EqualAir: Nosljiv zaslon NeoPixel, ki ga sproži senzor onesnaženosti zraka: 7 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Cilj projekta je izdelati nosljivo majico, ki prikazuje evokativno grafiko, ko je onesnaženost zraka nad nastavljenim pragom. Grafika je navdihnjena s klasično igro "opekači", saj je avto kot veslo, ki izpljune izpušne pline (ki so kot žoge), ki "udarijo" v koščke pljuč in jih razgradijo. Ko je onesnaženost zraka nad pragom (na primer pri hoji z avtomobili), se na zaslonu začnejo igrati sicer neškodljive bele majice. Ta projekt so zgradili Jordan, Mary, Nick in Odessa za razred, imenovan Umetnost in znanost ustvarjanja.

1. korak: Zberite svoje materiale

Zaslon:

• 6 * Adapruit NeoPixel digitalni RGBW LED trak - bela PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (glede na spletno mesto Adafruit za uporabo več kot nekaj trakov NeoPixel -a je potreben Arduino Mega)
• 1 * 9voltna baterija
• 1 * polnilec za prenosni računalnik

Zaznavanje:

1 * Senzor Adafruit MiCS5524 (to je bil senzor onesnaženosti zraka, ki smo ga uporabili, ker je poceni. Pomanjkljivost je, da zazna več plinov in jih ne razlikuje)

Drugo:

2 * bela majica (predlagamo, da kupite prevelike majice, ker 1) mora biti prostora za strojno opremo in 2) morate odrezati malo dodatnega blaga, da si naredite žep skriti strojno opremo)

Orodja:

• Skakalci
• Protoboard
• Kondenzator
• Upor
• Rezalnik žice
• Spajkalni stroj
• Šivalni material in/ali lepilo za tkanine

2. korak: Sestavljanje mreže NeoPixel Grid

Za sestavljanje mreže NeoPixel je treba originalne trakove NeoPixel razrezati in ponovno spajkati, odvisno od želenih dimenzij mreže. Za to zasnovo smo zgradili mrežo NeoPixels 47x16:

1. 1-metrske (144 NeoPixel) trakove razrežite v 47 korakih, pri čemer pazite, da se na robovih trakov spajka nekaj prostora (na dnu NeoPixelov so vidni majhni kovinski vodi). Prerežite tako, da je celotna spajkalna blazinica izpostavljena (ker so za začetek že tako majhne). Razlog, da so trakovi 47 pik namesto (144/3 = 48) slikovnih pik, je, da boste izgubili vsaj enega, če jih izrežete, ker so NeoPixel tako blizu skupaj.
2. Previdno položite stolpce drug poleg drugega (po izbiri uporabite električni trak, da jih držite na mestu) in zagotovite, da so dimenzije po želji (47x16). Stolpce razporedite po vzorcu S.
3. NeoPixels ima kable za napetostni vhod, vhod in ozemljitev, ki jih je treba v naslednjem traku priključiti na svoje kolege. Z večžilno žico povežite vodila stolpcev skupaj po vzorcu S, pri čemer pazite, da priključite pravilne kable.
4. Kable pustite na koncih mreže (morata biti 2 konca - enega, kjer ste začeli, in enega, kjer ste končali S -vzorec), in po želji dodajte žične podaljške za udobje. Po želji lahko na koncu odlepite ali kako drugače pritrdite kable. Za pritrditev spojev vroče lepilo.
5. Prepričajte se, da je vaša novo sestavljena mreža varna, tako da na hrbtno stran dodate še nekaj plasti električnega traku ali drugega lepila.

Zdaj bi morali imeti delujočo mrežo, ki jo lahko preizkusite. V knjižnici NeoPixel Matrix lahko z vzorčno kodo matričnega testa preverite, ali mreža deluje po pričakovanjih. Če se to zgodi, bi moralo izgledati kot zgornja fotografija (prezrite Arduino Uno spredaj, to je bilo za testiranje česa drugega)

3. korak: Dodajanje senzorja

Ključni vidik tega projekta je senzor, Adafruit MiCS5524, ki lahko zazna različne pline v zraku in signalizira njihovo intenzivnost prek analognega vhoda.

1. Najprej se prepričajte, da so trije vodi do senzorja - napetostni, izhodni in ozemljitveni - pravilno ožičeni (po izbiri uporabite ustrezno obarvano žico, ki vam bo pri tem pomagala).
2. Priključite napetost na 5V izhod na plošči Arduino in ozemljite ozemljitev na plošči.
3. Nato priključite izhod na A0 (ali analogni pin po vaši izbiri) na plošči Arduino. To je vse, kar je potrebno za povezavo senzorja z Arduinom.
4. Po želji uporabite serijski monitor, da preverite, ali senzor poroča o odčitkih (odčitki se morajo gibati okoli ene številke in se spremeniti, ko je senzor nameščen v bližini vira ogljikovega monoksida ali drugih hlapov).

Na spletu obstajajo navodila za kalibracijo tega senzorja, tako da je občutljiv na spremembe v okolju. Senzor smo pustili nekaj ur, da smo ugotovili, kakšno je "običajno" območje branja za sobo, v kateri se nahaja. Nato smo za preizkus "sprožitve" zaslona uporabili vato, namočeno v alkohol, tako da odčitavanje senzorja bi se povečalo nad nastavljenim pragom, da se začne ena zanka grafike.

