Älykäs kävelytien valaistusjärjestelmä- Team Sailor Moon: 12 askelta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Hei! Tässä ovat Grace Rhee, Srijesh Konakanchi ja Juan Landi, ja yhdessä olemme Team Sailor Moon! Tänään tuomme sinulle kaksiosaisen DIY -projektin, jonka voit toteuttaa suoraan omassa kodissasi. Viimeinen älykäs kävelytievalaistusjärjestelmämme sisältää ultraäänianturin, PIR -liiketunnistimen, valon ja taajuuden muuntimen, OLED -näytön, SD -kortin luku-/kirjoituslaitteen, infrapunakaukosäätimen/-vastaanottimen, kosteus- ja lämpötila -anturin sekä valovastuksen, joista kolme voidaan testata ympäristömallimme.

Tämä kävelytien valaistusjärjestelmä on prototyyppi, joka on suunniteltu minimoimaan valosaastuminen luovilla suojausmenetelmillä (puolikuun muodossa, tiimimme nimen kunniaksi), keräämään monenlaisia tietoja ja tallentamaan ne ja olemaan esteettisesti miellyttävä katsojalle. Toivotamme sinulle onnea tähän projektiin ja hauskaa!

Rakkaus, Joukkue Sailor Moon

Tarvikkeet

• Ympäristömalli:

  • Useita vaahtolevyjä
  • Rakennuspaperi
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Tonnia johtoja
  • OLED -näyttö
  • Ultraäänianturi
  • IR -vastaanotin/kaukosäädin
  • Valovastus
  • Leipälauta
  • Exacto veitsi
  • Viivotin
  • Popsicle Sticks
  • Tapitangot

• Lopullinen malli:

  • Arduino Mega 2560
  • 3D tulostin
  • Tietokone/kannettava tietokone
  • Kaksipuolinen teippi
  • Kuuma liimapistooli
  • SD -kortinlukija/-kirjoitin
  • OLED -näyttö
  • Puoli- ja mini -leipälauta
  • Pari keltaista LEDiä
  • Uros x naarasjohdot ja uros x urosjohdot
  • Langanpoistimet ja mukautetut johdot (ei välttämätön)

  • Anturit:

    • PIR
    • Infrapunakaukosäädin ja vastaanotin
    • Ultraääni -anturi
    • Valovastus
    • Valon ja taajuuden muunnin
    • Kosteus-/lämpötila -anturi

Muista ladata.zip -tiedosto tästä linkistä:

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

Vaihe 1: Valinnainen sivuprojekti: Ympäristömalli

Oletetaan nyt, että haluat testata kävelytievalaistusjärjestelmämme ominaisuuksia, mutta haluat tietää, mihin olet ryhtymässä, ennen kuin pääset siihen. Helppo vaihtoehto on tehdä ympäristömallimme, joka näyttää muutamia prototyyppimme ominaisuuksia, jotta voidaan esitellä, kuinka valot voivat toimia todellisessa maailmassa.

Aloita viittaamalla tarjonta luetteloon johdannossamme ja aseta materiaalit siten, että kaikki ovat helposti saatavilla.

Talo:

Leikkaa vaahtolevyt kahteen 17 x 17 cm: n neliöön ja kahteen muuhun täsmälleen samankokoiseen neliöön, paitsi että yläosassa on kolmio talon muodon luomiseksi. Kuuma liima nämä kaikki yhteen. Tämä luo mallitalon koko elektroniikkasi säilyttämiseksi ja pitää ne poissa näkyvistä. Leikkaa neliö yhden ruudun sivusta, jotta Arduino -kaapeli pääsee läpi.

Leikkaa nyt kaksi vaahtolevyä 51 x 44 cm: n suorakulmioiksi. Nämä muodostavat projektisi perustan. Sijoita talo niin, että se on 17 cm päässä lyhyemmästä sivusta, ja luo kävelytie, joka johtaa ovelle. Tämän pitäisi auttaa sinua simuloimaan jonkun kävelemistä taloon myöhemmin. Älä liimaa taloa vielä.

