FizViz - ¡Visualizaciones físicas a gran escala para sus estadísticas!

Acerca de este proyecto

¿Qué es "FizViz"?

Estamos haciendo visualizaciones físicas de datos que presentan información en un formato grande, súper genial y de manera legible al instante. El concepto es que colgarías un conjunto de widgets de FizViz en tu oficina, taller o donde quieras ver y compartir datos importantes:

- ¿Cuántos productos vendí hoy? ¿Cómo se compara eso con mi promedio?

- ¿Cuántas personas visitaron mi sitio web? ¿Cuántas páginas vieron?

- ¿Estoy obteniendo más tráfico debido a mi reciente publicación de video de gatos, o todos rebotan porque no tiene nada que ver con mi producto?

O conéctelo a otras fuentes de datos:

- ¿Cuánto tiempo me queda en mi trabajo de impresión 3D?

- ¿Cuántas personas hay aquí?

- ¿Cuántas entradas al desafío ya se han enviado para el desafío Arduino más grande del mundo de Hackster?

¿Por qué creamos FizViz?

El año pasado, nuestro equipo creó y lanzó nuestro primer producto "real". Diseñamos, ajustamos, financiamos colectivamente, construimos, rediseñamos, certificamos, reímos, lloramos, juramos y finalmente ... enviamos un producto. Mucho más difícil de lo que pensamos (pero eso es lo que dicen todos).

Entonces ... Comenzamos la observación de métricas obsesivas. ¿Cuántas personas visitaron nuestra página de productos? ¿Nuestra tienda? ¿Cuánto tiempo se quedaron? ¿Como llegaron ahi? ¿Qué sucede cuando twitteamos, publicamos en blogs, publicamos y compartimos? ¿Por qué diablos acabamos de vender 10 unidades cuando no estábamos haciendo ninguna de esas cosas?

Las mentes inquisitivas querían saber.

A pesar de que somos un equipo dedicado, no todos tenían acceso o estaban interesados ​​en revisar meticulosamente Google Analytics para tratar de responder estas preguntas. Y aquellos de nosotros que lo hicimos descubrimos que terminamos buscando los mismos análisis clave, a veces muchas veces al día. A menudo, no cambiaban mucho cuando miramos, o cambiaban mucho cuando no estábamos mirando.

Obviamente, no hay escasez de herramientas y sistemas en línea para filtrar, resumir y combinar datos en todas las formas. Pero, lo alejan de su flujo y requieren un conocimiento (algo misterioso) del flujo de trabajo para llegar a las cosas que le interesan.

Y, francamente, no son tan emocionantes.

No consiguen que la gente de la oficina los vitorea. No transmiten los logros del equipo, y la emoción de ver el éxito se acumula. Son experiencias estériles, digitales y, por lo general, solitarias.

¿Cómo actúa FizViz?

Un widget de FizViz consta de 3 componentes:

1) Una PC o tableta con Windows (nos encanta Surface) que recopila sus datos y utiliza Windows Remote Arduino para enviar el estado actual al widget FizViz.

2) An Arduino MKR1000 que recibe los datos de la PC a través de WiFi y controla los controles físicos en el widget FizViz.

3) Los componentes físicos que muestran los datos . Actualmente, tenemos soporte para:

• Tiras de luz NeoPixel para efectos LED de colores
• Motores paso a paso para crear diales e indicadores
• Interruptores para poner a cero o calibrar sus indicadores (usamos un interruptor de lengüeta para encontrar cero en nuestro widget RotoMoto FizViz)

Básicamente, la PC hace el trabajo pesado:extrae datos de su fuente de datos (hemos incluido la fuente para recopilar Google Analytics) y luego envía el estado y los comandos al Arduino que impulsa la instalación física.

Hemos proporcionado todos los esquemas e información para obtener un widget NeoPixel básico con un motor paso a paso en funcionamiento. Después de eso, puede ser tan creativo como quiera.

Nuestra visión es seguir creando diferentes widgets para diferentes tipos de datos. Comenzamos con un ejemplo, pero FizViz realmente se trata de realizar la visualización correcta para el tipo de datos que desea mostrar. ¡No hay reglas!

