Система освещения Smart Walkway - Team Sailor Moon: 12 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Привет! Это Грейс Ри, Сриджеш Конаканчи и Хуан Ланди, и вместе мы команда Сэйлор Мун! Сегодня мы представим вам проект DIY, состоящий из двух частей, который вы можете реализовать прямо у себя дома. Наша последняя интеллектуальная система освещения пешеходной дорожки включает в себя ультразвуковой датчик, датчик движения PIR, преобразователь света в частоту, OLED-экран, устройство чтения / записи SD-карты, ИК-пульт дистанционного управления / приемник, датчик влажности и температуры и фоторезистор, три из которых можно протестировать в наша экологическая модель.

Эта система освещения пешеходных дорожек является прототипом, разработанным для минимизации светового загрязнения с помощью творческих методов экранирования (в форме полумесяца, в честь названия нашей команды), сбора и записи множества различных типов данных, а также эстетического удовольствия для зрителя.. Мы желаем вам удачи в этом проекте и удачи!

Любовь, Команда Сейлор Мун

Запасы

• Для модели окружающей среды:

  • Множественные пенопласты
  • Чертеж
  • Ардуино Мега 2560 R3
  • Тонны проводов
  • OLED-экран
  • Ультразвуковой датчик
  • ИК-приемник / пульт
  • Фоторезистор
  • Макетная плата
  • Exacto нож
  • Правитель
  • Эскимо
  • Дюбели

• Для окончательной модели:

  • Ардуино Мега 2560
  • 3д принтер
  • Компьютер / Ноутбук
  • Двухсторонний скотч
  • Пистолет для горячего клея
  • Устройство чтения / записи SD-карт
  • OLED-экран
  • Половина макета и мини макетная плата
  • Пара желтых светодиодов
  • Мужской x женский провода и мужской x мужской провода
  • Инструмент для зачистки проводов и нестандартные провода (не обязательно)

  • Датчики:

    • PIR
    • Инфракрасный пульт и приемник
    • Ультразвуковой датчик
    • Фоторезистор
    • Преобразователь света в частоту
    • Датчик влажности / температуры

Обязательно загрузите файл.zip по этой ссылке:

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

Шаг 1: Дополнительный побочный проект: Модель окружающей среды

Теперь предположим, что вы хотите протестировать возможности нашей системы освещения пешеходных дорожек, но вы хотите знать, во что вы ввязываетесь, прежде чем вы в нее войдете. Что ж, простой вариант - создать нашу модель окружающей среды, которая отображает несколько избранных функций нашего прототипа, чтобы продемонстрировать, как огни могут функционировать в реальном мире.

Для начала ознакомьтесь со списком материалов во введении и разместите материалы так, чтобы все они были легко доступны.

Дом:

Разрежьте пенопласт на два квадрата 17 x 17 см и еще два таких же размера, за исключением треугольника наверху, чтобы создать форму домика. Склейте все это горячим способом. Это создаст модельный дом, в котором будет размещена вся ваша электроника, и держать их вне поля зрения. Вырежьте квадрат на стороне одного из квадратов, чтобы пропустить кабель Arduino.

Теперь разрежьте две доски из пенопласта на прямоугольники размером 51 х 44 см. Они станут основой вашего проекта. Расположите дом так, чтобы он находился на расстоянии 17 см от более короткой стороны, и создайте проход, ведущий к двери. Это должно помочь вам смоделировать кого-то, кто позже подходит к дому. Домик пока не приклеивайте.

Дорожка и огни:

Вырежьте из плотной бумаги дорожку длиной 17 см и приклейте ее, начиная с более короткого края (44 см). Это должно помочь вам все расположить.

Для фонарей вырежьте две полоски бумаги из полосы толщиной 2,5 см (или дюйма). Они должны быть 3 см и 2 см в длину (1,25 и 0,75 дюйма в толщину).

Возьмите более длинный и разделите его на пятые части (по 0,25 дюйма каждая), как показано на рисунке. Сложите по этим линиям и приклейте внахлест. Теперь он должен выглядеть как прямоугольная призма, как показано на следующем рисунке.

Как только клей высохнет, отметьте пятно на расстоянии 0,25 дюйма от верха и сделайте вырез только на этой стороне. Это должно гарантировать, что светодиод будет светить. Теперь возьмите вторую полоску бумаги и нарисуйте изгиб, как показано на рисунке, чтобы вырезать. Оберните другой конец вокруг трех сторон светового столба, на которых нет выреза, и прижмите верхнюю часть к отверстию, убедившись, что он полностью закрывает отверстие. Складки, которые у вас останутся, должны быть такими, как отмечены на картинке.

