EqualAir: Bærbar NeoPixel -skærm udløst af luftforureningssensor: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Målet med projektet er at lave en bærbar t-shirt, der viser en stemningsfuld grafik, når luftforurening er over en fastsat tærskel. Grafikken er inspireret af det klassiske spil "brick breakers", idet bilen er som en padle, der spytter udstødningen (som er som bolde), der "rammer" stykker af lungen og nedbryder dem. Når luftforurening er over en tærskel (f.eks. Når man går i biler), begynder de ellers uskadelige hvide t-shirts at afspille displayet. Dette projekt blev bygget af Jordan, Mary, Nick og Odessa til en klasse kaldet The Art and Science of Making.

Trin 1: Saml dine materialer

Skærm:

• 6 * Adafruit NeoPixel Digital RGBW LED Strip - Hvid PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (ifølge Adafruit -webstedet kræver brug af mere end et par strimler NeoPixel en Arduino Mega)
• 1 * 9 volt batteri
• 1 * bærbar oplader

Sensing:

1 * Adafruit MiCS5524 sensor (dette var den luftforureningssensor, vi brugte, fordi den er billig. Ulempen er, at den registrerer flere gasser og ikke skelner mellem dem)

Andet:

2 * hvid t-shirt (vi foreslår at købe for store t-shirts, fordi 1) der skal være plads til hardware og 2) du skal skære lidt ekstra stof af for at lave en lomme til skjul hardware)

Værktøjer:

• Jumpere
• Protoboard
• Kondensator
• Modstand
• Trådskærer
• Loddemaskine
• Symateriale og/eller stoflim

Trin 2: Samling af NeoPixel -gitteret

For at samle NeoPixel-gitteret skal de originale NeoPixel-strimler skæres og loddes igen afhængigt af de ønskede ristdimensioner. Til dette design byggede vi et 47x16 gitter af NeoPixels:

1. Skær strimlerne på 1 meter (144 NeoPixel) i 47 trin i NeoPixel, og pas på at give plads til at lodde i kanterne af strimlerne (der er små metalkabler, der er synlige på NeoPixels bund). Sørg for at skære, så hele loddepuden er udsat (fordi de allerede er så små til at begynde med). Grunden til at strimlerne er 47 pixels i stedet for (144/3 = 48) pixels lange er, at du mister mindst en fra at klippe dem, fordi NeoPixels er så tæt på hinanden.
2. Læg forsigtigt søjlerne ud ved siden af hinanden (brug eventuelt elektrisk tape til at holde dem på plads), og sørg for, at dimensionerne er som ønsket (47x16). Læg kolonnerne i et S-mønster.
3. NeoPixels har afledninger til spænding, indgang og jord, der skal tilsluttes deres modstykker i den næste strimmel. Ved hjælp af flerstrenget ledning skal du forbinde søjlernes ledninger sammen i et S-mønster, og vær omhyggelig med at forbinde de korrekte elektroder.
4. Lad ledningerne være i enderne af gitteret (der skal være 2 ender - en hvor du begyndte, og en hvor du sluttede S -mønsteret), og tilføj eventuelt trådforlængere for nemheds skyld. Du kan også eventuelt tape af eller på anden måde sikre ledningerne i slutningen. Også varm lim over forbindelserne for at sikre dem.
5. Sørg for, at dit nymonterede gitter er sikkert ved at tilføje et par lag mere elektrisk tape eller andet klæbemiddel på bagsiden.

Nu skal du have et arbejdsgitter, som du kan teste. Under NeoPixel Matrix -biblioteket kan du bruge matrixtest -prøvekoden til at se, om nettet fungerer som forventet. Hvis det gør det, skal det ligne billedet ovenfor (ignorer Arduino Uno foran, det var til at teste noget andet)

Trin 3: Tilføjelse af sensoren

Et centralt aspekt af dette projekt er sensoren, en Adafruit MiCS5524, som kan detektere varierende gasser i luften og signalere deres intensitet gennem analog indgang.

1. Sørg for det første for, at de tre ledninger til sensoren - spænding, indgang og jord - er korrekt forbundet (brug eventuelt passende farvet ledning til dette).
2. Tilslut spændingen til 5V-udgangen på Arduino-kortet, og tilslut jorden til jorden på kortet.
3. Tilslut derefter udgangen til A0 (eller den analoge pin efter eget valg) på Arduino -kortet. Dette er alt, hvad der er nødvendigt for at forbinde sensoren til Arduino.
4. Brug eventuelt den serielle skærm til at kontrollere, at aflæsninger rapporteres af sensoren (målingerne skal svæve omkring et tal og ændre sig, når sensoren er placeret i nærheden af en kilde til kulilte eller andre dampe).

Online er der instruktioner til at kalibrere denne sensor især, så den er følsom over for ændringer i miljøet. Det, vi gjorde, var at lade sensoren stå i et par timer for at afgøre, hvad et "almindeligt" aflæsningsområde var for rummet, det var i. Derefter brugte vi en vatrondel, der var gennemblødt i gnidningsalkohol, for at teste "udløsning" af displayet. sensoraflæsning ville stige over en indstillet tærskel for at starte en loop af grafikken.

