Smart Walkway Lighting System- Team Sailor Moon: 12 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Hej! Dette er Grace Rhee, Srijesh Konakanchi og Juan Landi, og sammen er vi Team Sailor Moon! I dag bringer vi dig et todelt DIY -projekt, som du kan implementere lige i dit eget hjem. Vores sidste smarte gangbelysningssystem indeholder en ultralydssensor, PIR -bevægelsessensor, lys til frekvensomformer, OLED -skærm, SD -kortlæser/-skriver, IR -fjernbetjening/modtager, fugtigheds- og temperatursensor og en fotoresistor, hvoraf tre kan testes i vores miljømodel.

Dette gangbelysningssystem er en prototype designet til at minimere lysforurening gennem kreative afskærmningsmetoder (i form af en halvmåne, til ære for vores teamnavn), indsamle mange forskellige typer data og registrere det og være æstetisk tiltalende for seeren. Vi ønsker dig held og lykke med dette projekt, og god fornøjelse!

Kærlighed, Team Sailor Moon

Forbrugsvarer

• For miljømodellen:

  • Flere skumplader
  • Byggepapir
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Masser af ledninger
  • OLED -skærm
  • Ultralydssensor
  • IR -modtager/fjernbetjening
  • Fotoresistor
  • Brødbræt
  • Exacto kniv
  • Lineal
  • Popsicle Pinde
  • Dyvelstænger

• Til den endelige model:

  • Arduino Mega 2560
  • 3d printer
  • Computer/bærbar
  • Dobbeltsidet tape
  • Varm limpistol
  • SD -kortlæser/-skriver
  • OLED -skærm
  • Half Breadboard og Mini Breadboard
  • Et par gule lysdioder
  • Mandlige x hunledninger og hanlige x hanledninger
  • Wire strippere og brugerdefinerede ledninger (ikke nødvendigt)

  • Sensorer:

    • PIR
    • Infrarød fjernbetjening og modtager
    • Ultralydssensor
    • Fotoresistor
    • Lys til frekvensomformer
    • Fugtigheds-/temperatursensor

Sørg for at downloade.zip -filen på dette link:

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

Trin 1: Valgfrit sideprojekt: Miljømodel

Lad os nu sige, at du vil teste mulighederne i vores gangbelysningssystem, men du vil vide, hvad du går ind til, før du går ind i det. Nå, en let mulighed er at lave vores miljømodel, der viser nogle få udvalgte funktioner i vores prototype for at vise, hvordan lysene kan fungere ude i den virkelige verden.

For at komme i gang skal du referere til forsyningslisten i vores introduktion og lægge materialerne ud, så de alle er let tilgængelige.

Hus:

Skær skumpladerne i to 17 x 17 cm firkanter og to mere af nøjagtig samme størrelse, undtagen med en trekant øverst for at skabe en husform. Varm lim alle disse sammen. Dette vil skabe modelhuset til at huse al din elektronik og holde dem ude af syne. Skær en firkant i siden af en af firkanterne for at lade Arduino -kablet passere igennem.

Skær nu to skumplader i rektangler på 51 x 44 cm. Disse danner grundlaget for dit projekt. Placer huset, så det er 17 cm væk fra den kortere side, og opret en gangbro, der fører op til døren. Dette skal hjælpe dig med at simulere nogen, der går op til huset senere. Lim ikke huset ned endnu.

Gang og lys:

Skær en gangbro, der er 17 cm lang, ud af byggepapir og lim den ned, startende fra den kortere kant (44 cm). Dette skal hjælpe dig med at placere alt.

Til lysene skæres to strimler papir ud af en strimmel, der er 2,5 cm (eller en tomme) tyk. De skal være 3 cm og 2 cm lange (1,25 og 0,75 in. Tykke).

Tag den længere og del den i femtedele (0,25 in. Hver) som vist på billedet. Fold langs disse linjer og lim overlapningen. Det skal nu ligne et rektangulært prisme, som illustreret på det næste billede.

Når limen tørrer, markerer du en plet 0,25 tommer fra toppen og laver en udskæring af kun den side. Dette skal sikre, at LED'en kan skinne igennem. Tag nu den anden strimmel papir og markér en kurve som vist på billedet for at skære ud. Wrap den anden ende rundt om de tre sider af lysposten, der ikke har udskæringen, og klem toppen over åbningen, så den dækker åbningen helt. De folder, du står tilbage med, skal være som dem, der er markeret på billedet.

