Smart Walkway Lighting System- Team Sailor Moon: 12 Βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Γεια! Πρόκειται για τους Grace Rhee, Srijesh Konakanchi και Juan Landi, και μαζί είμαστε Team Sailor Moon! Σήμερα θα σας φέρουμε ένα έργο DIY δύο μερών που μπορείτε να εφαρμόσετε στο σπίτι σας. Το τελευταίο μας έξυπνο σύστημα φωτισμού διαδρόμου περιλαμβάνει έναν υπερηχητικό αισθητήρα, PIR Motion Sensor, Light to Frequency Converter, οθόνη OLED, SD Card Read/Writer, IR Remote/Receiver, Humidity and Temperature Sensor, και ένα Photoresistor, τρία από τα οποία μπορούν να δοκιμαστούν σε το περιβαλλοντικό μας μοντέλο.

Αυτό το σύστημα φωτισμού διαδρόμου είναι ένα πρωτότυπο που έχει σχεδιαστεί για να ελαχιστοποιεί τη φωτορύπανση μέσω δημιουργικών μεθόδων θωράκισης (σε σχήμα ημισελήνου, προς τιμήν του ονόματος της ομάδας μας), να συγκεντρώνει πολλούς διαφορετικούς τύπους δεδομένων και να τα καταγράφει και να είναι αισθητικά ευχάριστο στον θεατή Το Σας ευχόμαστε καλή τύχη σε αυτό το έργο και καλή διασκέδαση!

Αγάπη, Ομάδα Sailor Moon

Προμήθειες

• Για το περιβαλλοντικό μοντέλο:

  • Πολλαπλές σανίδες αφρού
  • Χαρτί κατασκευής
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Τόνοι καλωδίων
  • OLED οθόνη
  • Αισθητήρας υπερήχων
  • Δέκτης IR/τηλεχειριστήριο
  • Φωτοαντίσταση
  • Breadboard
  • Μαχαίρι ακριβείας
  • Κυβερνήτης
  • Popsicle Sticks
  • Ράβδοι πείρου

• Για το τελικό μοντέλο:

  • Arduino Mega 2560
  • Τρισδιάστατος εκτυπωτής
  • Υπολογιστής/Φορητός υπολογιστής
  • Ταινία διπλής όψης
  • Πυροβόλο θερμό κόλλα
  • SD Card Reader/Writer
  • OLED οθόνη
  • Μισό Breadboard και Mini Breadboard
  • Ένα ζευγάρι κίτρινα LED
  • Αρσενικά x θηλυκά σύρματα και αρσενικά x αρσενικά καλώδια
  • Απογυμνωτές καλωδίων και προσαρμοσμένα καλώδια (δεν είναι απαραίτητα)

  • Αισθητήρες:

    • PIR
    • Υπέρυθρο τηλεχειριστήριο και δέκτης
    • Αισθητήρας υπερήχων
    • Φωτοαντίσταση
    • Μετατροπέας φωτός σε συχνότητα
    • Αισθητήρας υγρασίας/θερμοκρασίας

Βεβαιωθείτε ότι έχετε κατεβάσει το αρχείο.zip σε αυτόν τον σύνδεσμο:

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

Βήμα 1: Προαιρετικό πλάγιο έργο: Περιβαλλοντικό μοντέλο

Τώρα, ας υποθέσουμε ότι θέλετε να δοκιμάσετε τις δυνατότητες του συστήματος φωτισμού των πεζοδρομίων μας, αλλά θέλετε να μάθετε σε τι ασχολείστε πριν μπείτε σε αυτό. Λοιπόν, μια εύκολη επιλογή είναι να φτιάξουμε το περιβαλλοντικό μας μοντέλο, το οποίο εμφανίζει μερικά επιλεγμένα χαρακτηριστικά του πρωτοτύπου μας, για να δείξουμε πώς μπορεί να λειτουργούν τα φώτα στον πραγματικό κόσμο.

Για να ξεκινήσετε, ανατρέξτε στη λίστα προμηθειών στην εισαγωγή μας και εκθέστε τα υλικά έτσι ώστε όλα να είναι εύκολα προσβάσιμα.

Σπίτι:

Κόψτε τις σανίδες αφρού σε δύο τετράγωνα 17 x 17 cm και δύο ακόμη του ίδιου ακριβώς μεγέθους, εκτός από ένα τρίγωνο στην κορυφή για να δημιουργήσετε ένα σχήμα σπιτιού. Ζεστή κόλλα όλα αυτά μαζί. Αυτό θα δημιουργήσει το πρότυπο σπίτι για να στεγάσει όλα τα ηλεκτρονικά σας και θα τα κρατήσει μακριά από το βλέμμα. Κόψτε ένα τετράγωνο στην πλευρά ενός από τα τετράγωνα για να περάσει το καλώδιο Arduino.