Склейте все это и возитесь с этим, пока вам не понравится! Повторите столько раз, сколько вам нужно.

Шаг 2: Модель окружающей среды: собираем схему

Сама схема довольно проста, но будьте осторожны при правильной установке проводов. После подключения всего к макету и ардуино вырежьте два отверстия в основании проекта. Пропустите провода светодиодов через одно отверстие, а OLED и ультразвуковой датчик - через другое.

Для светодиода вырежьте столько квадратных прорезей, сколько вам нужно, и проткните светодиоды через них. Закрепите его скотчем и наденьте на него осветительные приборы. Мы решили скрыть ультразвуковой датчик основанием для мороженого, но не стесняйтесь проявлять творческий подход! Просто убедитесь, что вы разместили его в самом начале дорожки, без каких-либо предметов, которые могли бы его заблокировать. Расположите OLED-экран так, чтобы он был хорошо виден. Мы положили его в основу проекта. ИК-приемник и фоторезистор располагались у вырезанных нами окон в доме.

Шаг 3. Модель окружающей среды: устранение неполадок и код

После того, как вы закончите электрическую сборку, загрузите прикрепленный код и запустите его. Надеюсь, это сработает, но если это не так, устраните неполадки! Когда все заработает, разрежьте имеющиеся у вас дюбели на 3 см. кусочков и приклейте к четырем краям основы. Это последний шаг, поэтому убедитесь, что все готово, прежде чем делать это.

Поздравляю! Вы закончили технические аспекты этой сборки! Теперь все, что вам нужно сделать, это подстроить его по своему вкусу. Надеемся, вам понравилась эта мини-модель:)

Шаг 4: Окончательная модель: создание схемы

Шаг 5: Окончательная модель: загрузка кода в схему

После установки файла.zip по указанной выше ссылке на Диск Google вы сможете найти папку для кодирования. В нем у вас есть код как для сборки среды, так и для самого устройства.

Откройте тот, который вы хотите загрузить, затем просто нажмите кнопку загрузки в Arduino IDE. Убедитесь, что кабели подключены правильно, и вы сможете успешно запустить программу.

Весь код прокомментирован, так что не стесняйтесь взглянуть, как все это работает вместе. Вы также можете увидеть схему того, как OLED-экран был закодирован для использования системы числовых состояний для отображения текста, который вы видите.

Элемент управления светодиодными индикаторами использует операторы if для изменения яркости светодиода в зависимости от ситуации, в которой он находится.

Шаг 6: Окончательная модель: Помощь по устранению неполадок

Вы можете столкнуться с множеством проблем при построении любой структуры Arduino. Если вы столкнетесь с какими-либо проблемами, скорее всего, это будет проблема с электрикой, так как именно здесь возникло множество наших собственных ошибок. Мы перечислим ряд распространенных проблем, с которыми мы столкнулись, чтобы помочь вам быстро их обнаружить.

• Данные не читаются:

  Дважды проверьте, что все контакты правильно расположены от одного контакта к другому как на макетной плате, так и на Arduino Mega

• Код не загружается:

  Если у вас занят порт или просто произошла ошибка загрузки, то чаще всего произошло короткое замыкание. Это означает, что один из ваших контактов заземления (GND) или напряжения (VCC) не был правильно размещен, что привело к короткому замыканию, которое мешает процессу загрузки

• Код загружается, но ничего не делает:

  В коде первое, что он проверяет, - обнаружена ли SD-карта, поэтому, если она не обнаружена, программа даже не выйдет из установки. В этом случае убедитесь, что все контакты SD-карты правильно расположены, а контакты питания также правильны

Если вы все еще не можете заставить это работать, откройте Serial Monitor в Arduino IDE и переключите скорость передачи данных в BAUD в соответствии с тем, что указано в коде. Оттуда вы можете добавить несколько Serial.println (данные); линии, чтобы проверить, где программа останавливается и получает ли она значения от датчиков.

Шаг 7: Окончательная модель: 3D-печать файлов.stl

Убедитесь, что ваша кровать выровнена. Это очень длинные 3D-отпечатки, и мы бы очень не хотели, чтобы они где-то пошли не так, как надо. Большинству из них также не нужны опоры. Я распечатал его в 0,28 для более высоких скоростей, но 0,16 и все, что между ними, также отлично подойдут, если вам нужно больше деталей. На эти отпечатки у меня ушло около 20 часов, и я выставил их на 250% на моем Ender-3.