Descripción general eléctrica

Conectar un FizViz es bastante sencillo. Nuestros últimos esquemas siempre se encuentran en el repositorio de FizViz-Electrical en GitHub. Aquí hay algunas notas sobre los componentes:

• Arduino MKR1000 - El cerebro de nuestra operación. No hay mucho que decir aquí, excepto que es pequeño y funciona muy bien.
• NeoPixel Strips - La conexión a las tiras de NeoPixel es bastante sencilla:usamos una resistencia de 460 ohmios (R1) entre el pin de datos y el Arduino. Luego, normalmente, conectamos la fuente de alimentación de la tira directamente a nuestra fuente de alimentación principal de 5v para el sistema. NeoPixel Uberguide de Adafruit es la biblia cuando se trata de integrar NeoPixels e incluye una biblioteca Arduino que puede usar en su proyecto para simplificar el control. Las tiras pueden tener dos cables de tierra (negros). Ambos se conectan a un pin de tierra.
• Placa adaptadora Adafruit TB6612 - Controla cualquier motor paso a paso típico. Realmente genial para hacer cosas que se muevan con precisión, como diales, indicadores o controles deslizantes. Lo usamos para clavar la aguja en nuestro RotoMoto FizViz. No hay mucho que agregar aquí. Seguimos las instrucciones proporcionadas por Adafruit, haciéndolo compatible con la biblioteca incorporada de Arduino Stepper para el control.
• Interruptor de lengüeta:nuestro widget RotoMoto FizViz utiliza un imán en la aguja y un interruptor de lengüeta para detectar cuando la aguja está en cero. Aquí también se podría usar un interruptor diferente, como un interruptor de micro contacto o un interruptor de presión, dependiendo de la mecánica de su widget.

Empaquetamos nuestros dispositivos electrónicos en una placa de pruebas de tamaño medio Adafruit Perma-Proto para colocarlos en nuestro widget, pero dependiendo de su factor de forma, es posible que necesite formas alternativas. Así es como se ve el nuestro:

Descripción general del firmware / código Arduino

Nuestro repositorio FizViz-Arduino en GitHub contiene la última y mejor versión del boceto de Arduino que impulsa los widgets de FizViz. Hay mucha más información sobre los detalles necesarios para que el proyecto esté en funcionamiento allí, pero aquí hay algunos aspectos destacados importantes:

• Configuración de WiFi - Preste atención a las notas sobre la configuración de WiFi. Si tiene una red WiFi más exótica, es posible que deba profundizar un poco más aquí.
• Dependencias externas: Somos bastante ligeros en términos de dependencias externas, pero hacemos referencia a algunas bibliotecas que es posible que deba instalar. Siempre se hace referencia a las bibliotecas más recientes en la parte inferior de la página.

Descripción general de Windows / Remote Arduino

Nuestro repositorio de FizViz-Windows en GitHub es el hogar del código de Windows para FizViz. Una vez más, hay una gran cantidad de información más específica en GitHub, por lo que recomendamos leer las instrucciones allí en detalle.

Nuestra estrategia fue comenzar con el código de cableado remoto de Arduino de ms-iot. En lugar de controlar los pines directamente desde la aplicación de Windows, configuramos varios mensajes de control Firmata personalizados. Hicimos un pequeño cambio en el código de cableado remoto para permitir pasar mensajes personalizados a la capa Firmata. Luego, implementamos controladores de mensajes personalizados en el proyecto Arduino que actualizan el estado de FizViz en función de los comandos de control de la aplicación de Windows.

También agregamos soporte para recopilar datos analíticos de Google Analytics, ya que este es nuestro caso de uso principal para nuestros propios Widgets FizViz. Con suerte, esto será útil como referencia, incluso si decide conectarse a una fuente de datos diferente. Hay una serie de pasos necesarios para configurar una cuenta de Google Analytics para el acceso a la API, así que consulte las notas del repositorio para obtener más detalles.

