FizViz - Grootschalige fysieke visualisaties voor uw statistieken!

Over dit project

Wat is een "FizViz"?

We maken fysieke visualisaties van gegevens die informatie in een groot formaat, supercoole, direct leesbare manier presenteren. Het concept is dat je een set FizViz-widgets in je kantoor, werkplaats of waar je maar wilt kijk en gegevens deelt die ertoe doen:

- Hoeveel producten heb ik vandaag verkocht? Hoe verhoudt dat zich tot mijn gemiddelde?

- Hoeveel mensen hebben mijn website bezocht? Hoeveel pagina's hebben ze bekeken?

- Krijg ik meer bezoekers door mijn recente videobericht over katten, of stuitert iedereen omdat het niets met mijn product te maken heeft?

Of sluit het aan op andere gegevensbronnen:

- Hoeveel tijd zit er nog in mijn 3D-printopdracht?

- Hoeveel mensen zijn hier?

- Hoeveel Challenge-inzendingen zijn er al ingediend voor de Hackster World's Largest Arduino Challenge?

Waarom hebben we FizViz gemaakt?

Vorig jaar creëerde en lanceerde ons team ons eerste "echte" product. We hebben een product ontworpen, aangepast, door crowdfunding gefinancierd, gebouwd, opnieuw ontworpen, gecertificeerd, gelachen, gehuild, gevloekt en uiteindelijk ... een product verzonden. Veel moeilijker dan we dachten (maar dat zegt iedereen).

Toen... We begonnen obsessief naar statistieken te kijken. Hoeveel mensen hebben onze productpagina bezocht? Onze winkel? Hoe lang zijn ze gebleven? Hoe zijn zij daar gekomen? Wat gebeurt er als we tweeten, bloggen, posten en delen? Waarom hebben we in godsnaam gewoon 10 eenheden verkocht terwijl we dat allemaal niet deden?

Onderzoekende geesten wilden het weten.

Hoewel we een toegewijd team zijn, had niet iedereen toegang tot of interesse in het zorgvuldig doorzoeken van Google Analytics om deze vragen te beantwoorden. En degenen onder ons die dat wel deden, ontdekten dat we uiteindelijk dezelfde belangrijke analyses opzochten, soms vele malen per dag. Vaak veranderden ze niet veel als we keken, of veel als we niet keken.

Vanzelfsprekend is er geen tekort aan online tools en systemen voor het filteren, samenvatten en pureren van gegevens in elke vorm en vorm. Maar ze halen je uit je flow en vereisen (enigszins mysterieuze) kennis van de workflow om de dingen te krijgen waarin je geïnteresseerd bent.

En eerlijk gezegd zijn ze niet zo spannend.

Ze krijgen geen juichende mensen op kantoor. Ze zenden niet de prestaties van het team uit en de haast van het zien van succes stapelen zich op. Het zijn steriele, digitale en meestal eenzame ervaringen.

Hoe werkt FizViz?

Een FizViz Widget bestaat uit 3 componenten:

1) Een Windows-pc of tablet (we houden van de Surface) die je gegevens verzamelt en Windows Remote Arduino gebruikt om de huidige status naar de FizViz-widget te sturen.

2) Een Arduino MKR1000 die de gegevens van de pc via wifi ontvangt en de fysieke bedieningselementen op de FizViz-widget aanstuurt.

3) De fysieke componenten die de gegevens weergeven . Momenteel hebben we ondersteuning voor:

• NeoPixel Light Strips voor gekleurde LED-effecten
• Stappenmotoren voor het maken van wijzerplaten en meters
• Schakelaars voor het op nul zetten of kalibreren van uw meetinstrumenten (we gebruiken een reed-schakelaar om nul te vinden op onze RotoMoto FizViz-widget)

Kortom, de pc doet het zware werk - gegevens uit uw gegevensbron halen (we hebben de bron voor het oogsten van Google Analytics toegevoegd) en verzendt vervolgens de status en opdrachten naar de Arduino die de fysieke installatie aanstuurt.

We hebben alle schema's en informatie geleverd om een ​​basis NeoPixel-widget met een stappenmotor in gebruik te nemen. Daarna kun je zo creatief zijn als je wilt.

Onze visie is om verschillende widgets te blijven bouwen voor verschillende soorten data. We zijn begonnen met één voorbeeld, maar FizViz gaat echt over het maken van de juiste visualisatie voor het type gegevens dat u wilt weergeven. Er zijn geen regels!

