FizViz - Groß angelegte physische Visualisierungen für Ihre Statistiken!

Notwendige Werkzeuge und Maschinen

Über dieses Projekt

Was ist ein "FizViz"?

Wir machen physische Visualisierungen von Daten, die Informationen in einem großen Format präsentieren, super cool und sofort lesbar. Das Konzept besteht darin, dass Sie eine Reihe von FizViz-Widgets in Ihrem Büro, Ihrer Werkstatt oder überall dort aufhängen, wo Sie Daten ansehen und teilen möchten, die wichtig sind:

- Wie viele Produkte habe ich heute verkauft? Wie ist das im Vergleich zu meinem Durchschnitt?

- Wie viele Leute haben meine Website besucht? Wie viele Seiten haben sie sich angesehen?

- Erhalte ich aufgrund meines letzten Katzenvideo-Posts mehr Zugriffe oder hüpfen alle, weil es nichts mit meinem Produkt zu tun hat?

Oder verbinden Sie es mit anderen Datenquellen:

- Wie viel Zeit bleibt in meinem 3D-Druckauftrag?

- Wie viele Leute sind hier?

- Wie viele Challenge-Einträge wurden bereits für die Hackster World's Largest Arduino Challenge eingereicht?

Warum haben wir FizViz entwickelt?

Letztes Jahr hat unser Team unser erstes "echtes" Produkt entwickelt und auf den Markt gebracht. Wir haben ein Produkt entworfen, optimiert, durch Crowdfunding finanziert, gebaut, neu gestaltet, zertifiziert, gelacht, geweint, geschworen und letztendlich ..... ein Produkt ausgeliefert. Viel schwieriger als wir dachten (aber das sagen alle).

Dann... Wir begannen mit der obsessiven Beobachtung von Metriken. Wie viele Personen haben unsere Produktseite besucht? Unser Geschäft? Wie lange blieben sie? Wie sind Sie dort hin gekommen? Was passiert, wenn wir twittern, bloggen, posten und teilen? Warum zum Teufel haben wir nur 10 Einheiten verkauft, als wir all diese Dinge nicht gemacht haben?

Forschende Köpfe wollten es wissen.

Obwohl wir ein engagiertes Team sind, hatte nicht jeder Zugriff oder Interesse daran, Google Analytics sorgfältig zu durchsuchen, um diese Fragen zu beantworten. Und diejenigen von uns, die es taten, stellten fest, dass wir am Ende die gleichen Schlüsselanalysen nachgeschlagen haben, manchmal mehrmals am Tag. Oft veränderten sie sich nicht viel, wenn wir hinsahen, oder änderten sich sehr, wenn wir nicht hinsahen.

Offensichtlich mangelt es nicht an Online-Tools und -Systemen zum Filtern, Zusammenfassen und Mischen von Daten in jeder Form und Form. Aber sie führen Sie aus Ihrem Flow und erfordern (etwas obskure) Kenntnisse des Workflows, um zu den Dingen zu gelangen, die Sie interessieren.

Und ehrlich gesagt sind sie nicht so aufregend.

Sie bringen die Leute nicht zum Jubeln im Büro. Sie übertragen nicht die Errungenschaften des Teams und die Eile, Erfolge zu sehen. Sie sind steril, digital und normalerweise einsame Erfahrungen.

Wie funktioniert FizViz?

Ein FizViz Widget besteht aus 3 Komponenten:

1) Ein Windows-PC oder -Tablet (wir lieben das Surface), das Ihre Daten sammelt und Windows Remote Arduino verwendet, um den aktuellen Status an das FizViz-Widget zu senden.

2) Ein Arduino MKR1000 das die Daten vom PC über WLAN empfängt und die physischen Steuerelemente auf dem FizViz Widget steuert.

3) Die physischen Komponenten, die die Daten anzeigen . Derzeit haben wir Unterstützung für:

• NeoPixel Light Strips für farbige LED-Effekte
• Schrittmotoren zum Erstellen von Zifferblättern und Messgeräten
• Schalter zum Nullstellen oder Kalibrieren Ihrer Messgeräte (wir verwenden einen Reed-Schalter, um die Null auf unserem RotoMoto FizViz-Widget zu finden)

Im Grunde übernimmt der PC die schwere Arbeit – er zieht Daten aus Ihrer Datenquelle (wir haben eine Quelle zum Ernten von Google Analytics hinzugefügt) und sendet dann Status und Befehle an den Arduino, der die physische Installation steuert.

Wir haben alle Schaltpläne und Informationen bereitgestellt, um ein grundlegendes NeoPixel-Widget mit einem Schrittmotor zum Laufen zu bringen. Danach kannst du so kreativ sein, wie du möchtest.

Unsere Vision ist es, weiterhin verschiedene Widgets für verschiedene Datentypen zu entwickeln. Wir haben mit einem Beispiel begonnen, aber bei FizViz geht es wirklich darum, die richtige Visualisierung für den Datentyp zu erstellen, den Sie anzeigen möchten. Es gibt keine Regeln!