Τώρα, κόψτε δύο σανίδες αφρού σε ορθογώνια 51 x 44 εκ. Αυτά θα αποτελέσουν τη βάση του έργου σας. Τοποθετήστε το σπίτι έτσι ώστε να απέχει 17 εκατοστά από τη μικρότερη πλευρά και δημιουργήστε έναν διάδρομο που οδηγεί στην πόρτα. Αυτό θα σας βοηθήσει να προσομοιώσετε κάποιον που θα ανέβει αργότερα στο σπίτι αργότερα. Μην κολλάτε ακόμα το σπίτι.

Πεζοδρόμιο και φώτα:

Κόψτε ένα διάδρομο μήκους 17 εκατοστών από χαρτί κατασκευής και κολλήστε το, ξεκινώντας από τη μικρότερη άκρη (44 εκατοστά). Αυτό θα σας βοηθήσει να τοποθετήσετε τα πάντα.

Για τα φώτα, κόψτε δύο λωρίδες χαρτιού από μια λωρίδα πάχους 2,5 εκατοστών (ή ίντσας). Πρέπει να έχουν μήκος 3 cm και 2 cm (πάχος 1,25 και 0,75 ίντσες).

Πάρτε το μακρύτερο και χωρίστε το στα πέμπτα (0,25 ίντσες το καθένα) όπως φαίνεται στην εικόνα. Διπλώστε κατά μήκος αυτών των γραμμών και κολλήστε την επικάλυψη. Θα πρέπει τώρα να μοιάζει με ορθογώνιο πρίσμα, όπως απεικονίζεται στην επόμενη εικόνα.

Μόλις στεγνώσει η κόλλα, σημειώστε ένα σημείο 0,25 ιντσών από την κορυφή και κάντε μια τομή μόνο από αυτήν την πλευρά. Αυτό θα πρέπει να διασφαλίσει ότι η λυχνία LED μπορεί να λάμψει. Τώρα, πάρτε τη δεύτερη λωρίδα χαρτιού και σημειώστε μια καμπύλη όπως φαίνεται στην εικόνα για να την κόψετε. Τυλίξτε το άλλο άκρο γύρω από τις τρεις πλευρές του φωτιστικού σώματος που δεν έχουν το κόψιμο και σκουπίστε το πάνω μέρος του ανοίγματος, εξασφαλίζοντας ότι καλύπτει πλήρως το άνοιγμα. Οι τσακίσεις που σας μένουν πρέπει να είναι σαν αυτές που επισημαίνονται στην εικόνα.

Κολλήστε το όλο αυτό και σκουπίστε το μέχρι να σας αρέσει! Επαναλάβετε όσες φορές χρειάζεστε.

Βήμα 2: Περιβαλλοντικό μοντέλο: Τοποθέτηση του κυκλώματος

Το ίδιο το κύκλωμα είναι μάλλον απλό, αλλά να είστε προσεκτικοί σχετικά με τη σωστή τοποθέτηση των καλωδίων. Αφού συνδέσετε τα πάντα με το breadboard και το arduino, κόψτε δύο τρύπες στη βάση του έργου. Περάστε τα καλώδια LED από τη μία τρύπα και τον αισθητήρα OLED και υπερήχων από την άλλη.

Για τη λυχνία LED, κόψτε όσες τετράγωνες υποδοχές χρειάζεστε και περάστε τις λυχνίες LED μέσα από αυτές. Ασφαλίστε το με ταινία και περάστε τις κορυφές φωτισμού από πάνω. Αποφασίσαμε να αποκρύψουμε τον υπερηχητικό αισθητήρα με βάση popsicle, αλλά μη διστάσετε να γίνετε δημιουργικοί! Απλά φροντίστε να το τοποθετήσετε στην αρχή του πεζόδρομου, χωρίς αντικείμενα να το μπλοκάρουν. Για την οθόνη OLED, τοποθετήστε την κάπου όπου μπορείτε εύκολα να την δείτε. Το τοποθετήσαμε στη βάση του έργου. Ο δέκτης IR και η φωτοαντίσταση τοποθετήθηκαν από τα παράθυρα που κόψαμε από το σπίτι.

