什么是“FizViz”？

我們正在制作數(shù)據(jù)的物理可視化，以超酷、即時(shí)可讀的大格式呈現(xiàn)信息。這個(gè)概念是，您可以在辦公室、車(chē)間或任何您想觀看和共享重要數(shù)據(jù)的地方懸掛一組 FizViz 小部件，例如：

- 我今天賣(mài)出了多少產(chǎn)品？這與我的平均水平相比如何？

- 有多少人訪問(wèn)了我的網(wǎng)站？他們?yōu)g覽了多少頁(yè)？

- 是因?yàn)槲易罱l(fā)布的貓視頻帖子，我獲得了更多流量，還是因?yàn)樗c我的產(chǎn)品無(wú)關(guān)，所以每個(gè)人都跳出？

或者，將其連接到其他數(shù)據(jù)源：

- 我的 3D 打印工作還剩多少時(shí)間？

- 這里有多少人？

制作 FizViz 的經(jīng)歷

顯然，不乏用于過(guò)濾、匯總和混合各種形狀和形式的數(shù)據(jù)的在線工具和系統(tǒng)。但是，它們會(huì)讓你遠(yuǎn)離你的流程，并且需要（有點(diǎn)神秘的）工作流程知識(shí)才能找到你感興趣的東西。

而且，坦率地說(shuō)，最終制作完成后它們并不是那么令人興奮。

項(xiàng)目不會(huì)讓辦公室周?chē)娜藲g呼，并且是枯燥無(wú)味的、數(shù)字化的，通常也是孤獨(dú)的經(jīng)歷。

FizViz 是如何工作的？

FizViz Widget 由 3 個(gè)組件組成：

1）收集您的數(shù)據(jù)并使用Windows Remote Arduino將當(dāng)前狀態(tài)發(fā)送到 FizViz Widget的 Windows PC 或平板電腦（我們喜歡 Surface）。

2）一個(gè)Arduino MKR1000，它通過(guò) WiFi 從 PC 接收數(shù)據(jù)并驅(qū)動(dòng) FizViz Widget 上的物理控件。

3）顯示數(shù)據(jù)的物理組件。目前，我們支持：

用于彩色 LED 效果的NeoPixel 燈條

用于創(chuàng)建刻度盤(pán)和儀表的步進(jìn)電機(jī)

用于歸零或校準(zhǔn)儀表的開(kāi)關(guān)（我們使用簧片開(kāi)關(guān)在 RotoMoto FizViz 小部件上找到零）

基本上，PC 完成了繁重的工作——從您的數(shù)據(jù)源中提取數(shù)據(jù)（我們已經(jīng)包含用于收集 Google Analytics 的源），然后將狀態(tài)和命令發(fā)送到驅(qū)動(dòng)物理安裝的 Arduino。

我們提供了所有原理圖和信息，用于獲取帶有步進(jìn)電機(jī)并運(yùn)行的基本 NeoPixel 小部件。之后，您可以隨心所欲地發(fā)揮創(chuàng)造力。

我們的愿景是繼續(xù)為不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)構(gòu)建不同的小部件。我們從一個(gè)示例開(kāi)始，但 FizViz 真正是為您想要顯示的數(shù)據(jù)類(lèi)型制作正確的可視化。沒(méi)有規(guī)則！

連接 FizViz 相當(dāng)簡(jiǎn)單。我們最新的原理圖能在文章下方找到。以下是有關(guān)組件的一些注意事項(xiàng)：

Arduino MKR1000 - 我們運(yùn)營(yíng)的大腦。這里沒(méi)什么好說(shuō)的，只是它很小，而且效果很好！

NeoPixel Strips - 連接到 NeoPixel Strips 非常簡(jiǎn)單 - 我們?cè)跀?shù)據(jù)引腳和 Arduino 之間使用了一個(gè) 460ohm 電阻器 （R1）。然后，通常，我們將條帶的電源直接連接到系統(tǒng)的主 5v 電源。Adafruit 的 NeoPixel Uberguide是集成 NeoPixels 的圣經(jīng)，它包含一個(gè) Arduino 庫(kù)，您可以在項(xiàng)目中使用它來(lái)簡(jiǎn)化控制。條帶可能有兩條接地線（黑色）。它們都連接到接地引腳。

Adafruit TB6612 分線板- 控制任何典型的步進(jìn)電機(jī)。制作精確移動(dòng)的東西（例如刻度盤(pán)、儀表或滑塊）真的很酷。我們用它來(lái)驅(qū)動(dòng) RotoMoto FizViz 中的針。這里不加太多。我們遵循 Adafruit 提供的說(shuō)明，使其與內(nèi)置的 Arduino Stepper 庫(kù)兼容以進(jìn)行控制。

簧片開(kāi)關(guān) - 我們的 RotoMoto FizViz 小部件在針中使用磁鐵和簧片開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)針何時(shí)為零。根據(jù)您的小部件的機(jī)制，這里也可以使用不同的開(kāi)關(guān)，例如微接觸開(kāi)關(guān)或壓力開(kāi)關(guān)。

我們將電子產(chǎn)品打包到Adafruit Perma-Proto 半尺寸面包板上以填充到我們的小部件中，但根據(jù)您的外形尺寸，您可能需要其他形狀。這是我們的樣子：

固件/Arduino 代碼概述

我們?cè)?FizViz-Arduino 存儲(chǔ)庫(kù)包含為 FizViz Widgets 提供支持的最新和最棒的 Arduino 草圖版本。有更多關(guān)于使項(xiàng)目在那里啟動(dòng)和運(yùn)行所需的細(xì)節(jié)的信息，但這里有一些重要的亮點(diǎn)：