Elektrische Übersicht

Das Verdrahten eines FizViz ist ziemlich einfach. Unsere neuesten Schaltpläne finden Sie immer im FizViz-Electrical-Repository auf GitHub. Hier ein paar Hinweise zu den Komponenten:

• Arduino MKR1000 - Die Gehirne unserer Operation. Hier gibt es nicht zu viel zu sagen, außer dass es klein ist und großartig funktioniert!
• NeoPixel-Streifen - Das Anschließen an NeoPixel-Streifen ist ziemlich einfach - wir verwenden einen 460-Ohm-Widerstand (R1) zwischen dem Datenstift und dem Arduino. Dann verbinden wir normalerweise die Stromversorgung für den Streifen direkt mit unserer 5-V-Hauptstromversorgung für das System. Der NeoPixel Uberguide von Adafruit ist die Bibel, wenn es um die Integration von NeoPixels geht, und enthält eine Arduino-Bibliothek, die Sie in Ihrem Projekt verwenden können, um die Steuerung zu vereinfachen. Streifen können zwei Erdungsdrähte (schwarz) haben. Beide werden mit einem Erdungsstift verbunden.
• Adafruit TB6612 Breakout-Board - Steuert jeden typischen Schrittmotor. Wirklich cool, um Dinge herzustellen, die sich genau bewegen, wie Zifferblätter, Anzeigen oder Schieberegler. Wir haben damit die Nadel in unserem RotoMoto FizViz angetrieben. Hier ist nicht zu viel hinzuzufügen. Wir haben die Anweisungen von Adafruit befolgt, um es mit der integrierten Arduino Stepper-Bibliothek zur Steuerung kompatibel zu machen.
• Reed-Schalter - Unser RotoMoto FizViz Widget verwendet einen Magneten in der Nadel und einen Reed-Schalter, um zu erkennen, wenn die Nadel auf Null steht. Je nach Mechanik Ihres Widgets könnte hier auch ein anderer Schalter wie ein Mikrokontaktschalter oder Druckschalter verwendet werden.

Wir haben unsere Elektronik auf ein Adafruit Perma-Proto Half-Size Breadboard gepackt, um es in unser Widget zu stopfen, aber je nach Formfaktor benötigen Sie möglicherweise andere Formen. So sieht unsere aus:

Überblick über Firmware / Arduino-Code

Unser FizViz-Arduino-Repository auf GitHub enthält die neueste und beste Version des Arduino-Sketch, der FizViz Widgets antreibt. Es gibt noch viele weitere Informationen zu den Besonderheiten, die erforderlich sind, um das Projekt dort zum Laufen zu bringen, aber hier sind einige wichtige Highlights:

• WLAN-Konfiguration - Beachten Sie die Hinweise zur WLAN-Konfiguration. Wenn Sie ein exotischeres WLAN-Netzwerk haben, müssen Sie hier möglicherweise etwas tiefer graben.
• Externe Abhängigkeiten - In Bezug auf externe Abhängigkeiten sind wir ziemlich leicht, aber wir verweisen auf einige Bibliotheken, die Sie möglicherweise installieren müssen. Auf die neuesten Bibliotheken wird immer am Ende der Seite verwiesen.

Übersicht über Windows / Remote Arduino

Unser FizViz-Windows Repository auf GitHub ist die Heimat des Windows-Codes für FizViz. Auch hier gibt es auf GitHub sehr viele spezifischere Informationen, daher empfehlen wir, die Anleitung dort ausführlich zu lesen.

Unsere Strategie bestand darin, mit dem Remote Arduino Wiring-Code von ms-iot zu beginnen. Anstatt Pins direkt über die Windows-App zu steuern, haben wir mehrere benutzerdefinierte Firmata-Steuernachrichten eingerichtet. Wir haben eine kleine Änderung am Remote-Wiring-Code vorgenommen, um die Weitergabe benutzerdefinierter Nachrichten an die Firmata-Schicht zu ermöglichen. Dann haben wir im Arduino-Projekt benutzerdefinierte Nachrichtenhandler implementiert, die den FizViz-Zustand basierend auf den Steuerbefehlen der Windows-App aktualisieren.

Wir haben auch Unterstützung für das Sammeln von Analysedaten aus Google Analytics hinzugefügt, da dies unser Hauptanwendungsfall für unsere eigenen FizViz-Widgets ist. Hoffentlich ist dies als Referenz hilfreich, auch wenn Sie sich entscheiden, eine Verbindung zu einer anderen Datenquelle herzustellen. Es sind eine Reihe von Schritten erforderlich, um ein Google Analytics-Konto für den API-Zugriff einzurichten. Weitere Informationen finden Sie in den Repo-Hinweisen.