Βήμα 3: Περιβαλλοντικό μοντέλο: Αντιμετώπιση προβλημάτων και κώδικας

Αφού τελειώσετε με την ηλεκτρική κατασκευή, ανεβάστε τον κωδικό που επισυνάπτεται και εκτελέστε τον. Ας ελπίσουμε ότι θα λειτουργήσει, αλλά αν όχι, αντιμετωπίστε τα προβλήματα! Μόλις όλα λειτουργούν, προχωρήστε στο κόψιμο των ράβδων πείρου που έχετε σε 3 εκατοστά. κομμάτια, και κολλήστε το στις τέσσερις άκρες της βάσης. Αυτή είναι μια τελευταία κίνηση, οπότε βεβαιωθείτε ότι όλα έχουν οριστικοποιηθεί προτού το κάνετε.

Συγχαρητήρια! Ολοκληρώσατε τις τεχνικές πτυχές αυτής της κατασκευής! Τώρα το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να το κάνετε τζαζ σύμφωνα με τις προτιμήσεις σας. Ελπίζουμε να απολαύσατε αυτό το μίνι μοντέλο:)

Βήμα 4: Τελικό μοντέλο: Δημιουργία κυκλώματος

Βήμα 5: Τελικό μοντέλο: Μεταφόρτωση κωδικού στο κύκλωμα

Αφού εγκαταστήσετε το αρχείο.zip από τον παραπάνω σύνδεσμο του google drive, θα πρέπει να μπορείτε να βρείτε τον φάκελο κωδικοποίησης. Σε αυτό, έχετε τον κωδικό τόσο για την περιβαλλοντική κατασκευή όσο και για την πραγματική μονάδα.

Ανοίξτε αυτό που θέλετε να ανεβάσετε και, στη συνέχεια, απλώς πατήστε το κουμπί μεταφόρτωσης στο Arduino IDE. Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια έχουν τοποθετηθεί σωστά και θα πρέπει να μπορείτε να εκτελέσετε το πρόγραμμα με επιτυχία.

Όλος ο κώδικας σχολιάζεται, οπότε μη διστάσετε να ρίξετε μια ματιά γύρω από το πώς λειτουργεί όλα μαζί. Μπορείτε επίσης να δείτε ένα διάγραμμα σχετικά με τον τρόπο κωδικοποίησης της οθόνης OLED ώστε να χρησιμοποιεί σύστημα κατάστασης αριθμών για την εμφάνιση του κειμένου που βλέπετε.

Ο έλεγχος των φώτων LED χρησιμοποιεί τις δηλώσεις αν για να αλλάξει τη φωτεινότητα του LED ανάλογα με την κατάσταση στην οποία βρίσκεται.

Βήμα 6: Τελικό μοντέλο: Βοήθεια αντιμετώπισης προβλημάτων

Μπορείτε να αντιμετωπίσετε πολλά ζητήματα κατά τη δημιουργία οποιασδήποτε δομής Arduino. Εάν αντιμετωπίσετε οποιοδήποτε πρόβλημα, είναι πολύ πιθανό να πρόκειται για ηλεκτρικό πρόβλημα, καθώς εκεί εμφανίστηκαν πολλά δικά μας σφάλματα. Θα παραθέσουμε μια σειρά από κοινά ζητήματα που αντιμετωπίσαμε για να σας βοηθήσουμε εντοπίστε τα γρήγορα.

• Τα δεδομένα δεν διαβάζονται:

  Ελέγξτε ξανά ότι όλες οι καρφίτσες έχουν τοποθετηθεί σωστά από τη μία καρφίτσα στην άλλη τόσο στο breadboard όσο και στο Arduino Mega

• Ο κωδικός δεν ανεβαίνει:

  Εάν έχετε μια θύρα πολυσύχναστη ή απλώς ένα σφάλμα μεταφόρτωσης, τις περισσότερες φορές υπάρχει ένα βραχυκύκλωμα. Αυτό σημαίνει ότι ένας από τους ακροδέκτες γείωσης (GND) ή τάσης (VCC) δεν ήταν σωστά τοποθετημένος, προκαλώντας βραχυκύκλωμα που παρεμβαίνει στη διαδικασία μεταφόρτωσης

• Μεταφορτώσεις κώδικα, αλλά δεν κάνει τίποτα:

  Στον κώδικα, το πρώτο πράγμα που ελέγχει είναι αν ανιχνεύεται ή όχι η κάρτα SD, οπότε αν δεν εντοπιστεί, τότε το πρόγραμμα δεν θα βγει καν από τη ρύθμιση. Σε αυτήν την περίπτωση, βεβαιωθείτε ότι όλοι οι ακροδέκτες της κάρτας SD έχουν τοποθετηθεί σωστά και ότι οι ακίδες τροφοδοσίας είναι επίσης σωστές

Εάν εξακολουθείτε να μην μπορείτε να το ενεργοποιήσετε, τραβήξτε το Serial Monitor στο Arduino IDE και αλλάξτε το ποσοστό BAUD για να αντιστοιχεί σε αυτό που λέει στον κώδικα. Από εκεί, μπορείτε να προσθέσετε κάποια Serial.println (δεδομένα). γραμμές για να ελέγξετε πού σταματά το πρόγραμμα ή αν λαμβάνει ή όχι τιμές από τους αισθητήρες.