Trin 4: Fejlfinding af koden

Vedlagt er koden. Bemærk, at der er mange overskrifter inkluderet øverst. For at downloade de nødvendige overskrifter skal du i Arduino IDE klikke på skitse, inkludere bibliotek og derefter administrere biblioteker. Inden du kan uploade den vedhæftede fil, skal du downloade følgende biblioteker:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Adafruit GFX bibliotek

Når du har downloadet disse biblioteker, i Arduino IDE, under fil, eksempler, finder du eksempelkode, der kan ændres til at teste, mens du går. For eksempel var strandtest og matrixtest meget nyttige til test af NeoPixel -gitteret. Online er det også let at finde prøvetests til luftforureningssensoren.

Inden du kan uploade filen og se arbejdsgitteret, er her nogle linjer med kode, der kan ændres:

#definer PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Stiften 6 skal skiftes til det pinkode, som NeoPixel -gitteret er knyttet til Arduino med

Stiften AO skal skiftes til det pinkode, som sensoren er knyttet til Arduino med

#define STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Adafruit_NeoMatrix matrix = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_K;)

Tallet 300 definerer, hvor mange pixels af lungen, der nedbrydes for at tælle som en cyklus i displayet. At øge antallet ville gøre cyklussen længere (f.eks. Er flere af lungerne nedbrudt) og omvendt.

Tallet 8 definerer antallet af "bolde" (udstødning), der kommer ud af bilen

Hvis du nu fulgte instruktionerne for at konstruere gitteret nøjagtigt, skulle konfigurationen af NeoMatrix fungere. Det er dog bare godt at bemærke, at hvad denne opsætning siger er, at 0, 0-koordinaten er øverst til venstre, vi forbinder søjler med strimler, og strimlerne er forbundet i en S-formation. Så hvis dit gitter ser perfekt ud, medmindre det er spejlet eller 90 grader slukket, er det sandsynligt, at du har konfigureret gitteret anderledes og bør ændre koden her. Ved afslutningen af dette trin skulle du have noget, der ligner videoen, vi udløser t-shirten med en vatrondel gennemblødt i gnidningssprit, grafikken afspiller en loop og kan ikke genaktiveres, før løkken er komplet.

Trin 5: Sammensætning af T-shirten

Yay! Nu hvor du har displayet, sensoren og koden til at fungere, er det tid til at sætte alt sammen. I sidste ende har vi al hardware fastgjort til den indre skjorte, og derefter skjuler den ydre skjorte ovenpå alt. T-shirtsne var for store, så vi skar en strimmel af bunden. Dette gav os det stof, vi havde brug for til at sy en lomme til at skjule hardwaren.

Indvendig skjorte:

1. Begynd med først at placere strimler af elektrisk tape på bagsiden af NeoPixel -gitteret bare for at sikre det (du ved, at du har det godt, hvis du kan bære nettet rundt i et stykke)
2. Stof lim NeoPixel-gitteret på den indre t-shirt. Sørg for, at gitteret er centreret og over, hvor lungerne faktisk er.
3. Lad limen tørre efter behov, sørg for at limen ikke siver ind på bagsiden af trøjen og lim trøjen lukket. Når gitteret er tændt, skal du se, hvor langt væk Arduino, batteri osv. Kan placeres. For os havde vi loddet jumpertrådene sådan, at vores elektroniske komponenter ville være på bagsiden af trøjen.
4. Sy strimlen stof til en lille lomme til de elektroniske komponenter. Du kan sy nogle komponenter i lommen (f.eks. Arduino) for at gøre den mere sikker.
5. Klip en lille slids for sensoren at kigge ud af, for os var dette i midten af kraven på bagsiden af trøjen.

Ydre skjorte: Grunden til den ydre skjorte er, fordi den ser bedre ud med en ydre skjorte. Den ydre skjorte skjuler elektronikken og diffunderer lyset fra NeoPixels.

1. Placer forsigtigt den ydre skjorte over den indre skjorte
2. Stof lim eller sy den inderste skjorte til den ydre skjorte, så gitteret ser undervist ud, når det lyser op (i billedet er de sorte streger, hvor stoflimet er)

Trin 6: Fejlfinding

Tillykke! Du har nu en bærbar t-shirt, der lyser op baseret på luftforureningsniveauer. Hvis ikke, har du sandsynligvis ramt en snag (vi rammer mange), så her er nogle forslag til fejlfinding:

• Loddepuderne på NeoPixel -strimlerne er vanvittigt små, så det er svært at få netforbindelserne sikre. Vi brugte blylodder, multi-streng elektrisk ledning og varmlimede forbindelserne.
• Som et resultat af, at NeoPixel var så tæt på strimlen, mistede vi mindst 1 pixel, hver gang vi klipte tråden. Brug af saks var bedre end at bruge en exacto kniv, bare skræl plastharpiksen tilbage og skær.
• Hvis NeoPixel -skærmen viser en mærkelig farve (f.eks. En fade til rød, en hvilken som helst rød nuance i stedet for hvid), er det sandsynligvis fordi nettet ikke får nok strøm. For at uploade kode havde vi alt taget ud af stikket, uploadede koden, derefter koblede computeren fra, tilsluttede batteriet til Arduino og slutteligt sluttede den bærbare adapter til netværket.
• Hvis NeoPixel -displayet viser helt tilfældige farver med tilfældige intervaller, skal du sørge for, at grundene er almindelige.
• Når du bruger stoflim, skal du sørge for ikke at bruge for meget, så det siver igennem og limer t-shirten. Vi lagde en træplanke mellem to stofstykker, der ellers ville røre.

Vi håber, at du nød dette instruerbare! Det næste trin er at tilslutte nettet til et bærbart batteri og tage det til et spin ude på gaderne, hvor luftforurening fra biler og andre forurenende stoffer vil udløse displayet.