farpa e do tubo.

Etapa 3: configurar o sistema de entrega de ar

O ar que forma a bolha flui da bomba para a válvula, através da válvula de retenção e, finalmente, para o tanque. Para testar a configuração, aparafuse uma espiga de mangueira em cada lado da válvula e conecte um pedaço de tubo entre todos os componentes. Certifique-se de seguir a etiqueta de direção do fluxo na válvula e na válvula de retenção, pois elas têm direções específicas de fluxo de ar.

Quando eventualmente colocarmos todos os componentes na caixa do projeto, vamos encurtar os comprimentos dos tubos, mas por enquanto podemos testar tudo com tubos mais longos.

Etapa 4: construir a base

Construí a base com pedaços de noz de 3/4 "de espessura. Corte 4 pedaços de 3,25" x 3,25 "e desenhe um círculo de 2-11 / 16" de diâmetro no centro de duas das peças. Faça um pequeno furo no meio de ambas as peças e, em seguida, corte o máximo possível do círculo com uma serra circular. Em seguida, cole as duas peças do orifício e as duas peças sólidas separadamente. Lixe o resto do círculo em uma lixadeira de eixo oscilante. Eu fiz tudo isso porque não tinha a broca certa para serra, mas se você encontrar uma perto do tamanho certo como a tampa VOSS, vá em frente!

Depois que o orifício for cortado e a tampa se encaixar bem dentro, cole as peças do orifício nas peças sólidas. Faça um furo no meio do círculo para encaixar a espiga da mangueira e, em seguida, faça um furo lateral para que o tubo possa sair. Observe que esses orifícios precisarão se encontrar para formar um caminho de mangueira esteticamente agradável, portanto, verifique novamente suas medidas.

Etapa 5: conecte os componentes eletrônicos

Comece soldando os conectores na placa HUZZAH - duas fileiras nas laterais e uma na extremidade para o cabo FTDI. Você pode encontrar as instruções de montagem aqui:

Depois que estiver tudo pronto, coloque a placa em uma placa de ensaio com metade do tamanho para que possamos começar a fiação do circuito. Embora a válvula seja tecnicamente uma válvula de 6 VCC, ela funciona com 5 V, então essa é a voltagem que decidi usar para o adaptador de energia. Usando um transistor TIP120, conecte o pino esquerdo (BASE) através de um resistor de 2,2k ohm e então ao pino GPIO 14. O pino do meio (COLETOR) vai para o fio terra da válvula e o pino direito (EMISSOR) vai para o terra pino do conector de barril DC. Conecte mais dois fios de aterramento ao pino de aterramento do conector cilíndrico DC - um ao pino de aterramento no HUZZAH e o outro ao pino negativo (-) no relé no lado do controle. O pino quente do conector de barril CC vai para a válvula e o pino VBAT no HUZZAH para alimentar a placa.

O relé é usado para a bomba CA e decidi usar um relé de estado sólido porque queria que o projeto fosse o mais silencioso possível. O pino positivo (+) no lado de controle do relé vai para o pino 16 do GPIO. Para o lado de carga do relé, um pino vai para o pino de ativação do conector cilíndrico CA e o outro pino vai para a bomba. O pino de aterramento do conector do barril CA vai diretamente para a bomba.

Isso é tudo para a fiação! Fiz isso primeiro em uma placa de ensaio e depois mudei para uma placa soldável para tentar torná-la o menor possível. Se você for colocar seus circuitos e componentes em uma caixa de projeto, você pode simplesmente mantê-lo na placa de ensaio para mantê-lo simples.

Se alguma dessas coisas parecer confusa, certifique-se de verificar meu diagrama de Fritzing em anexo, pois as imagens e os esquemas sempre ajudam em comparação com o texto.

Etapa 6: construir o gabinete eletrônico

Eu construí o gabinete eletrônico com alguns pedaços de MDF que encontrei na minha loja, mas você pode fazer com algo melhor, se quiser. Minha caixa acabou tendo 8 "x 5" x 3 "de altura. Fiz dois furos em um lado para os dois conectores cilíndricos montados no painel para a alimentação CA e CC. Semelhante a antes, você terá que comparar o tamanho da sua broca para o diâmetro dos conectores do barril, mas eu os achei perto de 15/32 ". Depois disso, faça outro conjunto de orifícios para a tubulação passar da válvula de retenção para o tanque.

Etapa 7: Configurar um feed Adafruit IO

Configure uma conta Adafruit IO em https://io.adafruit.com se ainda não tiver feito isso. Este serviço está atualmente em beta, então pode levar algumas semanas para que sua conta seja aprovada e tenha acesso. Existem outros serviços que podem se conectar ao seu microcontrolador, como dweet.io e freeboard.io, mas o Adafruit's é gratuito, muito simples de usar e fácil de começar.

Depois de criar uma conta, faça o login e obtenha sua chave Adafruit IO.

Clique no pequeno ícone de chave no lado direito da janela para recuperar a chave.

Uma janela aparecerá com sua chave. Mantenha uma cópia deste em um local seguro para mais tarde.

Em seguida, crie um novo feed chamado “bolha”. Observe que o nome do feed diferencia maiúsculas de minúsculas. Se precisar de ajuda para começar a criar feeds no Adafruit IO, verifique o guia útil aqui:

Isso é tudo para o Adafruit IO, agora podemos configurar o IFTTT para falar com nosso feed.