Βήμα 7: Τελικό μοντέλο: Αρχεία.stl 3D εκτύπωσης

Φροντίστε να ισοπεδώσετε το κρεβάτι σας. Αυτές είναι πολύ μακριές τρισδιάστατες εκτυπώσεις και δεν θα μπορούσαμε να κάνουν λάθος οπουδήποτε. Τα περισσότερα δεν χρειάζονται ούτε υποστήριξη. Το εκτύπωσα σε 0,28 για υψηλότερες ταχύτητες, αλλά 0,16 και οτιδήποτε ενδιάμεσο είναι επίσης τέλεια αν θέλετε περισσότερες λεπτομέρειες. Αυτές οι εκτυπώσεις για μένα χρειάστηκαν περίπου 20 ώρες και τις είχα ρυθμίσει στο 250% στο Ender-3.

Βήμα 8: Τελικό μοντέλο: Τοποθετήστε το κύκλωμα στο εσωτερικό

Μόλις χρησιμοποιήσαμε το κολλητό πίσω μέρος του breadboard και το τοποθετήσαμε απευθείας στο πίσω μέρος του περιβλήματος. Θα είναι μια πολύ δύσκολη εφαρμογή στο εσωτερικό, σας συνιστούμε ανεπιφύλακτα να χρησιμοποιήσετε προσαρμοσμένη καλωδίωση καθώς το διευκολύνει, αλλά στην περίπτωσή μας, μπορείτε να δείτε ότι ήταν λίγο πολύ σφιχτό. Επίσης, στο κάτω μέρος, τοποθετήστε τη μονάδα τροφοδοσίας με την μπαταρία μέσα στο περίβλημα. Σε αυτήν την εικόνα, το είχαμε βγάλει, οπότε θα ήταν ευκολότερο να δείτε τα περιεχόμενα μέσα στη θήκη. Επιπλέον, εάν δεν χρησιμοποιείτε προσαρμοσμένη καλωδίωση, χρησιμοποιείτε φερμουάρ ή δεσίματα μαλλιών για να τυλίξετε τα καλώδια, είναι μια πολύ κουραστική δουλειά, αλλά θα κάνει τα εσωτερικά να φαίνονται πολύ καλύτερα και πιο ευρύχωρα για να εργαστείτε.

Βήμα 9: Τελικό μοντέλο: Close Up Light Fixture

Το κλείσαμε προσωρινά με κάποια ταινία, αλλά συνιστούμε ανεπιφύλακτα να χρησιμοποιήσετε ζεστή κόλλα ή μαγνήτη. Ο λόγος της χρήσης της ταινίας ήταν ότι χρειαζόμασταν για να κάνουμε οποιαδήποτε ηλεκτρική αντιμετώπιση προβλημάτων. Αυτό συνέβη για εμάς, αλλά χρησιμοποιώντας αυτήν τη μέθοδο, μπορέσαμε γρήγορα να διορθώσουμε τη λύση. Δεν προτείνουμε την κασέτα για το τελικό έργο, αλλά μέχρι να είστε απόλυτα σίγουροι, μην τοποθετείτε μόνιμα το πλαϊνό πλαίσιο, διαφορετικά η αντιμετώπιση προβλημάτων γίνεται απίστευτα δύσκολη.

Βήμα 10: Τελικό μοντέλο: Διορθώστε το Ημισέληνο και επισυνάψτε το

Τρυπήσαμε μεσαίου μεγέθους τρύπες στις πλευρές του περιβλήματος και της ημισελήνου για να περάσουν καλώδια. Επιπλέον, ανοίξαμε τρύπες σε σχήμα ημισελήνου για τα LED. Ανοίξαμε 9 τρύπες, αλλά χρησιμοποιήσαμε μόνο 4 από αυτές τις οπές επειδή τα LED ήταν αρκετά φωτεινά μαζί. Επιπλέον, κολλήσαμε ζεστά το μισοφέγγαρο στο κουτί και το τοποθετήσαμε εκεί. Το μισοφέγγαρό μας έχει 5 μεγάλες τρύπες που χρησιμοποιήσαμε, 4 για LED και μία για στερέωση στην κεντρική πλακέτα. Μόλις ολοκληρωθεί η καλωδίωσή σας, φροντίστε να το στερεώσετε στο επάνω μέρος της οροφής για το μισοφέγγαρο.

