Pametni svetlobni sistem za sprehajalne poti- Team Sailor Moon: 12 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Živjo! To so Grace Rhee, Srijesh Konakanchi in Juan Landi, skupaj pa smo Team Sailor Moon! Danes vam bomo predstavili dvodelni DIY projekt, ki ga lahko izvedete kar v svojem domu. Naš zadnji sistem pametne razsvetljave za sprehajalne poti vključuje ultrazvočni senzor, senzor gibanja PIR, pretvornik svetlobe v frekvenco, zaslon OLED, bralnik/zapisovalnik kartic SD, daljinski upravljalnik/sprejemnik IR, senzor vlažnosti in temperature ter fotorezistor, od katerih je tri mogoče preskusiti v naš okoljski model.

Ta sistem razsvetljave za sprehajalne poti je prototip, zasnovan za zmanjšanje svetlobnega onesnaženja s kreativnimi metodami zaščite (v obliki polmeseca, v čast imena naše ekipe), zbira veliko različnih vrst podatkov in jih beleži ter je gledalcu estetsko všeč.. Želimo vam veliko uspeha pri tem projektu in se veliko zabavajte!

Ljubezen, Ekipa Sailor Moon

Zaloge

• Za okoljski model:

  • Več penastih plošč
  • Gradbeni papir
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Tone žic
  • OLED zaslon
  • Ultrazvočni senzor
  • IR sprejemnik/daljinski upravljalnik
  • Foto upor
  • Ogledna plošča
  • Exacto nož
  • Vladar
  • Palčke za popsicle
  • Palice za moznike

• Za končni model:

  • Arduino Mega 2560
  • 3D tiskalnik
  • Računalnik/prenosni računalnik
  • Dvostranski trak
  • Pištola za vroče lepilo
  • Bralnik/pisatelj kartic SD
  • OLED zaslon
  • Pol Breadboard in Mini Breadboard
  • Nekaj rumenih LED
  • Moške x ženske žice in moške x moške žice
  • Odstranjevalci žic in žice po meri (niso potrebne)

  • Senzorji:

    • PIR
    • Infrardeči daljinski upravljalnik in sprejemnik
    • Ultrazvočni senzor
    • Foto upor
    • Pretvornik svetlobe v frekvenco
    • Senzor vlažnosti/temperature

Prenesite datoteko.zip na tej povezavi:

drive.google.com/file/d/1yRjkAYLwCxfwWWB7z…

1. korak: Neobvezni stranski projekt: okoljski model

Recimo, da želite preizkusiti zmogljivosti našega sistema razsvetljave za sprehajalne poti, vendar želite vedeti, v kaj se spuščate, preden se lotite tega. No, enostavna možnost je, da naredimo naš okoljski model, ki prikazuje nekaj izbranih funkcij našega prototipa, da prikažemo, kako lahko luči delujejo v resničnem svetu.

Za začetek si oglejte seznam zalog v našem uvodu in razložite materiale tako, da so vsi lahko dostopni.

Hiša:

Plošče iz pene razrežite na dva kvadrata 17 x 17 cm in še dva enake velikosti, razen s trikotnikom na vrhu, da ustvarite hišo. Vroče lepilo skupaj. Tako boste ustvarili vzorčno hišo, v kateri bo shranjena vsa vaša elektronika, in jih ne boste videli. Izrežite kvadrat na strani enega od kvadratov, da prepustite kabel Arduino.

Zdaj razrežite dve penasti plošči na pravokotnike 51 x 44 cm. Ti bodo osnova vašega projekta. Postavite hišo tako, da je 17 cm stran od krajše strani, in ustvarite sprehajalno pot, ki vodi do vrat. To vam bo pomagalo simulirati nekoga, ki se bo kasneje sprehodil do hiše. Hiše še ne lepite.

Pešpot in luči:

Iz gradbenega papirja izrežite prehod, dolg 17 cm, in ga prilepite navzdol, začenši od krajšega roba (44 cm). To bi vam moralo pomagati pri postavitvi vsega.

Za luči izrežite dva traka papirja iz traku debeline 2,5 cm (ali palec). Njihova dolžina mora biti 3 cm in 2 cm (debelina 1,25 in 0,75 palca).

Vzemite daljšega in ga razdelite na petine (vsaka po 0,25 palca), kot je prikazano na sliki. Zložite vzdolž teh črt in lepite prekrivanje. Zdaj bi morala izgledati kot pravokotna prizma, kot je prikazano na naslednji sliki.

Ko se lepilo posuši, označite mesto 0,25 palca od vrha in izrežite le to stran. To bi moralo zagotoviti, da lahko LED sveti. Zdaj vzemite drugi trak papirja in označite krivuljo, kot je prikazano na sliki, da izrežete. Drugi konec ovijemo okoli treh strani svetlobnega droga, ki nimajo izreza, in zgornji del zmečkamo nad odprtino, pri čemer zagotovimo, da v celoti prekrije odprtino. Gube, ki vam ostanejo, naj bodo podobne tistim, ki so označene na sliki.