Lim det hele ned, og nør med det, indtil du kan lide det! Gentag så mange gange, som du har brug for.

Trin 2: Miljømodel: Sammensætning af kredsløbet

Selve kredsløbet er ret ligetil, men pas på med at rigge ledningerne korrekt. Efter at have forbundet alt til brødbrættet og arduinoen, skæres to huller ud i projektets bund. Kør LED -ledningerne gennem det ene hul, og OLED- og ultralydssensoren gennem det andet.

Til LED'en skal du skære så mange firkantede slots ud, som du har brug for, og stikke LED'erne igennem dem. Fastgør den med tape, og slip belysningstopperne over den. Vi besluttede at skjule ultralydssensoren med en popsicle -base, men vær velkommen til at blive kreativ! Bare sørg for at placere den helt i starten af gangbroen, uden at nogen genstande blokerer den. For OLED -skærmen skal du placere den et sted, hvor den let kan ses. Vi placerede det i bunden af projektet. IR -modtageren og fotoresistoren blev placeret ved vinduerne, vi skar ud af huset.

Trin 3: Miljømodel: Fejlfinding og kode

Når du er færdig med den elektriske build, skal du uploade koden, der er vedhæftet, og køre den. Forhåbentlig vil det fungere, men hvis det ikke gør det, skal du fejlfinde! Når alt fungerer, skal du fortsætte med at skære de dyvler, du har, i 3 cm. stykker, og lim det til bundens fire kanter. Dette er et sidste træk, så sørg for at alt er afsluttet, før du gør det.

Tillykke! Du er færdig med de tekniske aspekter af denne build! Nu skal du bare jazz det efter din smag. Vi håbede du kunne lide denne mini model:)

Trin 4: Endelig model: Oprettelse af kredsløbet

Trin 5: Endelig model: Upload af kode til kredsløbet

Efter installation af.zip -filen fra linket ovenfor til google -drev, skulle du kunne finde kodningsmappen. I den har du koden til både miljøopbygningen såvel som den faktiske enhed.

Åbn den, du vil uploade, og tryk derefter på upload -knappen på Arduino IDE. Sørg for, at kablerne er placeret korrekt, og du skal kunne køre programmet med succes.

Hele koden er kommenteret, så tag et kig rundt om, hvordan det hele fungerer sammen. Du kan også se et diagram over, hvordan OLED -skærmen blev kodet til at bruge et nummertilstandssystem til at vise den tekst, du ser.

LED -lysstyringen bruger if -udsagn til at ændre lysstyrken på LED'en afhængigt af den situation, den er i.

Trin 6: Endelig model: Hjælp til fejlfinding

Du kan støde på mange problemer, mens du bygger enhver Arduino -struktur. Hvis du støder på problemer, er det mere end sandsynligt, at det er et elektrisk problem, da det er her, mange af vores egne fejl opstod. Vi vil liste en række almindelige problemer, som vi er stødt på for at hjælpe dig se dem hurtigt.

• Data læses ikke:

  Dobbelttjek, at alle stifterne er placeret korrekt fra den ene nål til den anden på både brødbrættet og Arduino Mega

• Koden uploades ikke:

  Hvis du har en travl port eller bare en uploadfejl, har der oftest været en kortslutning. Det betyder, at en af dine jord (GND) eller spændinger (VCC) ikke var korrekt placeret, hvilket forårsagede en kortslutning, der forstyrrer uploadprocessen

• Kode uploads, men gør ikke noget:

  I koden er det første, det kontrollerer, om SD -kortet er registreret eller ej, så hvis det ikke opdages, vil programmet ikke engang afslutte opsætningen. I dette tilfælde skal du kontrollere, at alle SD -kortstifterne er placeret korrekt, og at strømstifterne også er korrekte

Hvis du stadig ikke kan få det til at fungere, skal du trække Serial Monitor op på Arduino IDE og skifte BAUD -hastigheden til at svare til det, der står i koden. Derfra kan du tilføje nogle Serial.println (data); linjer for at kontrollere, hvor programmet stopper, eller om det modtager værdier fra sensorerne.

Trin 7: Endelig model: 3D Print.stl -filer

Sørg for at niveauere din seng. Disse er meget lange 3D -udskrifter, og vi ville hade, at de muligvis skulle gå galt hvor som helst. Det meste af det behøver heller ikke understøttelser. Jeg printede det ud i 0,28 for højere hastigheder, men 0,16 og alt derimellem er også helt fint, hvis du vil have flere detaljer. Disse udskrifter for mig tog omkring 20 timer, og jeg havde sat dem til 250% på min Ender-3.

