Inteligentný chodníkový osvetľovací systém- Team Sailor Moon: 12 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Ahoj! Toto sú Grace Rhee, Srijesh Konakanchi a Juan Landi a spoločne sme tím Sailor Moon! Dnes vám prinesieme dvojdielny DIY projekt, ktorý môžete realizovať priamo vo svojom dome. Náš konečný inteligentný chodníkový osvetľovací systém obsahuje ultrazvukový senzor, snímač pohybu PIR, prevodník svetla na frekvenciu, obrazovku OLED, čítačku/zapisovačku karty SD, diaľkový/prijímač IR, snímač vlhkosti a teploty a fotorezistor, tri z nich je možné testovať v náš environmentálny model.

Tento systém osvetlenia chodníka je prototypom navrhnutým na minimalizáciu svetelného znečistenia pomocou kreatívnych metód tienenia (v tvare polmesiaca, na počesť názvu nášho tímu), zhromažďovania mnohých rôznych typov údajov a ich zaznamenávania a estetického potešenia diváka.. Prajeme vám veľa šťastia v tomto projekte a veľa zábavy!

Láska, Tím Sailor Moon

Zásoby

• Pre environmentálny model:

  • Viacnásobné penové dosky
  • Stavebný papier
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Tony drôtov
  • OLED obrazovka
  • Ultrazvukový senzor
  • IR prijímač/diaľkové ovládanie
  • Fotorezistor
  • Breadboard
  • Presný nôž
  • Vládca
  • Nanukové tyčinky
  • Hmoždinky

• Pre konečný model:

  • Arduino Mega 2560
  • 3D tlačiareň
  • Počítač/notebook
  • Obojstranná lepiaca páska
  • Horúca lepiaca pištoľ
  • Čítačka/zapisovačka kariet SD
  • OLED obrazovka
  • Polovičná doska a mini doska na pečenie
  • Pár žltých LED diód
  • Samec x zásuvka a samec x samec
  • Odizolovače a vlastné drôty (nie sú potrebné)

  • Senzory:

    • PIR
    • Infračervený diaľkový ovládač a prijímač
    • Ultrazvukový senzor
    • Fotorezistor
    • Menič svetla na frekvenciu
    • Senzor vlhkosti/teploty

Nezabudnite si stiahnuť súbor.zip na tomto odkaze:

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

Krok 1: Voliteľný vedľajší projekt: Environmentálny model

Teraz povedzme, že si chcete vyskúšať možnosti nášho systému osvetlenia chodníka, ale chcete vedieť, do čoho idete, než sa do toho pustíte. Jednoduchou možnosťou je vytvoriť náš environmentálny model, ktorý zobrazuje niekoľko vybraných vlastností nášho prototypu, aby predviedol, ako môžu svetlá fungovať v skutočnom svete.

Na začiatku si pozrite zoznam dodávok v našom úvode a rozložte materiály tak, aby boli všetky ľahko dostupné.

Dom:

Penové dosky rozrežte na dva štvorce 17 x 17 cm a ďalšie dve presne rovnakej veľkosti, s výnimkou trojuholníka v hornej časti, ktorý vytvorí tvar domu. Horúce lepidlo to všetko dohromady. Vytvoríte tak vzorový dom, do ktorého sa zmestí všetka vaša elektronika, a budete ich mať mimo dohľadu. Vystrihnite štvorec na boku jedného zo štvorcov, aby prešiel káblom Arduino.

Teraz nakrájajte dve penové dosky na obdĺžniky 51 x 44 cm. Tieto budú tvoriť základ vášho projektu. Umiestnite dom tak, aby bol 17 cm od kratšej strany, a vytvorte chodník vedúci k dverám. To by vám malo pomôcť simulovať niekoho, kto pôjde neskôr do domu. Dom ešte nelepte.

Chodník a svetlá:

Zo stavebného papiera vystrihnite chodník dlhý 17 cm a prilepte ho od kratšieho okraja (44 cm). To by vám malo pomôcť umiestniť všetko.

V prípade svetiel vystrihnite dva pásy papiera z pásu s hrúbkou 2,5 cm (alebo palca). Mali by mať dĺžku 3 cm a 2 cm (hrúbku 1,25 a 0,75 palca).

Vezmite dlhší a rozdeľte ho na pätiny (po 0,25 palca), ako je znázornené na obrázku. Zložte pozdĺž týchto línií a prilepte prekrytie. Teraz by mal vyzerať ako obdĺžnikový hranol, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.

Akonáhle lepidlo zaschne, označte zhora bod 0,25 palca a urobte výrez iba z tejto strany. To by malo zaistiť, aby LED dióda mohla presvitať. Teraz vezmite druhý pás papiera a označte krivku, ako je znázornené na obrázku, ktorú chcete vystrihnúť. Druhý koniec zabaľte okolo troch strán svetelného stĺpika, ktoré nemajú výrez, a vrch roztlačte cez otvor tak, aby otvor úplne zakryl. Záhyby, ktoré vám zostanú, by mali byť rovnaké ako tie, ktoré sú vyznačené na obrázku.