Lepite vse skupaj in se poigravajte, dokler vam ni všeč! Ponovite tolikokrat, kot potrebujete.

2. korak: Okoljski model: Sestavljanje vezja

Samo vezje je precej preprosto, vendar bodite previdni pri pravilnem nameščanju žic. Ko vse povežete s ploščo in arduinom, izrežite dve luknji na dnu projekta. Žice LED speljite skozi eno luknjo, OLED in ultrazvočni senzor pa skozi drugo.

Za LED izrežite toliko kvadratnih rež, kot jih potrebujete, in LED diode pobodite skozi njih. Pritrdite ga s trakom in nanj položite svetilke. Odločili smo se, da ultrazvočni senzor prikrijemo s podstavek iz popsicle, vendar vas prosimo, da postanete ustvarjalni! Poskrbite, da ga postavite na sam začetek pešpoti, ne da bi ga blokirali. Za zaslon OLED ga postavite nekam, kjer ga je mogoče zlahka videti. Postavili smo ga v osnovo projekta. IR sprejemnik in fotorezistor sta bila postavljena pri oknih, ki smo jih izrezali iz hiše.

3. korak: okoljski model: odpravljanje težav in koda

Ko končate z električno gradnjo, naložite priloženo kodo in jo zaženite. Upajmo, da bo uspelo, če pa ne, odpravite težave! Ko vse deluje, nadaljujte z rezanjem palic za moznike na 3 cm. kosov in ga prilepite na štiri robove podlage. To je zadnja poteza, zato se pred tem prepričajte, da je vse dokončano.

Čestitamo! Končali ste tehnične vidike te gradnje! Zdaj morate le jazzirati po svojem okusu. Upali smo, da ste uživali v tem mini modelu:)

4. korak: Končni model: Ustvarjanje vezja

5. korak: Končni model: nalaganje kode v vezje

Po namestitvi datoteke.zip iz zgornje povezave google drive bi morali najti mapo za kodiranje. V njem imate kodo tako za okoljsko gradnjo kot za dejansko enoto.

Odprite tisto, ki jo želite naložiti, nato pritisnite gumb za nalaganje v Arduino IDE. Prepričajte se, da so kabli pravilno nameščeni in da boste lahko uspešno zagnali program.

Vsa koda je komentirana, zato si oglejte, kako vse skupaj deluje. Ogledate si lahko tudi diagram, kako je bil zaslon OLED kodiran za uporabo sistema številskih stanj za prikaz besedila, ki ga vidite.

Nadzor LED luči uporablja izjave if za spreminjanje svetlosti LED glede na situacijo, v kateri je.

6. korak: Končni model: Pomoč pri odpravljanju težav

Pri gradnji katere koli Arduino strukture lahko naletite na številne težave. Če naletite na kakršne koli težave, je verjetno, da gre za električno težavo, saj se je tu pojavilo veliko naših napak. Našteli bomo številna pogosta vprašanja, na katera smo naleteli, da bi vam pomagali jih hitro opazite.

• Podatki se ne berejo:

  Dvakrat preverite, ali so vsi zatiči pravilno nameščeni od enega do drugega zatiča na plošči in na Arduino Mega

• Koda se ne naloži:

  Če imate zaposlena vrata ali samo napako pri nalaganju, je najpogosteje prišlo do kratkega stika. To pomeni, da eden od vaših ozemljitvenih (GND) ali napetostnih (VCC) nožic ni bil pravilno nameščen, kar je povzročilo kratek stik, ki ovira postopek nalaganja

• Koda se naloži, vendar ne naredi ničesar:

  V kodi najprej preveri, ali je kartica SD zaznana ali ne, zato program ne bo niti zapustil nastavitve. V tem primeru preverite, ali so vsi zatiči kartice SD pravilno nameščeni in da so tudi napajalni zatiči pravilni

Če tega še vedno ne morete zagnati, povlecite serijski monitor na Arduino IDE in preklopite stopnjo BAUD, da ustreza tistemu, kar piše v kodi. Od tam lahko dodate nekaj Serial.println (podatki); vrstice, da preverite, kje se program ustavi ali prejema vrednosti od senzorjev ali ne.

Korak 7: Končni model: 3D tiskanje.stl datotek

Posteljnino poravnajte. To so zelo dolgi 3D -odtisi in sovražili bi, če bi šli kjerkoli narobe. Večina tudi ne potrebuje podpore. Natisnil sem ga v 0,28 za višje hitrosti, vendar je 0,16 in karkoli vmes tudi v redu, če želite več podrobnosti. Ti odtisi so zame trajali približno 20 ur in nastavil sem jih na 250% na svojem Ender-3.

