EqualAir: Nositeľný displej NeoPixel spúšťaný senzorom znečistenia ovzdušia: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Cieľom projektu je vyrobiť nositeľné tričko, ktoré bude pôsobiť sugestívne v prípade, že znečistenie ovzdušia prekročí stanovenú hranicu. Grafika je inšpirovaná klasickou hrou „lámače tehál“v tom, že auto je ako pádlo, ktoré chrlí výfuky (ktoré sú ako gule), ktoré „narážajú“na kúsky pľúc a znehodnocujú ich. Keď je znečistenie ovzdušia nad prahovou hodnotou (napríklad pri chôdzi autom), na displeji začnú hrať inak neškodné biele tričká. Tento projekt postavili Jordan, Mary, Nick a Odessa pre triedu s názvom The Art and Science of Making.

Krok 1: Zhromaždite svoje materiály

Displej:

• 6 * Adafruit NeoPixel Digital RGBW LED Strip - biely PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (podľa webových stránok Adafruit, na použitie viac ako pár prúžkov NeoPixelu je potrebný Arduino Mega)
• 1 * 9voltová batéria
• 1 * nabíjačka na notebook

Snímanie:

1 * senzor Adafruit MiCS5524 (to bol senzor znečistenia ovzdušia, ktorý sme použili, pretože je lacný. Nevýhodou je, že sníma viacero plynov a nerozlišuje medzi nimi)

Iné:

2 * biele tričko (odporúčame kúpiť príliš veľké tričká, pretože 1) musí byť miesto na hardvér a 2) budete musieť odstrihnúť trochu látky, aby ste si mohli vytvoriť vrecko na skryť hardvér)

Náradie:

• Svetre
• Protoboard
• Kondenzátor
• Odpor
• Drôtová rezačka
• Spájkovací stroj
• Šijací materiál a/alebo lepidlo na textil

Krok 2: Zostavenie mriežky NeoPixel

Aby bolo možné zostaviť mriežku NeoPixel, je potrebné pôvodné pásy NeoPixel orezať a znova spájkovať v závislosti od požadovaných rozmerov mriežky. Pre tento návrh sme stavali mriežku NeoPixels s rozmermi 47 x 16:

1. 1-metrový pás (144 NeoPixel) odstrihnite v krokoch po 47 NeoPixeloch, pričom dávajte pozor, aby sa na okrajoch pások vytvorilo miesto na spájkovanie (na spodnej časti NeoPixelov sú malé kovové vývody). Strihajte tak, aby bola odhalená celá spájkovacia podložka (pretože na začiatku sú už také malé). Dôvodom je, že pásy majú namiesto (144/3 = 48) pixelov dĺžku 47 pixelov, a to, že pri ich rezaní prídete o najmenej jeden, pretože NeoPixely sú tak blízko seba.
2. Opatrne položte stĺpce vedľa seba (voliteľne ich pomocou elektrickej pásky držte na mieste) a zaistite, aby rozmery boli požadované (47 x 16). Stĺpce rozložte do vzoru S.
3. NeoPixely majú vodiče pre vstup napätia, vstup a zem, ktoré by mali byť pripojené k ich náprotivkom v nasledujúcom páse. Pomocou viacžilového drôtu spojte vodiče stĺpcov k sebe v tvare S, pričom dávajte pozor na pripojenie správnych vodičov.
4. Nechajte zvody na koncoch mriežky (mali by byť 2 konce - jeden tam, kde ste začali, a jeden, kde ste končili vzor S), a prípadne pridajte pre uľahčenie predĺženie drôtu. Elektródy na konci môžete tiež odlepiť alebo inak zaistiť. Pripojenia taktiež zaistite horúcim lepidlom.
5. Zaistite, aby bola vaša novo zostavená mriežka bezpečná, pridaním niekoľkých ďalších vrstiev elektrickej pásky alebo iného lepidla na zadnú stranu.