Βήμα 11: Τελικό μοντέλο: Δοκιμάστε το και συγκεντρώστε δεδομένα

Αυτό είναι ένα γράφημα δύο φωτοαντιστάσεων κατά τη διάρκεια της νύχτας. Η μπλε γραμμή είναι η φωτοαντίσταση που δεν έχει τίποτα συνδεδεμένο. Είναι μια γυμνή αντίσταση. Αλλά η κόκκινη γραμμή είναι χαμηλότερη και αυτό συμβαίνει επειδή είναι μια φωτοαντίσταση κυκλωμάτων και έχει έναν μαύρο κύλινδρο να δείχνει μόνο προς μία κατεύθυνση. Αυτό θα μας έδινε ακριβέστερες αναγνώσεις και θα έβγαζε το φως από οποιαδήποτε άλλη κατεύθυνση. Για να το κάνετε μόνοι σας, μπορείτε να πάρετε την κάρτα sd και να ανοίξετε το φύλλο excel. Από εκεί, επιλέξτε την ώρα και οποιαδήποτε άλλη στήλη που θέλετε. Είναι πολύ εύκολο να γράψετε και να αλλάξετε αυτό που θα θέλατε να δείτε από αυτό. Ας ελπίσουμε ότι καθώς η φωτορύπανση βελτιώνεται, μπορούμε να δούμε πιο σκοτεινές νύχτες και χαμηλότερες τιμές!

Βήμα 12: Συμπέρασμα και Ευχαριστίες

Και… αυτό ήταν από την Team Sailor Moon!

Ελπίζουμε ότι καταφέρατε να ολοκληρώσετε αυτό που θέλατε να κάνετε και ελπίζουμε να σας άρεσε αρκετά για να σκεφτείτε να εφαρμόσετε το πρωτότυπό μας στο σπίτι σας;)

Αλλά δεν θα μπορούσαμε να έχουμε φτάσει εδώ μόνοι μας- θα θέλαμε να δώσουμε πίστωση εκεί που οφείλεται η πίστωση.

Πρώτα απ 'όλα, στον υπέροχο μέντορά μας, τον Ιησού, που ήταν εκεί σε κάθε βήμα- είμαστε τόσο ευγνώμονες σε εσάς και για όλα όσα κάνατε για εμάς στη δημιουργία αυτού του καταπληκτικού προγράμματος.

Θα θέλαμε επίσης να ευχαριστήσουμε τον Ken, τον Geza, τον Kelly, τον Chris και τη Cynthia για όλες τις φορές που εμφανίστηκαν στις συναντήσεις και συνεργάστηκαν μαζί μας, δίνοντάς μας την απαραίτητη ανατροφοδότηση που μας βοήθησε να βελτιωθούμε ή γνώσεις σχετικά με τα θέματα που δουλεύαμε με.

Ευχαριστούμε την Elenco για την προμήθεια όλων των συμμετεχόντων στο εργαστήριο με σετ κυκλώματος- ήταν πολύ χρήσιμα κατά την κατασκευή του έργου μας.

Και στους δωρητές που έκαναν εφικτό αυτό το πρόγραμμα, σας ευχαριστούμε για την υποστήριξή σας σε αυτό το εργαστήριο. Χωρίς εσάς, τίποτα από όλα αυτά δεν θα μπορούσε να συμβεί.

Τέλος, στους Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette και Leilani, τους συμφοιτητές μας, σας ευχαριστούμε για όλη την υποστήριξή σας και για τη δημιουργία ενός τόσο φιλόξενου περιβάλλοντος. Μας άρεσε να σας γνωρίσουμε τις τελευταίες τρεις εβδομάδες και ας μείνουμε σε επαφή!

-Team Sailor Moon

ΥΣΤΕΡΟΓΡΑΦΟ. Προσθέσαμε μια εκτεταμένη έκδοση του παραπάνω βίντεο, όπου μοιραζόμαστε περισσότερα προβλήματα που έχουμε περάσει για να δημιουργήσουμε αυτό το έργο. Ελπίζουμε να απολαύσετε τις βόλτες μας!