4. korak: Odpravljanje napak kode

Priložena je koda. Upoštevajte, da je na vrhu veliko glav. Če želite prenesti zahtevane glave, v Arduino IDE kliknite skico, vključite knjižnico in nato upravljajte knjižnice. Preden lahko naložite priloženo datoteko, morate prenesti naslednje knjižnice:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Knjižnica Adafruit GFX

Ko prenesete te knjižnice, boste v Arduino IDE v datoteki z primeri našli vzorčno kodo, ki jo lahko spremenite tako, da jo preizkusite. Strandtest in matrixtest sta bila na primer zelo uporabna za testiranje mreže NeoPixel. Na spletu je enostavno najti tudi vzorčne teste za senzor onesnaženosti zraka.

Preden lahko naložite datoteko in si ogledate delovno mrežo, je tukaj nekaj vrstic kode, ki jih je mogoče spremeniti:

#define PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Pin 6 je treba preklopiti na številko pin, s katero je mreža NeoPixel pritrjena na Arduino

Pin AO je treba preklopiti na številko pin, s katero je senzor pritrjen na Arduino

#define STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Matrika Adafruit_NeoMatrix = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB8 NEO);

Številka 300 določa, koliko pikslov pljuč je degradiranih, da se štejejo kot en cikel prikaza. Povečanje števila bi podaljšalo cikel (npr. Razgradi se več pljuč) in obratno.

Številka 8 določa število "krogel" (izpušnih plinov), ki pridejo iz avtomobila

Če bi sledili navodilom za natančno izdelavo mreže, bi morala konfiguracija NeoMatrix delovati. Vendar je dobro omeniti, da ta nastavitev pravi, da je koordinata 0, 0 zgoraj levo, povezali smo stolpce trakov in trakovi so povezani v S-tvorbo. Če je torej mreža videti kot nalašč, razen če je zrcaljena ali izklopljena za 90 stopinj, je verjetno, da ste mrežo nastavili drugače in bi morali tukaj spremeniti kodo. Do konca tega koraka bi morali imeti nekaj, kar je videti kot video, sprožimo majico z vato, namočeno v alkohol, grafika igra eno zanko in je ni mogoče znova sprožiti, dokler zanka ni popolno.

5. korak: Sestavljanje majice

Juhu! Zdaj, ko zaslon, senzor in koda delujejo, je čas, da vse sestavite. Na koncu bomo imeli vso strojno opremo pritrjeno na notranjo majico, nato pa zunanja majica na vrhu skrije vse. Majice so bile prevelike, zato smo jim odrezali trak po dnu. Tako smo dobili tkanino, ki smo jo potrebovali za šivanje žepa za skrivanje strojne opreme.

Notranja majica:

1. Začnite tako, da najprej postavite trakove električnega traku na zadnjo stran mreže NeoPixel, da jo pritrdite (vedeli boste, da ste v redu, če lahko nosite mrežo v enem kosu)
2. Mrežo NeoPixel s tkanino prilepite na notranjo majico. Prepričajte se, da je mreža centrirana in tam, kjer so pljuča.
3. Pustite, da se lepilo po potrebi posuši, pazite, da lepilo ne prodre na zadnjo stran srajce, in srajco zalepite zaprto. Ko je omrežje vklopljeno, poglejte, kako daleč lahko postavite Arduino, baterijo itd. Za nas smo spajkali skakalne žice tako, da bodo naše elektronske komponente na zadnji strani majice.
4. Trak iz tkanine sešite, da naredite majhen žep za elektronske komponente. Nekatere komponente lahko zašijete v žep (npr. Arduino), da bo bolj varen.
5. Izrežite majhno režo, iz katere bo senzor pokukal, za nas je to bilo na sredini ovratnika na zadnji strani srajce.

Zunanja majica: Razlog za zunanjo majico je, ker izgleda bolje z zunanjo majico. Zunanja majica skriva elektroniko in razpršuje svetlobo iz NeoPixels.

1. Zunanjo majico previdno položite čez notranjo majico
2. Lepite tkanino ali prišite notranjo srajco na zunanjo srajco tako, da bo mreža videti osvetljena (na sliki so črne črte tam, kjer je lepilo za tkanine)

6. korak: Odpravljanje težav

Čestitke! Zdaj imate nosljivo majico, ki zasveti glede na stopnjo onesnaženosti zraka. Če ne, potem ste verjetno zadeli (mi smo zadeli veliko), zato je tukaj nekaj predlogov za odpravljanje težav:

• Spajkalne blazinice na trakovih NeoPixel so noro majhne, zato je težko zaščititi omrežne povezave. Uporabili smo svinčevo spajkanje, večžično električno žico in vroče lepljene spoje.
• Ker je bil NeoPixel tako blizu skupaj na traku, smo izgubili vsaj 1 slikovno piko, ko smo odrezali pramen. Uporaba škarij je bila boljša od uporabe natančnega noža, samo odlepite plastično smolo in jo razrežite.
• Če ima zaslon NeoPixel čudno barvo (npr. Zbledi do rdeče, kateri koli odtenek rdeče namesto bele), je to verjetno zato, ker omrežje ne dobiva dovolj energije. Za nalaganje kode smo odklopili vse, naložili kodo, nato odklopili računalnik, priklopili baterijo na Arduino in na koncu priključili adapter za prenosnik v omrežje.
• Če zaslon NeoPixel prikazuje popolnoma naključne barve v naključnih intervalih, se prepričajte, da so razlogi skupni.
• Ko uporabljate lepilo za tkanine, pazite, da ga ne porabite preveč, da bi prodrlo in prilepilo majico. Med dva kosa tkanine, ki bi se sicer dotikali, smo postavili leseno desko.

Upamo, da ste uživali v tem navodilu! Naslednji korak je, da omrežje povežete s prenosno baterijo in jo odpeljete na ulice, kjer bo onesnaženje zraka iz avtomobilov in drugih onesnaževal sprožilo zaslon.