Widget #1 - Das "RotoMoto"

Wir haben das RotoMoto gebaut, um alle Funktionen von FizViz zu präsentieren. Es trainiert die Plattform, indem es eine sehr coole Anwendung unserer Beleuchtungs- und Stepper-Steuerung in einem Widget zeigt, das Sie stolz in jedem Büro aufhängen können. Unser Traum wäre es, eine Suite von 4 oder 5 dieser Schönheiten nebeneinander zu haben, aber wir werden mehr MKR1000 brauchen, um dies zu erreichen!

Der Bau Ihres eigenen RotoMoto ist ziemlich einfach. Auch wenn Sie nicht über alle Werkzeuge verfügen, gibt es viele Möglichkeiten, mit allem, was Ihnen in die Hände fällt, die gleichen Effekte wie wir zu erzielen. Der Rest des Artikels erklärt den Build und wo Sie möglicherweise einige Optimierungen für verschiedene Effekte vornehmen können.

CAD-Repository

Zunächst halten wir unsere CAD-Dateien auf Github im FizViz-CAD-Repository. Sie finden STEP- und STL-Versionen der verschiedenen Teile, die wir für unser RotoMoto-Widget hergestellt haben.

Zusätzliche Teile

Neben unserer CAD-Konstruktion finden Sie hier eine Liste der Teile, die wir in unserer Montage verwendet haben:

Beschreibung Lieferanten-Teilenummer AnmerkungenStepper Pulley McMaster-Carr 1375K15 15 ZähneNadelrolle McMaster-Carr 1375K28 30 ZähneLager McMaster-Carr 60355K701 Gebraucht 2Belt McMaster-Carr 7887K28 Schrittmotorschrauben De Mode Elec. 54-410-100 2,6 mm x 8 mm Reed-Schalter Digikey 306-1124-1-ND Magnet Digikey 469-1002-ND 0,5" Dx0,125" H 

Das Mount-Board

Das Rückgrat des RotoMoto-Builds ist die Montageplatte. Im Wesentlichen beherbergt es die mechanischen und elektrischen Komponenten und hält alles sauber hinter dem beleuchteten Rahmen des Displays versteckt.

Wir haben eine ShopBot-CNC verwendet, um unsere Montageplatte aus einer 1" dicken MDF-Platte auszufräsen. Es gibt viele andere Möglichkeiten, die Formen auszuschneiden (Laserschneider, Stichsäge usw.), aber da die CNC hier ist, haben wir sie verwendet .

Die Lünette

Das mit Abstand große Merkmal unserer Konstruktion ist die beleuchtete Lünette. Wir schneiden dieses Teil aus einer 1/2" dicken Acrylplatte. Auch hier auf dem ShopBot. Der Schlüssel zur Beleuchtungstechnik ist, dass überall dort, wo die Oberfläche geschnitten wird, "mattiert" wird. Sie können Markierungen mit einem Dremel oder einer anderen Hand erstellen -Werkzeuge auch.

Wir haben unsere CAD-Modelle halbiert zur Verfügung gestellt, da es auf diese Weise effizienter ist, Material zu verwenden. Verbinden Sie die beiden Teile mit Acrylkleber oder fügen Sie das Modell zusammen, wenn Sie dies in einem Schnitt planen (so wurde unsere Demo aufgebaut).

Innenring

Der Innenring ist ein Schlüsselelement des Baus – hier wird der NeoPixel-Streifen befestigt und hinter der Acrylblende verborgen. Unsere Fertigung bestand aus dem 3D-Drucken in großen Stücken auf unserem TAZ5 aus PLA und dem anschließenden Zusammenkleben. Nach einer ordentlichen Menge Spachtelmasse und Grundierung hatten wir einen ziemlich soliden Ring.

Motor und Mechanik

Das CAD-Repository enthält Dateien für eine Motorhalterung für unseren Sanyo Pancake Stepper sowie Riemenspanner und eine Welle. Die Installation ist ziemlich einfach - die Riemen und Riemenscheiben werden wie unten gezeigt montiert. Die Verwendung von zwei Lagern in der Halterung erhöht die Steifigkeit und hält die Welle gerade.

Verkabelung

Es ist etwas schwierig, alles passend zu machen. Zuerst kleben oder kleben Sie Ihren NeoPixel-Streifen auf den Innenring, damit er fest an Ort und Stelle gehalten wird. Dann führen die Drähte für den Reedschalter und die NeoPixel durch das Loch im Körper der Halterung. Danach gleitet der Innenring durch die Lünette und in die Halterung.

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte.....

Abschlussschritte

Als letztes die Drähte einpacken und alles sichern. Es sitzt eng, aber wir haben alles reingepackt. Fertig verkabelt und dann solltest du dein eigenes RotoMoto haben!

Code

FizViz-Windows

FizViz-Arduino

Kundenspezifische Teile und Gehäuse

FizViz-CAD

Schaltpläne

FizViz-Elektrospeicher