8. korak: Končni model: pritrdite vezje v notranjost

Uporabili smo samo lepljivo hrbtno stran plošče in jo namestili neposredno na zadnjo stran ohišja. Notranjost se bo zelo težko prilegala, zelo priporočamo, da uporabite kable po meri, saj to olajša, vendar je v našem primeru videti, da je bilo nekoliko pretesno. Spodaj vstavite tudi napajalni modul z baterijo v ohišju. Na tej sliki smo jo vzeli, da bi si lažje ogledali vsebino v ohišju. Poleg tega, če ne uporabljate kablov po meri, za zavijanje kablov uporabite zadrge ali vezi za lase, je to zelo dolgočasno delo, vendar bo notranjost videti veliko boljša in prostornejša za delo.

9. korak: Končni model: Zapri svetlobo

Začasno smo ga zaprli z nekaj trakom, vendar toplo priporočamo uporabo vročega lepila ali magnetne napeljave. Razlog za uporabo traku je bil v tem, da smo morali odpraviti vse električne težave. To se nam je sicer zgodilo, vendar smo s to metodo hitro odpravili rešitev. Traku za končni projekt ne priporočamo, vendar dokler niste popolnoma prepričani, stranske plošče ne pritrdite trajno, sicer bo odpravljanje težav izjemno težko.

10. korak: Končni model: pritrdite polmesec in ga pritrdite

Na straneh ohišja in polmeseca smo izvrtali srednje velike luknje za prehod žic. Poleg tega smo izvrtali luknje v obliki polmeseca za LED. Izvrtali smo 9 lukenj, vendar smo uporabili le 4 od teh lukenj, ker so bile LED diode skupaj dovolj svetle. Poleg tega smo vročo prilepili polmesec na škatlo in jo pritrdili. Naš polmesec ima 5 večjih lukenj, ki smo jih uporabili, 4 za LED in eno za pritrditev na matično ploščo. Ko je ožičenje končano, ga pritrdite na zgornji pokrov za polmesec.

11. korak: Končni model: Preizkusite in zberite podatke

To je graf dveh foto -uporov čez noč. Modra črta je foto upor, ki nima ničesar povezanega. To je goli upor. Toda rdeča črta je nižja in to je zato, ker gre za fotorezistor z zaskočnimi vezji in ima črni valj, ki kaže samo v eno smer. Tako bi dobili natančnejše odčitke in odstranili svetlobo iz katere koli druge smeri. Če želite to narediti sami, lahko vzamete kartico sd in odprete list Excel. Od tam izberite čas in druge stolpce, ki jih želite. Zelo enostavno je grafično prikazati in spremeniti tisto, kar bi radi videli. Upajmo, da ko se svetlobno onesnaževanje izboljšuje, lahko opazimo temnejše noči in nižje vrednosti!

12. korak: Zaključek in priznanja

In … to je bilo od ekipe Sailor Moon!

Upamo, da ste uspeli doseči tisto, kar ste želeli, in upamo, da vam je bilo dovolj, da razmislite o izvajanju našega prototipa v svoji hiši;)

Ampak tukaj ne bi mogli priti sami- radi bi podelili kredit tam, kjer je zapadlo.

Najprej našemu čudovitemu mentorju Jezusu, ki je bil zraven na vsakem koraku- tako smo vam hvaležni in za vse, kar ste storili za nas pri vzpostavitvi tega neverjetnega programa.

Prav tako bi se radi zahvalili Kenu, Gezi, Kellyju, Chrisu in Cynthiji za ves čas, ko so prihajali na sestanke in sodelovali z nami, ter nam podajali prepotrebne povratne informacije, ki so nam pomagale izboljšati ali osnovno znanje o temah, s katerimi smo se ukvarjali z.

Hvala podjetju Elenco, ki je vsem udeležencem delavnice priskrbel komplete zaskočnih vezij- med gradnjo našega projekta so mi zelo koristili.

Donatorjem, ki so omogočili ta program, se zahvaljujemo za vašo podporo na delavnici. Brez vas se vse to ne bi moglo zgoditi.

Na koncu se našim sodelavkam Emily, Aaniki, Aniki, Snehi, Mary, Jessici, Megan, Lissette in Leilani zahvaljujemo za vso vašo podporo in ustvarjanje tako prijetnega okolja. V zadnjih treh tednih smo vas radi spoznali in ostanimo v stiku!

-Team Sailor Moon

PS. Zgoraj smo dodali razširjeno različico videoposnetka, kjer delimo več težav, ki smo jih imeli pri ustvarjanju tega projekta. Upamo, da boste uživali v naših potepih!