Trin 8: Endelig model: Monter kredsløb til interiøret

Vi brugte bare den klæbrige bagside af brødbrættet og monterede det direkte på bagsiden af kabinettet. Det vil være en meget vanskelig pasform indeni, vi anbefaler stærkt, at du bruger brugerdefinerede kabler, da det gør det lettere, men i vores tilfælde kan du se, at det var lidt for stramt. I bunden skal du også sætte strømforsyningsmodulet i med batteriet i kabinettet. I dette billede havde vi taget det ud, så det ville være lettere at se indholdet i sagen. Hvis du ikke bruger brugerdefinerede kabler, bruger lynlåse eller hårbånd til at vikle kablerne, er det et meget kedeligt job, men det får indersiden til at se meget bedre og mere rummelig ud for dig at arbejde i.

Trin 9: Endelig model: Close Up Light Fixture

Vi lukkede det midlertidigt op med lidt tape, men vi anbefaler stærkt at bruge varm lim eller et magnetarmatur. Grunden til vores brug af tape var incased vi havde brug for at foretage enhver elektrisk fejlfinding. Dette skete for os, men ved at bruge denne metode kunne vi hurtigt rette løsningen. Vi anbefaler ikke båndet til det endelige projekt, men før du er helt sikker, skal du ikke gøre sidepanelet permanent påsat, ellers bliver fejlfinding utrolig vanskelig.

Trin 10: Endelig model: Fix halvmånen, og vedhæft den

Vi borede mellemstore huller på siderne af huset og halvmånen for ledninger at gå igennem. Derudover borede vi huller i halvmåneformen til lysdioderne. Vi borede 9 huller, men brugte kun 4 af disse huller, fordi LED'erne var lyse nok sammen. Derudover varmlimede vi halvmånen på æsken og fastgjorde den der. Vores halvmåne har 5 store huller, som vi brugte, 4 til LED'er og et til fastgørelse til bundkortet. Når din ledning er færdig, skal du sørge for at fastgøre den på den øverste bugt til halvmånen.

Trin 11: Endelig model: Test den og indsaml data

Dette er en graf over to fotoresistorer i løbet af natten. Den blå linje er fotoresistoren, der ikke har noget forbundet. Det er en bar modstand. Men den røde linje er lavere, og det er fordi det er en fotoresistor med snapkredsløb, og den har en sort cylinder til kun at pege i en retning. Det ville give os mere præcise aflæsninger og fjerne lyset fra enhver anden retning. For at gøre dette selv kan du tage sd -kortet og åbne Excel -arket. Vælg derfra tidspunktet og eventuelle andre kolonner, du gerne vil have. Det er meget let at tegne og ændre, hvad du gerne vil se fra det. Efterhånden som lysforurening bliver bedre, kan vi se mørkere nætter og lavere værdier!

Trin 12: Konklusion og anerkendelser

Og … det var det fra Team Sailor Moon!

Vi håber, at du var i stand til at udføre det, du ledte til, og forhåbentlig kunne du lide det nok til at overveje at implementere vores prototype i dit eget hus;)

Men vi kunne ikke have været her helt alene- vi vil gerne give kredit, hvor kredit skyldes.

Først og fremmest til vores vidunderlige mentor, Jesus, der var der hvert trin på vejen- vi er så taknemmelige over for dig og for alt det, du har gjort for os i forbindelse med oprettelsen af dette fantastiske program.

Vi vil også gerne takke Ken, Geza, Kelly, Chris og Cynthia for alle de gange, de kom ind på møderne og arbejdede sammen med os, hvilket gav os tiltrængt feedback, som hjalp os med at forbedre eller baggrundsviden om de emner, vi arbejdede med.

Tak til Elenco for at forsyne alle deltagerne i workshoppen med snapkredsløbssæt- de kom meget praktisk under opførelsen af vores projekt.

Og til donorerne, der gjorde dette program muligt, takker vi for jeres støtte i denne workshop. Uden dig havde intet af dette været i stand til at ske.

Til sidst, tak til Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette og Leilani, vores meddeltagere, tak for al jeres støtte og for at skabe et så indbydende miljø. Vi elskede at lære dig at kende i løbet af de sidste tre uger, og lad os holde kontakten!

-Team Sailor Moon

PS. Vi har tilføjet en udvidet version af videoen ovenfor, hvor vi deler flere af vores problemer, som vi har været igennem for at oprette dette projekt. Vi håber du nyder vores vandreture!