构建一个依据数据变化而变化的雕塑盒子

这个项目旨在根据数据为我的学校物理计算课程可视化变化。项目的主题是“培育光明”，我们被允许结合数据与雕塑，自由诠释自己对这一主题的理解。莉兹贝丝和我将该项目理解为大脑的功能，以及当室外阳光更多时，大脑更愿意运作。这些数据基于芝加哥的紫外线光进行测量。

雕塑

最初的想法是制作一个带有教育图案的盒子，项目的核心部分是雕塑设计一棵树干和一个大脑，而大脑将作为“树”的叶子。我们还决定在树周围添加自然元素，以体现当阳光照射时，大脑如何真正绽放。在树干内部，我们安装了步进电机，既遵循我们的设计要求，也展示了大脑如何影响自然。感谢我的搭档Lizbeth为该项目的雕塑部分付出的努力。

使用 Open-Meteo API

在项目中，我使用了 Open-Meteo API 来获取全球各地国家气象服务的数据。为了能够获取数据，我在 Particle IDE 中创建了一个 webhook 集成，通过我的 API 端点来调用数据。

这是成功放置API端点后Particle IDE的界面。

为了让Webhook正常工作，我需要从API中提取数据，因此将Webhook的请求类型设置为GET而非POST。

API给我提供了很多我不需要的多余数据。

解决这个问题的方法是，在 webhook 设置中创建一个 webhook 响应，仅提取我需要的数据值，并过滤掉其余部分。

我的回调响应是：{{daily.uv_index_max}}

响应获取的值仅为整数，根据我的数据，来自 webhook 的数据值会导致项目外观发生变化。

这个回调函数每30分钟运行一次，因此它的变化就像芝加哥的天气一样活跃。

步进电机

我的项目中使用了一台28BYJ-48步进电机，搭配ULN2003驱动板。

为了设置我的电机，我将驱动板上的IN1、IN2、IN3和IN4引脚连接到与Particle Photon相连的D0、D1、D4和A0引脚。D2引脚则被我的LED灯带占用了。

对于我的步进电机，我决定不根据API提供的数据来触发反应，而是让电机在光子开启后立即持续旋转。

LED

我使用了Adafruit的NeoPixel数字RGB灯带来制作LED灯。

为了让灯能连接到我的光子，我剥去三根电线，并将它们焊接到灯带上的铜片上。如前所述，我把LED灯带连接到D2引脚，从而实现了一个简单的设置。

这些是我LED的变量：

3D打印

为了制作出一根稳定且足够合适的花枝，使其能随脑中旋转的花朵而转动，我不得不进行3D打印。

这是3D打印的模型

底部的尺寸是为了刚好与步进电机匹配。以下是步进电机的尺寸。

基于数据的编码

LED灯的颜色会根据从Webhook中过滤出的数据而变化。以下是代码中的实现方式。

LED灯带的绿色显示时，芝加哥的紫外线强度必须低于3。紫色显示时，紫外线强度需低于6。当紫外线超过8时会显示橙色，超过8的任何值都会使LED显示红色。

RGB数值后的毫秒数表示LED图案的显示频率。LED的图案类似于心跳，该数值仅表示这种图案显示的速度。

使用以下代码完成该图案：

最终项目

项目在16×6×16英寸的箱体中完全组装完成。在最终确定项目之前，我需要将所有电子元件焊接到一个实验板上。完成后，我用强力胶将机箱底座粘贴到纸板底部，并在底部开了一个孔，以便安装步进电机的电线。由于机箱内部没有实心表面，因此我在里面热熔胶粘了一块纸板，以提供一个稳固的支撑面供电机放置。

这些电线原本是打算安装在步进电机的位置，但我决定在项目背面(即电路板所在位置)开一个小孔，并将LED灯穿过。为了遮盖这个小孔，我用热熔胶粘贴了代表草的餐巾纸。

为了在项目中增加更多表现力，我和搭档用便利贴制作了花朵，并用热熔胶粘贴到绿色的纸巾上。

最后，我将电源焊接到电路板上，这样当插头插入插座时，光子就会被激活。

本文编译自hackster.io