Шаг 8: Окончательная модель: прикрепите схему к внутренней части

Мы просто использовали липкую заднюю часть макета и прикрепили ее непосредственно к задней части корпуса. Внутри будет очень сложно поместиться, мы настоятельно рекомендуем вам использовать нестандартные кабели, поскольку они упрощают работу, но в нашем случае вы можете видеть, что они были слишком тугими. Также внизу вставьте модуль питания с батареей в корпус. На этом изображении мы вынули его, чтобы было легче просматривать содержимое ящика. Кроме того, если вы не используете нестандартную разводку кабелей, используйте стяжки или резинки для волос, чтобы обернуть кабели, это очень утомительная работа, но она заставит вас выглядеть изнутри намного лучше и просторнее, чтобы вы могли работать.

Шаг 9: Окончательная модель: крупный план осветительной арматуры

Мы временно заклеили его скотчем, но настоятельно рекомендуем использовать горячий клей или магнитное приспособление. Причина, по которой мы использовали ленту, заключалась в том, что нам нужно было устранить любые электрические неисправности. Это действительно произошло с нами, но, используя этот метод, мы быстро смогли исправить решение. Мы не рекомендуем ленту для окончательного проекта, но, пока вы не будете полностью уверены, не закрепляйте боковую панель постоянно, иначе поиск и устранение неисправностей станет невероятно трудным.

Шаг 10: Окончательная модель: закрепите полумесяц и прикрепите его

Мы просверлили отверстия среднего размера по бокам корпуса и в полумесяце для прохождения проводов. Дополнительно мы просверлили отверстия в форме полумесяца для светодиодов. Мы просверлили 9 отверстий, но использовали только 4 из них, потому что светодиоды вместе были достаточно яркими. Кроме того, мы приклеили полумесяц на коробку горячим способом и прикрепили его туда. У нашего полумесяца есть 5 основных отверстий, которые мы использовали: 4 для светодиодов и одно для крепления к материнской плате. Как только ваша проводка будет завершена, обязательно закрепите ее на верхнем своде полумесяца.

Шаг 11: Окончательная модель: протестируйте и соберите данные

Это график двух фоторезисторов в течение ночи. Синяя линия - фоторезистор, к которому ничего не подключено. Это голый резистор. Но красная линия ниже, и это потому, что это фоторезистор с защелкивающейся схемой, и у него есть черный цилиндр, указывающий только в одном направлении. Это даст нам более точные показания и уберет свет с любого другого направления. Для этого вы можете взять SD-карту и открыть лист Excel. Оттуда выберите время и любой другой столбец, который вы хотите. Очень легко построить график и изменить то, что вы хотели бы видеть на нем. Надеюсь, по мере улучшения светового загрязнения мы сможем увидеть более темные ночи и более низкие значения!

Шаг 12: Заключение и благодарности

И… это было от Команды Сейлор Мун!

Мы надеемся, что вы смогли выполнить то, что искали, и надеемся, что вам это понравилось достаточно, чтобы подумать о внедрении нашего прототипа в вашем собственном доме;)

Но мы не могли попасть сюда в одиночку - мы хотели бы отдать должное там, где это необходимо.

Прежде всего, нашему замечательному наставнику Иисусу, который был рядом с нами на каждом этапе пути - мы очень благодарны вам и за все, что вы сделали для нас в создании этой удивительной программы.

Мы также хотели бы поблагодарить Кена, Гезу, Келли, Криса и Синтию за все время, когда они появлялись на собраниях и работали с нами, давая нам столь необходимые отзывы, которые помогли нам улучшить, или фоновые знания по темам, над которыми мы работали. с участием.

Спасибо компании Elenco за то, что она предоставила всем участникам семинара комплекты схем защелкивания - они очень пригодились во время строительства нашего проекта.

И донорам, которые сделали эту программу возможной, мы благодарим вас за вашу поддержку на этом семинаре. Без вас ничего бы этого не произошло.

Наконец, Эмили, Ааника, Аника, Снеха, Мэри, Джессика, Меган, Лиссетт и Лейлани, наши товарищи по участию, благодарим вас за всю вашу поддержку и за создание такой гостеприимной атмосферы. Нам понравилось узнавать вас поближе за последние три недели, и давайте оставаться на связи!

-Команда Сейлор Мун

PS. Мы добавили расширенную версию видео выше, в которой рассказываем о других проблемах, которые мы пережили при создании этого проекта. Надеемся, вам понравятся наши прогулки!