Kävelytie ja valot:

Leikkaa rakennuspaperista 17 cm pitkä kävelytie ja liimaa se alas alkaen lyhyemmästä reunasta (44 cm). Tämän pitäisi auttaa sinua sijoittamaan kaikki.

Leikkaa valot leikkaamalla kaksi paperinauhaa 2,5 cm: n (tai tuuman) paksuisesta nauhasta. Niiden tulee olla 3 cm ja 2 cm pitkiä (1,25 ja 0,75 tuumaa paksuja).

Ota pidempi ja jaa se viidenneksiksi (0,25 tuumaa) kuvan osoittamalla tavalla. Taita näitä viivoja pitkin ja liimaa päällekkäisyys. Sen pitäisi nyt näyttää suorakulmaiselta prismalta, kuten seuraavassa kuvassa näkyy.

Kun liima on kuivunut, merkitse 0,25 tuuman piste ylhäältä ja leikkaa vain se puoli. Tämän pitäisi varmistaa, että LED voi loistaa läpi. Ota nyt toinen paperinauha ja merkitse käyrä leikattavaksi kuvan osoittamalla tavalla. Kääri toinen pää valopylvään kolmen sivun ympärille, joissa ei ole aukkoa, ja purista yläosa aukon päälle varmistaen, että se peittää aukon kokonaan. Jäljellä olevien ryppyjen tulee olla samoja kuin kuvassa.

Liimaa tämä kaikki alas ja hiero sitä, kunnes pidät siitä! Toista niin monta kertaa kuin tarvitset.

Vaihe 2: Ympäristömalli: Piirin kokoaminen

Piiri itsessään on melko suoraviivainen, mutta ole varovainen, kun johdot kiinnitetään oikein. Kun olet liittänyt kaiken leipälautaan ja arduinoon, leikkaa kaksi reikää projektin pohjaan. Vedä LED -johdot yhden reiän läpi ja OLED- ja ultraäänianturi toisen läpi.

Leikkaa LEDille niin monta neliöuraa kuin tarvitset ja työnnä LEDit niiden läpi. Kiinnitä se teipillä ja liu'uta valaisimen yläosat sen päälle. Päätimme piilottaa ultraäänianturin popsicle -pohjalla, mutta voit olla luova! Varmista vain, että sijoitat sen kävelytien alkuun ilman mitään esteitä. Sijoita OLED -näyttö johonkin paikkaan, josta se on helposti nähtävissä. Sijoitimme sen projektin pohjalle. IR -vastaanotin ja valoresistori sijoitettiin ikkunoihin, jotka leikkasimme talosta.

Vaihe 3: Ympäristömalli: Vianetsintä ja koodi

Kun olet saanut sähkörakennuksen valmiiksi, lataa liitteenä oleva koodi ja suorita se. Toivottavasti se toimii, mutta jos ei, vianetsintä! Kun kaikki on kunnossa, leikkaa omat tapit 3 cm: iin. kappaletta ja liimaa se pohjan neljään reunaan. Tämä on viimeinen liike, joten varmista, että kaikki on valmis ennen kuin teet niin.

Onnittelut! Olet saanut tämän rakenteen tekniset näkökohdat valmiiksi! Nyt sinun tarvitsee vain jazzata sitä mieleiseksesi. Toivomme, että pidit tästä mini -mallista:)

Vaihe 4: Lopullinen malli: Piirin luominen

Vaihe 5: Lopullinen malli: Koodin lataaminen piiriin

Kun olet asentanut.zip -tiedoston yllä olevasta Google -asemalinkistä, sinun pitäisi pystyä löytämään koodauskansio. Siinä on sekä ympäristörakenteen että varsinaisen yksikön koodi.

Avaa ladattava tiedosto ja paina Arduino IDE: n latauspainiketta. Varmista, että kaapelit on asetettu oikein, ja sinun pitäisi pystyä suorittamaan ohjelma onnistuneesti.

