Überblick und Demonstration: Werkstück und System

Das Werkstück: Ein Rundumblick

In den folgenden beiden Videos (Video 1 und Video 2) ist unsere UniClock von allen seiten zu sehen. Im ersten Video ist die RGB-LED aus und das Video wurde in einem gut beleuchteten Raum gemacht. Im zweiten Video ist die RGB-LED auf ‘blau’ gestellt und der Raum ist abgedunkelt.

Video 1: UniClock im gut beleuchteten Raum
Video 2: UniClock mit angeschaltener LED

Abbildungen 1 bis 5 zeigen die UniClock von allen Seiten. In Abbildung 1 ist die Schauseite mit dem eingebauten Display zu sehen, der die Zeit, das Datum und den Wochentag anzeigt. Abbildung 2 zeigt die Seite mit dem Display, der das Wetter und die Außentemperatur anzeigt und in Abbildung 3 ist die Seite mit dem Display zu sehen, auf dem die Luftfeuchtigkeit und die Raumtemperatur angezeigt werden. In Abbildung 4 ist die UniClock von oben zu sehen, sodass ihr Inneres und die hintere Seite mit den Ausgängen für die Kabel erkennbar ist. In Abbildung 5 ist das Scharnier abgebildet und ein Teil der hinteren Seite.

Abb. 1: Schauseite; Uhrzeit, Datum und Wochentag
Abb. 2: Linke Seite; Wetter und Außentemperatur (gerade ist es klar)
Abb. 3: Rechte Seite; Raumtemperatur und Luftfeuchtigkeit
Abb. 4: Inneres der UniClock; Blick von oben; Oben ist die Hinterseite mit den Ausgängen für die Kabel zu sehen
Abb. 5: Scharnier und hintere Seite

In Video 3 ist die Funktionsweise des Scharniers zu sehen. Zu erkennen ist, wie sich die transparente Abdeckung leicht schließen und öffnen lässt.

Video 3: Funktionsweise des Scharniers

Demonstration: Verwendung der UniClock

Das Node Red Dashboard

Die Abildungen 6 zeigen die Bestandteile des Node Red Dashboards, das zur UniClock gehört. In abb. 6.1 ist das Menü zu sehen, dass sich mit einem Klick auf die drei Streifen in den oberen linken Ecke ausklappen lässt. Das Menü beinhaltet die Reiter ‘Uhr’, ‘Wetter’, ‘LED’ und ‘Raumklima’. Der Reiter ‘Uhr’, dargestellt in Abb. 6.2, zeigt das aktuelle Datum, die Uhrzeit und den Wochentag an. Der Reiter ‘Wetter’ (Abb. 6.3)zeigt sowohl den aktuellen Wetterzustand als auch eine kleine Wettervorhersage an. Im Reiter ‘LED’ ist es möglich die LED in einer ausgewählten Farbe leuchten zu lassen. Der Reiter ‘Raumklima’ (Abb. 6.5 und 6.6) erlaubt es die aktuelle Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur nachzusehen und ihre Entwicklung nachzuverfolgen.

Abb. 6.1: Menü im Dashboard
Abb. 6.2: Dashboard – Ausgabe der Uhrzeit, des Datums und des Wochentags
Abb. 6.3: Dashboard – Wetterlage und Wettervorhersage
Abb. 6.4: Dashboard – Ansteuerung der RGB-LED
Abb. 6.5: Dashboard – Raumtemperatur
Abb. 6.6: Dashboard – Luftfeuchtigkeit

Funktionsweise der RGB-LED: Interaktive Steuerung

Auf den folgenden Abbildungen 7 bis 10 ist das ausgeleuchtete Gehäuse der UniClock bei den Farben Türkis, Grün, Rot und Blau zu sehen. Im Node Red Dashboard ist zu sehen, welche Farbe eingestellt wurde.

In den Abbildungen 6 wurde die Farbe mithilfe des Color Pickers in der kreisförmigen Farbauswahl ausgewählt.

Abb. 7.1: LED leuchtet türkis
Abb. 7.3: Türkis – Ansicht von oben
Abb. 7.2: Ansteuerungen aus dem Node Red Dashboard – Türkis

In den Abbildungen 7 wurde die Farbe Grün mithilfe des Schiebereglers eingestellt.