WiFi 配置- 請(qǐng)注意有關(guān) WiFi 配置的注意事項(xiàng)。如果你有一個(gè)更奇特的 WiFi 網(wǎng)絡(luò)，你可能需要在這里更深入地挖掘。

外部依賴項(xiàng) -我們?cè)谕獠恳蕾図?xiàng)方面相當(dāng)簡(jiǎn)單，但我們確實(shí)引用了一些您可能需要安裝的庫(kù)。頁(yè)面底部始終引用最新的庫(kù)。

Windows / 遠(yuǎn)程 Arduino 概述

我們的策略是從 ms-iot 的遠(yuǎn)程 Arduino 接線代碼開(kāi)始。我們沒(méi)有直接從 Windows 應(yīng)用程序控制引腳，而是設(shè)置了幾個(gè)自定義 Firmata 控制消息。我們對(duì)遠(yuǎn)程接線代碼做了一個(gè)小改動(dòng)，以允許將自定義消息傳遞到 Firmata 層。然后，我們?cè)?Arduino 項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)了自定義消息處理程序，根據(jù) Windows 應(yīng)用程序的控制命令更新 FizViz 狀態(tài)。

我們還增加了對(duì)從 Google Analytics 收集分析數(shù)據(jù)的支持，因?yàn)檫@是我們自己的 FizViz Widgets 的主要用例。希望這將有助于作為參考，即使您決定連接到不同的數(shù)據(jù)源。

小部件 #1 - “RotoMoto”

我們構(gòu)建了 RotoMoto 來(lái)展示 FizViz 的所有功能。它通過(guò)在一個(gè)小部件中展示我們的照明和步進(jìn)控制的非?？岬膽?yīng)用程序來(lái)鍛煉平臺(tái)，您可以自豪地掛在任何辦公室。

構(gòu)建您自己的 RotoMoto 非常簡(jiǎn)單。即使您沒(méi)有所有相同的工具，也有很多方法可以實(shí)現(xiàn)與我們相同的效果，只要您能拿到手上的任何東西。本文的其余部分解釋了構(gòu)建以及您可以在哪里對(duì)不同的效果進(jìn)行一些調(diào)整。

CAD 存儲(chǔ)庫(kù)

首先，我們將 CAD 文件保存在Github 的 FizViz-CAD 存儲(chǔ)庫(kù)中。您會(huì)發(fā)現(xiàn)我們?yōu)橹谱?RotoMoto 小部件而制造的各種部件的 STEP 和 STL 版本。

附加部件

除了我們的 CAD 設(shè)計(jì)之外，這里是我們?cè)谘b配中使用的零件列表：

Description Supplier Part # Notes

Stepper Pulley McMaster-Carr 1375K15 15 tooth

Needle Pulley McMaster-Carr 1375K28 30 tooth

Bearings McMaster-Carr 60355K701 Used 2

Belt McMaster-Carr 7887K28

Stepper Motor Screws De Mode Elec. 54-410-100 2.6mmx8mm

Reed Switch Digikey 306-1124-1-ND

Magnet Digikey 469-1002-ND 0.5“Dx0.125”H

安裝板

RotoMoto 構(gòu)建的支柱是安裝板。基本上，它容納了機(jī)械和電氣組件，并將所有東西都整齊地藏在顯示器發(fā)光的邊框后面。

我們使用 ShopBot CNC 從 1“ 厚 MDF 板上銑出我們的安裝板。還有各種其他方法可以切割出形狀（激光切割機(jī)、拼圖等），但由于 CNC 就在這里，這就是我們使用的。

擋板

到目前為止，我們構(gòu)建的最大特點(diǎn)是發(fā)光擋板。我們用 1/2” 厚的亞克力板切割這部分。同樣，在 ShopBot 上。照明技術(shù)的關(guān)鍵是任何“結(jié)霜”的表面被切割的地方都會(huì)被照亮。您可以使用 Dremel 或其他手創(chuàng)建標(biāo)記- 工具也是如此。

我們提供的 CAD 模型減半，因?yàn)橐赃@種方式使用材料更有效。用丙烯酸水泥將這兩個(gè)部分連接在一起，或者如果您打算一次性完成，可以合并模型（這就是我們演示的構(gòu)建方式）。

內(nèi)圈

內(nèi)環(huán)是構(gòu)建中的關(guān)鍵部件 - 它是 NeoPixel 條連接并隱藏在丙烯酸表圈后面的位置。我們的制造包括用 PLA 將其大塊 3D 打印在 TAZ5 上，然后將其粘合在一起。經(jīng)過(guò)大量的填充物和底漆后，我們得到了一個(gè)非常堅(jiān)固的環(huán)。

電機(jī)和機(jī)械

CAD 存儲(chǔ)庫(kù)包含我們的 Sanyo Pancake Stepper 的電機(jī)支架以及皮帶張緊器和軸的文件。安裝相當(dāng)簡(jiǎn)單 - 皮帶和滑輪的安裝如下所示。在安裝座中使用兩個(gè)軸承有助于提高剛度并保持軸筆直。

接線

讓一切都適合是有點(diǎn)棘手。首先，將 NeoPixel 條膠粘或粘貼到內(nèi)環(huán)上，使其牢固地固定到位。然后，簧片開(kāi)關(guān)和 NeoPixels 的電線穿過(guò)底座主體上的孔。之后，內(nèi)環(huán)滑過(guò)擋板并進(jìn)入安裝座。

完成步驟

最后一件事是打包電線并固定所有東西。完成接線，然后你就擁有了你自己的 RotoMoto！