Celé to zlepte a pošteklite, kým sa vám to nebude páčiť! Opakujte toľkokrát, koľkokrát potrebujete.

Krok 2: Environmentálny model: Zostavenie obvodu

Samotný obvod je pomerne jednoduchý, ale dávajte pozor na správne zapojenie vodičov. Po prepojení všetkého s doskou a arduinom vyrežte dva otvory v základni projektu. Cez jeden otvor prevlečte vodiče LED a cez druhý OLED a ultrazvukový senzor.

V prípade diódy LED vyrežte toľko štvorcových slotov, koľko potrebujete, a prepichnite diódy LED cez ne. Zaistite ju páskou a prevlečte cez ňu svetlá. Rozhodli sme sa skryť ultrazvukový senzor pomocou nanukovej základne, ale pokojne buďte kreatívni! Uistite sa, že ste ho umiestnili na úplný začiatok chodníka bez akýchkoľvek predmetov, ktoré by ho blokovali. Pokiaľ ide o obrazovku OLED, umiestnite ju niekam, kde je dobre vidieť. Postavili sme ho na základ projektu. IR prijímač a fotorezistor boli umiestnené pri oknách, ktoré sme vyrezali z domu.

Krok 3: Environmentálny model: Riešenie problémov a kód

Keď skončíte s elektrickým stavaním, nahrajte priložený kód a spustite ho. Našťastie to bude fungovať, ale ak nie, vyriešte problémy! Hneď ako všetko funguje, rozrežte hmoždinky, ktoré máte, na 3 cm. kúsky a prilepte ho k štyrom okrajom základne. Toto je posledný krok, preto sa uistite, že je všetko dokončené.

Gratulujem Dokončili ste technické aspekty tejto zostavy! Teraz stačí už len džezovať podľa svojich predstáv. Dúfali sme, že sa vám tento mini model páčil:)

Krok 4: Finálny model: Vytvorenie obvodu

Krok 5: Finálny model: nahranie kódu na obvod

Po inštalácii súboru.zip z vyššie uvedeného odkazu na disk Google by ste mali nájsť priečinok s kódovaním. V ňom máte kód pre environmentálne zostavenie aj pre skutočnú jednotku.

Otvorte ten, ktorý chcete nahrať, a potom stačí stlačiť tlačidlo nahrávania na Arduino IDE. Uistite sa, že sú káble správne umiestnené a mali by ste byť schopní program úspešne spustiť.

Celý kód je komentovaný, takže sa pokojne porozhliadnite, ako to všetko funguje dohromady. Môžete tiež vidieť diagram toho, ako bola obrazovka OLED kódovaná tak, aby na zobrazenie textu zobrazoval systém číselných stavov.

Ovládanie svetiel LED používa príkazy if na zmenu jasu diódy LED v závislosti od situácie, v ktorej sa nachádza.

Krok 6: Finálny model: Pomoc pri riešení problémov

Pri stavbe akejkoľvek štruktúry Arduino sa môžete stretnúť s mnohými problémami. Ak narazíte na nejaký problém, je viac než pravdepodobné, že sa jedná o problém s elektrinou, pretože práve tu došlo k mnohým našim chybám. Uvedieme zoznam bežných problémov, s ktorými sme sa stretli, aby sme vám pomohli všimnite si ich rýchlo.

• Údaje sa nečítajú:

  Znovu skontrolujte, či sú všetky kolíky správne umiestnené z jedného kolíka na druhý na doske aj na zariadení Arduino Mega

• Kód sa nenahrá:

  Ak máte zaneprázdnený port alebo máte iba chybu pri odosielaní, najčastejšie došlo k skratu. To znamená, že jeden z vašich kolíkov uzemnenia (GND) alebo napätia (VCC) nebol správne umiestnený, čo spôsobilo skrat, ktorý narúša proces nahrávania

• Nahrávanie kódu, ale nerobí nič:

  Prvá vec, ktorú v kóde skontroluje, je, či je alebo nie je zistená karta SD, takže ak nie je zistená, program ani neopustí nastavenie. V takom prípade skontrolujte, či sú všetky kolíky karty SD správne umiestnené a či sú správne aj kolíky napájania

Ak to stále nedokážete spustiť, vytiahnite sériový monitor na IDE Arduino a prepnite rýchlosť BAUD tak, aby zodpovedala tomu, čo je uvedené v kóde. Odtiaľ môžete pridať niekoľko Serial.println (údaje); riadky na kontrolu, kde sa program zastaví alebo či prijíma alebo neprijíma hodnoty zo senzorov.

Krok 7: Finálny model: Súbory.stl 3D tlače

Uistite sa, že máte posteľ vyrovnanú. Sú to veľmi zdĺhavé 3D výtlačky a boli by sme neradi, keby sa kdekoľvek pokazili. Väčšina z nich nepotrebuje ani podporu. Vytlačil som to za 0,28 pre vyššie rýchlosti, ale 0,16 a čokoľvek medzi tým je tiež úplne v poriadku, ak chcete viac podrobností. Tieto výtlačky mi trvali asi 20 hodín a na zariadení Ender-3 som ich nastavil na 250%.