Teraz by ste mali mať funkčnú mriežku, ktorú môžete otestovať. V knižnici NeoPixel Matrix môžete pomocou vzorového kódu matrixtestu zistiť, či mriežka funguje podľa očakávania. Ak áno, malo by to vyzerať ako na fotografii vyššie (Arduino Uno vpredu ignorujte, bolo to na testovanie niečoho iného)

Krok 3: Pridanie senzora

Kľúčovým aspektom tohto projektu je senzor Adafruit MiCS5524, ktorý dokáže detekovať rôzne plyny vo vzduchu a prostredníctvom analógového vstupu signalizovať ich intenzitu.

1. Najprv skontrolujte, či sú tri vodiče k senzoru - vstupné napätie, výstup a uzemnenie - správne zapojené (voliteľne na to použite vhodne sfarbený vodič).
2. Pripojte vstup napätia k výstupu 5 V na doske Arduino a na doske pripojte uzemnenie k zemi.
3. Potom pripojte výstup k A0 (alebo analógovému kolíku podľa vášho výberu) na doske Arduino. To je všetko, čo je potrebné na pripojenie senzora k Arduinu.
4. Voliteľne môžete pomocou sériového monitora overiť, či sú hodnoty zaznamenávané snímačom (hodnoty by sa mali pohybovať okolo jedného čísla a mali by sa zmeniť, keď je snímač umiestnený v blízkosti zdroja oxidu uhoľnatého alebo iných výparov).

Na internete sú pokyny predovšetkým pre kalibráciu tohto senzora, aby bol citlivý na zmenu prostredia. Čo sme urobili, nechali sme senzor niekoľko hodín, aby sme zistili, aký je „bežný“rozsah čítania pre miestnosť, v ktorej sa nachádzal. Potom sme na testovanie „spustenia“displeja použili vatový tampón namočený v alkohole na trenie. čítanie senzora by sa zvýšilo nad nastavenú prahovú hodnotu, aby sa začala jedna slučka grafiky.

Krok 4: Ladenie kódu

V prílohe je kód. Všimnite si toho, že v hornej časti je zahrnutých veľa hlavičiek. Ak si chcete stiahnuť požadované hlavičky, v Arduino IDE kliknite na položku skica, zahrnúť knižnicu a potom spravovať knižnice. Pred odoslaním priloženého súboru si musíte stiahnuť nasledujúce knižnice:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Knižnica Adafruit GFX

Keď si stiahnete tieto knižnice, v súbore Arduino IDE pod príkladmi nájdete ukážkový kód, ktorý je možné upravovať a testovať za pochodu. Napríklad strandtest a matrixtest boli veľmi užitočné pri testovaní mriežky NeoPixel. Na internete je tiež ľahké nájsť vzorové testy senzora znečistenia ovzdušia.

Pred odoslaním súboru a zobrazením pracovnej mriežky nájdete niekoľko riadkov kódu, ktoré je možné upraviť:

#definujte PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Kolík 6 by mal byť prepnutý na číslo kolíka, pomocou ktorého je mriežka NeoPixel pripevnená k Arduinu

Pin AO by mal byť prepnutý na číslo pinu, pomocou ktorého je snímač pripojený k Arduinu

#define STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Matica Adafruit_NeoMatrix = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ)

Číslo 300 definuje, koľko pixelov pľúc sa degraduje, aby sa počítali ako jeden cyklus zobrazenia. Zvýšením počtu by sa cyklus predĺžil (napr. Viac pľúc je degradovaných) a naopak.

Číslo 8 definuje počet „loptičiek“(výfukov), ktoré vychádzajú z auta

Ak ste teraz postupovali podľa pokynov na presné zostavenie mriežky, konfigurácia NeoMatrix by mala fungovať. Je však dobré si uvedomiť, že toto nastavenie hovorí o tom, že súradnica 0, 0 je vľavo hore, spojili sme stĺpce pásov a pásy sú spojené v tvare S. Ak teda vaša mriežka vyzerá perfektne, okrem toho, že je zrkadlená alebo vypnutá o 90 stupňov, je pravdepodobné, že ste mriežku nastavili inak a mali by ste zmeniť kód tu. Na konci tohto kroku by ste mali mať niečo, čo vyzerá ako video. Spustíme tričko vatou namočenou v alkohole, grafika prehrá jednu slučku a nedá sa znova spustiť, kým sa slučka nevytvorí. úplné.