Kaikki koodi on kommentoitu, joten voit vapaasti katsoa ympärillesi, miten kaikki toimii yhdessä. Voit myös nähdä kaavion siitä, miten OLED -näyttö koodattiin käyttämään numerotilan järjestelmää näytettävän tekstin näyttämiseksi.

LED -valojen ohjaus käyttää if -lausekkeita muuttaakseen LED -valon kirkkautta sen mukaan, missä tilanteessa se on.

Vaihe 6: Lopullinen malli: Vianetsintäohje

Voit kohdata monia ongelmia, kun rakennat mitä tahansa Arduino -rakennetta. Jos törmäät ongelmiin, on todennäköistä, että kyseessä on sähköongelma, koska siellä tuli paljon omia virheitämme. Luettelemme useita yhteisiä ongelmia, joita olemme kohdanneet auttaaksemme sinua huomaa ne nopeasti.

• Tietoja ei lueta:

  Tarkista vielä kerran, että kaikki nastat on asetettu oikein yhdestä tapista toiseen sekä leipälaudalla että Arduino Megassa

• Koodi ei lataudu:

  Jos sinulla on kiireinen portti tai vain lähetysvirhe, useimmiten on tapahtunut oikosulku. Tämä tarkoittaa sitä, että yksi maadoitus (GND) tai jännite (VCC) nastoista ei ole asetettu oikein, mikä aiheuttaa oikosulun, joka häiritsee lataamista

• Koodi lataa, mutta ei tee mitään:

  Koodissa se tarkistaa ensin, onko SD -kortti havaittu vai ei, joten jos sitä ei havaita, ohjelma ei edes poistu asennuksesta. Tarkista tässä tapauksessa, että kaikki SD -kortin nastat on asetettu oikein ja että myös nastat ovat oikein

Jos et edelleenkään pysty saamaan sitä toimimaan, vedä Arduino IDE -laitteen sarjamonitori ylös ja vaihda BAUD -nopeus vastaamaan koodin sanomaa. Sieltä voit lisätä Serial.println (data); rivejä, joilla voit tarkistaa, missä ohjelma pysähtyy tai vastaanottaako se arvoja antureilta.

Vaihe 7: Lopullinen malli: 3D -tulostus.stl -tiedostot

Varmista, että sänkysi on vaakasuorassa. Nämä ovat erittäin pitkiä 3D -tulosteita, ja emme haluaisi, että ne menevät pieleen missä tahansa. Suurin osa ei myöskään tarvitse tukea. Tulostin sen 0,28 nopeammin, mutta 0,16 ja kaikki siltä väliltä ovat myös täysin kunnossa, jos haluat lisätietoja. Nämä tulosteet kesti noin 20 tuntia, ja olin asettanut ne 250% Ender-3-laitteelleni.

Vaihe 8: Lopullinen malli: Kiinnitä piiri sisätilaan

Käytimme juuri leipälevyn takaosaa ja asensimme sen suoraan kotelon takaosaan. Se on erittäin vaikea sovittaa sisälle, suosittelemme käyttämään mukautettua kaapelointia, koska se helpottaa sitä, mutta meidän tapauksessamme näet, että se oli hieman liian tiukka. Laita myös pohjaan virtalähdemoduuli, jossa on akku kotelossa. Tässä kuvassa olimme poistaneet sen, jotta kotelon sisältö olisi helpompi tarkastella. Lisäksi jos et käytä mukautettuja kaapelointeja, käytä vetoketjuja tai hiusnauhoja käärimään kaapelit, se on erittäin työlästä työtä, mutta tekee sisäpuolelta paljon paremman ja tilavamman työskennellä.

Vaihe 9: Lopullinen malli: Lähikuva -valaisin

Suljimme sen väliaikaisesti teipillä, mutta suosittelemme lämpimän liiman tai magneettikiinnityksen käyttöä. Syy siihen, miksi teippiämme käytettiin, joutui tekemään kaikki vianmääritykset. Näin tapahtui meille, mutta käyttämällä tätä menetelmää pystyimme nopeasti korjaamaan ratkaisun. Emme suosittele teippiä lopulliseen projektiin, mutta ennen kuin olet täysin varma, älä tee sivupaneelista pysyvää kiinnitystä, tai muuten vianetsintä muuttuu uskomattoman vaikeaksi.