Krok 8: Finálny model: Namontujte obvod do interiéru

Práve sme použili stickie zadnú stranu dosky a namontovali sme ju priamo na zadnú stranu krytu. Vnútri to bude veľmi ťažké. Odporúčame vám použiť vlastnú kabeláž, pretože to uľahčuje, ale v našom prípade vidíte, že to bolo príliš tesné. V spodnej časti tiež vložte napájací modul s batériou v kryte. Na tomto obrázku sme ho vybrali, aby bolo jednoduchšie zobraziť obsah puzdra. Navyše, ak nepoužívate vlastnú kabeláž, použite na upevnenie káblov zipsy alebo sponky do vlasov, je to veľmi namáhavá práca, ale vnútornosti budú pre vás pracovať oveľa lepšie a priestornejšie.

Krok 9: Finálny model: Zblízka svietidlo

Dočasne sme to uzavreli páskou, ale dôrazne odporúčame použiť horúce lepidlo alebo magnetické upínadlo. Dôvod, prečo sme použili pásku, bol skrytý, museli sme vykonať akékoľvek riešenie problémov s elektrickou energiou. To sa nám stalo, ale pomocou tejto metódy sme rýchlo dokázali opraviť riešenie. Pásku pre konečný projekt neodporúčame, ale pokiaľ si nebudete úplne istí, nevytvárajte na bočnom paneli trvalé pripevnenie, inak bude riešenie problémov neuveriteľne ťažké.

Krok 10: Finálny model: Opravte polmesiac a pripevnite ho

Po stranách puzdra a polmesiaca sme vyvŕtali stredne veľké otvory, cez ktoré prechádzali drôty. Okrem toho sme vyvŕtali otvory v tvare polmesiaca pre LED diódy. Vyvrtali sme 9 otvorov, ale použili sme iba 4 z nich, pretože diódy LED spolu svietili dostatočne jasne. Navyše sme polmesiac za tepla nalepili na škatuľu a pripevnili tam. Náš polmesiac má 5 hlavných otvorov, ktoré sme použili, 4 na diódy LED a jeden na pripevnenie k základnej doske. Akonáhle je vaše zapojenie dokončené, uistite sa, že ste ho pripevnili k hornej záklenku pre polmesiac.

Krok 11: Finálny model: Otestujte ho a zozbierajte údaje

Toto je graf dvoch fotorezistorov v priebehu noci. Modrá čiara je fotorezistor, ktorý nemá nič spojené. Je to holý odpor. Červená čiara je však nižšia, a to preto, že je to fotorezistor s prichytávacími obvodmi a má čierny valec, ktorý ukazuje iba v jednom smere. To by nám poskytlo presnejšie údaje a odviedlo svetlo z akéhokoľvek iného smeru. Ak to chcete urobiť sami, môžete vziať kartu SD a otvoriť list programu Excel. Odtiaľ vyberte čas a ďalšie stĺpce, ktoré by ste chceli. Je veľmi jednoduché graficky znázorniť a zmeniť, čo by ste z neho chceli vidieť. Našťastie, keď sa svetelné znečistenie zlepší, uvidíme temnejšie noci a nižšie hodnoty!

Krok 12: Záver a poďakovanie

A … to bolo od tímu Sailor Moon!

Dúfame, že sa vám podarilo dosiahnuť to, čo ste chceli, a dúfame, že sa vám to páčilo natoľko, že ste zvážili implementáciu nášho prototypu vo svojom vlastnom dome;)

Ale nemohli by sme sa sem dostať sami- radi by sme poskytli úver tam, kde je úver splatný.

V prvom rade nášmu úžasnému mentorovi Ježišovi, ktorý tam bol na každom kroku- sme vám veľmi vďační a za všetko, čo ste pre nás pri vytváraní tohto úžasného programu urobili.

Tiež by sme chceli poďakovať Kenovi, Gezovi, Kellymu, Chrisovi a Cynthii za všetok čas, ktorý absolvovali na stretnutiach a pracovali s nami, pričom nám poskytli veľmi potrebnú spätnú väzbu, ktorá nám pomohla zlepšiť sa, alebo základné znalosti o predmetoch, na ktorých sme pracovali. s.

Ďakujem spoločnosti Elenco za to, že ste všetkým účastníkom workshopu dodali súpravy zapínacích obvodov- pri stavbe nášho projektu sa nám veľmi hodili.

A darcom, ktorí umožnili tento program, ďakujeme za podporu v tomto workshope. Bez teba by sa nič z toho nemohlo stať.

Nakoniec Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette a Leilani, naše spoluúčastníčky, vám ďakujeme za všetku vašu podporu a za vytvorenie takého príjemného prostredia. Radi sme vás spoznávali počas posledných troch týždňov a zostaňme v kontakte!

-Team Sailor Moon

PS. Vyššie sme pridali rozšírenú verziu videa, kde zdieľame viac našich problémov, ktorými sme si prešli pri vytváraní tohto projektu. Dúfame, že sa vám naše potulky budú páčiť!