Krok 5: Dajte dohromady tričko

Jéj! Teraz, keď displej, snímač a kód fungujú, je čas dať všetko dohromady. Nakoniec budeme mať všetok hardvér pripevnený k vnútornej košeli a potom vonkajšej košeli na vrchu, ktorá všetko skryje. Tričká boli príliš veľké, a tak sme zo spodnej časti odstrihli pásik. To nám dalo látku, ktorú sme potrebovali na ušitie vrecka na ukrytie hardvéru.

Vnútorná košeľa:

1. Začnite tým, že najskôr umiestnite pásy elektrickej pásky na zadnú stranu mriežky NeoPixel, aby ste ju zaistili (budete vedieť, že ste v poriadku, ak môžete mriežku prenášať v jednom kuse)
2. Tkanina prilepte na vnútorné tričko mriežku NeoPixel. Uistite sa, že je mriežka v strede a nad miestom, kde sa v skutočnosti nachádzajú pľúca.
3. Nechajte lepidlo zaschnúť podľa potreby, uistite sa, že lepidlo nepresakuje na zadnú stranu trička, a prilepte tričko uzavreté. Keď je mriežka zapnutá, zistite, ako ďaleko je možné umiestniť Arduino, batériu atď. Pre nás sme spájkovali prepojovacie vodiče tak, aby naše elektronické súčiastky boli v zadnej časti trička.
4. Šitím pásu látky vytvoríte malé vrecko pre elektronické súčiastky. Do vrecka (napr. Arduino) môžete všiť niektoré komponenty, aby boli bezpečnejšie.
5. Vystrihnite malú štrbinu, z ktorej môže snímač vykúkať, pre nás to bolo v strede goliera v zadnej časti košele.

Vonkajšia košeľa: Dôvodom vonkajšej košele je, že lepšie vyzerá s vonkajšou košeľou. Vonkajšia košeľa skrýva elektroniku a rozptyľuje svetlo z NeoPixels.

1. Opatrne umiestnite vonkajšiu košeľu na vnútornú košeľu
2. Lepidlo na látku alebo prišite vnútornú košeľu na vonkajšiu košeľu tak, aby mriežka vyzerala po rozsvietení naučená (na obrázku sú čierne bodky, kde je lepidlo na textil)

Krok 6: Riešenie problémov

Gratulujem! Teraz máte nositeľné tričko, ktoré sa rozsvieti na základe úrovne znečistenia ovzdušia. Ak nie, pravdepodobne narazíte na zádrhel (zasiahli sme mnohých), preto uvádzame niekoľko návrhov na riešenie problémov:

• Spájkovacie podložky na pásoch NeoPixel sú šialene malé, takže je ťažké zaistiť pripojenia mriežky. Použili sme olovenú spájku, viacžilový elektrický drôt a spoje zalepili za tepla.
• V dôsledku toho, že bol NeoPixel na páse tak blízko seba, stratili sme pri odstrihnutí vlákna najmenej 1 pixel. Použitie nožníc bolo lepšie ako použitie exaktného noža, stačí odlúpnuť plastovú živicu a vystrihnúť.
• Ak displej NeoPixel zobrazuje podivné farby (napríklad vyblednutie do červena, akýkoľvek odtieň červenej namiesto bielej), je to pravdepodobne preto, že mriežka nedostáva dostatok energie. Aby sme nahrali kód, museli sme všetko odpojiť, nahrať kód, potom odpojiť počítač, zapojiť batériu do Arduina a nakoniec zapojiť adaptér prenosného počítača do siete.
• Ak displej NeoPixel zobrazuje úplne náhodné farby v náhodných intervaloch, skontrolujte, či sú dôvody spoločné.
• Pri použití lepidla na látky nepoužívajte príliš veľa, aby presiaklo a prilepilo tričko. Dali sme drevenú dosku medzi dva kusy látky, ktoré by sa inak dotýkali.

Dúfame, že sa vám tento návod páčil! Ďalším krokom je pripojenie mriežky k prenosnej batérii a jej rozbalenie v uliciach, kde sa na displeji spustí znečistenie ovzdušia z automobilov a iných znečisťujúcich látok.