Vaihe 10: Lopullinen malli: Kiinnitä puolikuu ja kiinnitä se

Porasimme keskikokoisia reikiä kotelon ja puolikuun sivuille johtojen läpivientiin. Lisäksi porasimme reikiä puolikuun muotoon LED -valoja varten. Porasimme 9 reikää, mutta käytimme vain 4 reikää, koska LEDit olivat riittävän kirkkaita yhdessä. Lisäksi liimasimme puolikuun kuumaksi laatikkoon ja kiinnitimme sen sinne. Puolikuussamme on 5 suurta reikää, joita käytimme, 4 LED -valoja varten ja yksi emolevyyn kiinnittämistä varten. Kun johdotus on valmis, varmista, että kiinnität sen puolikuun yläpäähän.

Vaihe 11: Lopullinen malli: Testaa ja kerää tietoja

Tämä on kaavio kahdesta valovastuksesta yön aikana. Sininen viiva on valovastus, johon ei ole kytketty mitään. Se on paljas vastus. Mutta punainen viiva on alempi, ja tämä johtuu siitä, että se on snappiirien valovastus ja siinä on musta sylinteri, joka osoittaa vain yhteen suuntaan. Se antaisi meille tarkempia lukemia ja poistaisi valon mistä tahansa muusta suunnasta. Voit tehdä tämän itse ottamalla SD -kortin ja avaamalla Excel -arkin. Valitse sieltä aika ja muut haluamasi sarakkeet. Se on erittäin helppo piirtää ja muuttaa mitä haluat nähdä siitä. Toivottavasti valon pilaantumisen parantuessa voimme nähdä pimeitä öitä ja alempia arvoja!

Vaihe 12: Päätelmät ja kiitokset

Ja… se oli Team Sailor Moonilta!

Toivomme, että pystyit toteuttamaan sen, mitä halusit tehdä, ja toivottavasti pidit siitä tarpeeksi, jotta voisit harkita prototyypin käyttöönottoa omassa kodissasi;)

Mutta emme olisi päässeet tänne yksin- haluaisimme antaa luottoa siellä, missä luotto on maksettava.

Ensinnäkin upealle mentorillemme Jeesukselle, joka oli siellä joka askeleella- olemme niin kiitollisia teille ja kaikesta, mitä olette tehneet hyväksemme tämän hämmästyttävän ohjelman luomiseksi.

Haluamme myös kiittää Keniä, Gezaa, Kellyä, Chrisiä ja Cynthiaa kaikista ajoista, jolloin he tulivat kokouksiin ja työskentelivät kanssamme, antaen meille paljon tarvittavaa palautetta, joka auttoi meitä parantamaan, tai taustatietoa työskentelemistämme aiheista kanssa.

Kiitokset Elencolle, joka toimitti kaikille työpajaan osallistujille pikapiirisarjoja- ne olivat erittäin hyödyllisiä projektimme rakentamisen aikana.

Ja lahjoittajille, jotka mahdollistivat tämän ohjelman mahdollistamisen, kiitämme tuestanne tässä työpajassa. Ilman teitä mikään näistä ei olisi voinut tapahtua.

Lopuksi, osallistujille Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette ja Leilani, kiitos kaikesta tuestanne ja tällaisen kutsuvan ympäristön luomisesta. Rakastimme tutustua sinuun viimeisten kolmen viikon aikana, ja pidämme yhteyttä!

-Joukkueen merimies Moon

PS. Olemme lisänneet yllä olevasta videosta laajennetun version, jossa kerromme lisää ongelmista, jotka olemme käyneet läpi tämän projektin luomiseksi. Toivomme, että nautit riemuistamme!