Abb. 8.1: LED leuchtet grün
Abb. 8.2: Steuerung über das Dashboard

In den Abbildungen 8 wurde die Farbe Rot mithilfe des Schiebereglers eingestellt.

Abb. 9.1: LED leuchtet rot
Abb. 9.2: Steuerung über das Dashboard

In den Abbildungen 9 wurde die farbe Blau mithilfe des Schiebereglers eingestellt.

Abb. 10.1: LED leuchtet blau
Abb. 10.2: Steuerung über das Dashboard

Im Video 4 ist die Ansteuerung der RGB-LED über das Node Red Dashboard nochmal anschaulich dargestellt. Zuerst werden die Schieberegler bedient und später die Farbauswahl vorgeführt.

Video 4: Ansteuerung der RGB-LED über das Node Red Dashboard

Messung und Darstellung der Luftfeuchtigkeit und der Raumtemperatur

Im Video 5 ist das Node Red Dashboard neben der UniClock zu sehen. Es soll gezeigt werden, dass die angezeigten Werte identisch sind. Sowohl das OLED-Display als auch das Node Red Dashboard zeigen eine Raumtemperatur von 22 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 44%.

Video 5: Präsentation der Messwerte (Luftfeuchtigkeit und Raumtemperatur)

Darstellung der Uhrzeit, des Datums und des Wochentags

Im Video 6 soll gezeigt werden, dass die auf dem OLED-Display ausgegebene Zeitangabe, das Datum, sowie der Wochentag, richtig sind. dazu werden die Daten mit den Angaben auf dem Smartphone abgeglichen.

Video 6: Ausgabe der Uhrzeit, des Datums und des Wochentags

Darstellung des Wetters und der Außentemperatur

Die Funktionsweise der ausgabe des aktuellen Wetterzustandes kann in diesem Rahmen leider nicht umfangreich präsentiert werden. In Folgendem werden im Laufe der Zeit aufgetretene und angezeigte Wetterzustände gesammelt und präsentiert.

Abbildungen 11, 12 und 13 zeigen die Reaktion der UniClock auf drei unterschiedliche Zustände – auf einen klaren Himmel, auf starken Regenfall und auf einen bewölkten Himmel.

Abb. 11: Eine kleine Sonne wird bei wolkenlosem Himmel angezeigt
Abb. 12: Bei starkem Regen erscheint eine Wolke mit angedeutet starkem Regenfall
Abb. 13: Bei einem bewölkten Himmel wird eine Wolke angezeigt

Die Software: Zusammenfassung

Der Code und die Node Red Flowcharts

Im Folgenden werden für das Projekt angelegte Node Red Flowcharts präsentiert. Die Flowcharts sind notwendig, um eine zum Teil interaktive Verbindung zwischen der Hardware und dem Node Red Dashboard herzustellen. Die Einrichtung der Flowcharts ermöglicht erst die Benutzung des Node Red Dashboards als Web-App.

In Abbildung 14 sind die Flowcharts zu sehen. Oben links ist eine Möglichkeit gegeben, sich mit der Remote Node Red App zu verbinden, falls der wiederholte Zugriff über den Browser als umständlich empfunden wird. Rechts daneben befinden sich der Flowchart für die Ausgabe der Luftfeuchtigkeits- und Temperaturwerten und ihre Darstellung in einem Diagramm. Drunter befindet sich rechts der Flowchart für die Ansteuerung der RGB-LED über das Node Red Dashboard. Rechts davon ist der Flowchart für die Übertragung des vom RTC-Shields ermittelten Uhrzeit, des Wochentags und des Datums. Schließlich befindet sich ganz unter der Flowchart, mithilfe dessen der Wetterbericht im Node Red Dashboard angezeigt werden kann.

Abb. 14: Node Red Flowcharts

Programmierschnittstellen:​

  • Node Red Instanz + MQTT ​
  • OpenWeatherMap API​​
  • Netzwerk (WiFi)

Der Code und die Node Red Flowcharts sind außerdem in unserem Repository bei GitLab dokumentiert und können heruntergeladen werden.

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