Etapa 8: Configurar receita IFTTT

Inscreva-se para uma conta IFTTT em ifttt.com. Depois de configurar o perfil, vá para https://ifttt.com/adafruit para vincular sua conta IFTTT à sua conta Adafruit. Ao clicar no botão Conectar, você será direcionado ao site da Adafruit, onde poderá autorizar a conexão.

Agora volte para IFTTT e vá para Minhas receitas no topo. Para uma receita de teste, adicionei um botão "FAZER" que permite que você tenha um botão em seu smartphone que pode ser pressionado para criar uma bolha. Sempre podemos adicionar outras receitas de IFTTT da mesma forma que criaremos nosso botão, mas isso foi ótimo para testar a conectividade da receita.

Para criar um botão FAZER para nosso notificador de bolha, clique na guia FAZER na parte superior e, em seguida, clique no sinal de mais (+) para começar. Procure por Adafruit no filtro e procure a receita chamada "Ligar a energia". Como alternativa, você pode clicar aqui:

A partir daí, selecione o nome do feed "Bubble" e clique em Adicionar. Depois de adicionar o botão às suas receitas, você pode alterar o título da receita de "Ligar a energia" para algo como "Bolha!". O processo é o mesmo para qualquer outra receita que você deseja criar. Eu adicionei uma receita IFTTT que olha para o meu gmail e empurra um valor "1" semelhante ao botão DO para Adafruit sempre que recebo um e-mail.

Etapa 9: preparar o IDE do Arduino

Decidi usar o HUZZAH ESP8266 em vez do CC3000 porque ele tem pinos GPIO que podem ser programados diretamente em vez de exigir um microcontrolador extra. Também é mais barato! O único problema com o ESP8266 é que ele requer um cabo FTDI para programar. Não há problema, porém, o cabo acende quando os dados estão sendo transferidos, então você se sentirá especial ao usá-lo.

Estaremos usando o IDE do Arduino para programar a placa, mas você também pode usar o interpretador Lua do NodeMCU, se preferir. Você pode seguir este guia para configurar o Lua:

Baixe o IDE do Arduino em Arduino.cc (1.6.4 ou superior) se ainda não o fez:

Para instalar o pacote da placa ESP8266, clique em preferências dentro do IDE do Arduino e digite https://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json no campo URLs adicionais do gerenciador de placas. Se você já tem um URL no campo, pode clicar no botão no final da linha para obter ainda mais URLs.

Agora vá para o menu Ferramentas -> Placas e vá para o Gerenciador de Placas.

Procure o pacote esp8266 e clique em Instalar.

Depois de reiniciar o programa, selecione Adafruit HUZZAH ESP8266 no menu Ferramentas -> Placa.

Selecione 80 MHz como a frequência da CPU e 115200 baud como a velocidade de upload.

A última etapa para obter a configuração é instalar a biblioteca Adafruit MQTT, pois precisaremos dela para nosso esboço. A maneira mais fácil de instalá-lo é através do Library Manager no Arduino IDE.

Vá para Sketch -> Incluir Biblioteca -> Gerenciar Bibliotecas. A partir daqui, procure a Adafruit MQTT Library e instale-a.

Depois de reiniciar o IDE novamente, devemos estar prontos para começar a programar.

Etapa 10: Programe a placa HUZZAH

Incluí o código que usei para programar o HUZZAH como um arquivo anexo abaixo. Algumas coisas a serem observadas:

- Certifique-se de adicionar seu nome WIFI SSID e senha WIFI para sua localização

-Adicione seu nome de usuário e chave Adafruit IO

-Ajuste seus números de pino para sua válvula e bomba se você usar diferentes dos que eu especifiquei.

A maior parte do código é do exemplo de "saída digital" da Adafruit e adicionei algumas instruções "if" simples para testar qual tamanho de bolha emitir. Se você tiver problemas com a conexão, pode verificar o tutorial de saída digital aqui:

learn.adafruit.com/adafruit-io-basics-digital-output/overview

Algumas outras coisas a serem observadas ao programar e testar seu HUZZAH. Para enviar o código do IDE do Arduino para a placa, você deve pressionar e segurar o botão GPIO0 e então, enquanto ainda mantém pressionado esse botão, mantenha pressionado o botão RESET. Solte o botão RESET e, em seguida, solte o botão GPIO0. Isso colocará a placa HUZZAH no modo bootload e permitirá que ela seja programada.

Descobri que você deve remover os adaptadores de energia CA e CC durante a programação da placa e apenas ter o cabo FTDI conectado. Assim que o upload do novo software para a placa for concluído, você pode remover o cabo FTDI e reconectar seus adaptadores.

Etapa 11: Junte tudo isso

Comece soldando o fio da placa HUZZAH aos conectores CA e CC através dos orifícios. Depois disso, coloque os conectores de montagem do painel em seus orifícios e aparafuse as porcas de retenção. A partir daqui, termine de conectar o restante dos componentes eletrônicos à placa HUZZAH e coloque-os dentro da caixa. Eu planejava aplicar velcro nas peças para que não se movessem, mas descobri que, com fios de núcleo sólido e tolerâncias apertadas, nada se movia muito. Depois disso, conecte os adaptadores AC e DC corretos e teste-os!

Espero que você encontre maneiras interessantes de usar esse sistema de notificação e mal posso esperar para ver as ideias que a comunidade terá. Obrigado por olhar!

Vice-campeão no concurso de tecnologia