Elektrisch overzicht

Het aansluiten van een FizViz is redelijk eenvoudig. Onze nieuwste schema's zijn altijd te vinden in de FizViz-Electrical-repository op GitHub. Hier zijn een paar opmerkingen over de componenten:

• Arduino MKR1000 - Het brein van onze operatie. Niet te veel om hier te zeggen, behalve dat het klein is en geweldig werkt!
• NeoPixel-strips - Aansluiten op NeoPixel-strips is vrij eenvoudig - we gebruiken een weerstand van 460 ohm (R1) tussen de datapin en de Arduino. Vervolgens verbinden we de voeding voor de strip meestal rechtstreeks met onze 5v-hoofdvoeding voor het systeem. Adafruit's NeoPixel Uberguide is de bijbel als het gaat om het integreren van NeoPixels, en bevat een Arduino-bibliotheek die u in uw project kunt gebruiken om de besturing te vereenvoudigen. Strips kunnen twee aarddraden hebben (zwart). Ze worden allebei aangesloten op een aardingspin.
• Adafruit TB6612 Breakout Board - Regelt elke typische stappenmotor. Echt cool om dingen te maken die nauwkeurig bewegen, zoals wijzerplaten, meters of schuifregelaars. We gebruikten het om de naald in onze RotoMoto FizViz aan te drijven. Niet te veel om hier toe te voegen. We hebben de aanwijzingen van Adafruit gevolgd, waardoor het compatibel is met de ingebouwde Arduino Stepper-bibliotheek voor besturing.
• Reed-schakelaar - Onze RotoMoto FizViz-widget gebruikt een magneet in de naald en een reed-schakelaar om te detecteren wanneer de naald op nul staat. Een andere schakelaar zoals een microcontactschakelaar of drukschakelaar kan hier ook worden gebruikt, afhankelijk van de mechanica van uw widget.

We hebben onze elektronica op een Adafruit Perma-Proto Half-sized Breadboard gepakt om in onze widget te proppen, maar afhankelijk van je vormfactor heb je misschien alternatieve vormen nodig. Zo ziet de onze eruit:

Firmware / Arduino-codeoverzicht

Onze FizViz-Arduino Repository op GitHub bevat de nieuwste en beste versie van de Arduino-schets die FizViz Widgets mogelijk maakt. Er is veel meer informatie over de details die nodig zijn om het project daar van start te laten gaan, maar hier zijn een paar belangrijke hoogtepunten:

• WiFi-configuratie - Let op de opmerkingen rond WiFi-configuratie. Als je een exotischer wifi-netwerk hebt, moet je hier misschien wat dieper graven.
• Externe afhankelijkheden - We zijn redelijk licht in termen van externe afhankelijkheden, maar we verwijzen wel naar een paar bibliotheken die u mogelijk moet installeren. Er wordt altijd naar de nieuwste bibliotheken onderaan de pagina verwezen.

Overzicht van Windows / Remote Arduino

Onze FizViz-Windows Repository op GitHub is de thuisbasis van de Windows-code voor FizViz. Nogmaals, er is veel meer specifieke informatie op GitHub, dus we raden aan om de instructie daar in detail te lezen.

Onze strategie was om te beginnen met de Remote Arduino Wiring-code van ms-iot. In plaats van pinnen rechtstreeks vanuit de Windows-app te bedienen, hebben we verschillende aangepaste Firmata-controleberichten ingesteld. We hebben een kleine wijziging aangebracht in de code voor de externe bedrading om aangepaste berichten door te geven aan de Firmata-laag. Vervolgens hebben we aangepaste berichthandlers in het Arduino-project geïmplementeerd die de FizViz-status bijwerken op basis van de besturingsopdrachten van de Windows-app.

We hebben ook ondersteuning toegevoegd voor het verzamelen van analytische gegevens uit Google Analytics, aangezien dit onze primaire use case is voor onze eigen FizViz-widgets. Hopelijk is dit nuttig als referentie, zelfs als u besluit verbinding te maken met een andere gegevensbron. Er zijn een aantal stappen vereist om een ​​Google Analytics-account in te stellen voor API-toegang, dus raadpleeg de repo-opmerkingen voor meer details.