Widget n. ° 1:el "RotoMoto"

Creamos el RotoMoto para mostrar todas las características de FizViz. Ejercita la plataforma mostrando una aplicación genial de nuestros controles de iluminación y paso a paso en un widget que podría estar orgulloso de colgar en cualquier oficina. Nuestro sueño sería tener un conjunto de 4 o 5 de estas bellezas colgando una al lado de la otra, ¡pero vamos a necesitar más MKR1000 para que eso suceda!

La construcción de su propio RotoMoto es bastante sencilla. Incluso si no tiene todas las mismas herramientas, hay muchas formas de lograr los mismos efectos que nosotros con lo que sea que tenga en sus manos. El resto del artículo explica la compilación y dónde podría hacer algunos ajustes para diferentes efectos.

Repositorio CAD

En primer lugar, mantenemos nuestros archivos CAD en Github en el repositorio FizViz-CAD. Encontrará versiones STEP y STL de las distintas piezas que fabricamos para hacer nuestro widget RotoMoto.

Piezas adicionales

Más allá de nuestro diseño CAD, aquí hay una lista de piezas que usamos en nuestro ensamblaje:

  Descripción Proveedor N. ° de pieza Notas Polea paso a paso McMaster-Carr 1375K15 15 dientes Polea de aguja McMaster-Carr 1375K28 30 dientes Cojinetes McMaster-Carr 60355K701 Usado 2Belt McMaster-Carr 7887K28 Motor paso a paso Tornillos De Mode Elec. 54-410-100 2.6mmx8mm Interruptor de lengüeta Digikey 306-1124-1-ND Imán Digikey 469-1002-ND 0.5 "Dx0.125" H  

El tablero de montaje

La columna vertebral de la construcción de RotoMoto es la placa de montaje. Básicamente, alberga los componentes mecánicos y eléctricos y mantiene todo escondido detrás del bisel iluminado de la pantalla.

Usamos un ShopBot CNC para fresar nuestro tablero de montaje a partir de un tablero de MDF de 1 "de grosor. Hay muchas otras formas en que puede cortar las formas (cortadora láser, sierra de calar, etc.) pero como el CNC está aquí, eso es lo que usamos .

El bisel

De lejos, la gran característica de nuestra construcción es el bisel iluminado. Cortamos esta parte de una lámina acrílica de 1/2 "de grosor. De nuevo, en el ShopBot. La clave de la técnica de iluminación es que se iluminará cualquier lugar" esmerilado "donde se corte la superficie. Puede crear marcas con una Dremel u otra mano -Herramientas también.

Proporcionamos nuestros modelos CAD reducidos a la mitad ya que es más eficiente usar material de esta manera. Une las dos partes con cemento acrílico o fusiona el modelo si planeas hacerlo en un solo corte (así es como se construyó nuestra demostración).

Anillo interior

El anillo interior es una pieza clave en la construcción:es donde se une la tira de NeoPixel y se oculta detrás del bisel de acrílico. Nuestra fabricación consistió en imprimirlo en 3D en grandes trozos en nuestro TAZ5 de PLA y luego pegarlo. Después de una buena cantidad de relleno e imprimación, obtuvimos un anillo bastante sólido.

Motor y mecánica

El repositorio CAD contiene archivos para un soporte de motor para nuestro Sanyo Pancake Stepper, así como tensores de correa y un eje. La instalación es bastante sencilla:las correas y las poleas se montan como se muestra a continuación. El uso de dos cojinetes en el soporte ayuda a aumentar la rigidez y mantiene el eje recto.

Cableado

Hacer que todo encaje es un poco complicado. Primero, pegue o pegue con cinta adhesiva su tira de NeoPixel al anillo interior para que se mantenga en su lugar firmemente. Luego, los cables del interruptor de lengüeta y los NeoPixels pasan a través del orificio en el cuerpo del soporte. Después de eso, el anillo interior se desliza a través del bisel y dentro del soporte.

Una imagen vale más que mil palabras ...

Pasos finales

Lo último para empacar los cables y asegurar todo. Es un ajuste perfecto, pero lo empaquetamos todo. Termine el cableado, ¡y entonces debería tener su propio RotoMoto!