Widget #1 - De "RotoMoto"

We hebben de RotoMoto gebouwd om alle functies van FizViz te laten zien. Het oefent het platform uit door een zeer coole toepassing van zowel onze verlichtings- als stappenregelaars te tonen in een widget die je met trots in elk kantoor zou kunnen hangen. Onze droom zou zijn om een ​​suite van 4 of 5 van deze schoonheden naast elkaar te hebben hangen, maar we zullen meer MKR1000's nodig hebben om dat mogelijk te maken!

Het bouwen van uw eigen RotoMoto is vrij eenvoudig. Zelfs als u niet over dezelfde tools beschikt, zijn er veel manieren om dezelfde effecten als wij te bereiken met alles wat u maar kunt krijgen. De rest van het artikel legt de opbouw uit en waar je misschien wat aanpassingen kunt maken voor verschillende effecten.

CAD-opslagplaats

Ten eerste bewaren we onze CAD-bestanden op Github in de FizViz-CAD-repo. U vindt STEP- en STL-versies van de verschillende onderdelen die we hebben gefabriceerd om onze RotoMoto-widget te maken.

Aanvullende onderdelen

Naast ons CAD-ontwerp is hier een lijst met onderdelen die we bij onze montage hebben gebruikt:

Omschrijving Leverancier Onderdeel # OpmerkingenStepper Katrol McMaster-Carr 1375K15 15 tands Naald Katrol McMaster-Carr 1375K28 30 tanden Lagers McMaster-Carr 60355K701 Gebruikt 2Belt McMaster-Carr 7887K28 Stappenmotor Schroeven De Mode Elec. 54-410-100 2.6mmx8mmReed-schakelaar Digikey 306-1124-1-ND Magneet Digikey 469-1002-ND 0.5"Dx0.125"H 

Het Mount Board

De ruggengraat van de RotoMoto-build is het montagebord. Kortom, het herbergt de mechanische en elektrische componenten en houdt alles netjes weggestopt achter de verlichte rand van het scherm.

We hebben een ShopBot CNC gebruikt om ons montagebord uit 1 "dikke MDF-plaat te frezen. Er zijn allerlei andere manieren waarop u de vormen kunt uitsnijden (lasersnijder, decoupeerzaag, enz.) Maar aangezien de CNC hier is, hebben we dat gebruikt .

De ring

Verreweg het grote kenmerk van onze build is de verlichte rand. We snijden dit deel van 1/2 "dikke acrylplaat. Nogmaals, op de ShopBot. De sleutel tot de verlichtingstechniek is dat overal "mat" waar het oppervlak wordt gesneden, wordt verlicht. U kunt markeringen maken met een Dremel of een andere hand -tools ook.

We hebben onze CAD-modellen gehalveerd, omdat het efficiënter is om op deze manier materiaal te gebruiken. Voeg de twee delen samen met acrylcement, of voeg het model samen als je van plan bent om het in één keer te doen (dit is hoe onze demo is gemaakt).

Binnenste ring

De binnenring is een belangrijk onderdeel van de constructie - hier wordt de NeoPixel-strip bevestigd en verborgen achter de acrylrand. Onze fabricage bestond uit het 3D-printen van het in grote brokken op onze TAZ5 uit PLA en het vervolgens aan elkaar lijmen. Na een behoorlijke hoeveelheid plamuur en priming, hadden we een behoorlijk solide ring.

Motor en mechanisch

De CAD-repository bevat bestanden voor een motorbevestiging voor onze Sanyo Pancake Stepper, evenals riemspanners en een as. De installatie is vrij eenvoudig - de riemen en poelies worden gemonteerd zoals hieronder weergegeven. Het gebruik van twee lagers in de houder helpt de stijfheid te vergroten en houdt de as recht.

Bekabeling

Alles passend krijgen is een beetje lastig. Eerst lijm of plak je je NeoPixel-strip op de binnenring zodat deze stevig op zijn plaats wordt gehouden. Vervolgens gaan de draden voor de reed-schakelaar en NeoPixels door het gat in de behuizing van de houder. Daarna schuift de binnenring door de ring en in de houder.

Een foto zegt meer dan duizend woorden.....

Afwerkingsstappen

Laatste ding om de draden in te pakken en alles vast te zetten. Het zit strak, maar we hebben het allemaal ingepakt. Maak de bedrading af, en dan zou je je eigen RotoMoto moeten hebben!