Light Pollution Solution - Artemis: 14 vaihetta

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

Valosaasteet vaikuttavat meihin kaikkiin ympäri maailmaa. Hehkulampun keksimisen jälkeen valosta on tullut paljon suositumpaa ja sitä on erityisesti käytetty suurissa kaupungeissa, kuten New Yorkissa ja Chicagossa. Kaikki tämä valo voi vaikuttaa niin monenlaisiin eläimiin; Esimerkiksi vauvakilpikonnat, joiden on löydettävä tiensä valtamerelle käyttäen kuuta opastuksena, erehtyvät vaaralliseksi katuvaloksi kuulle ja suuntaavat valtatielle. Valo vaikuttaa myös lintujen muuttoon ja niiden pariutumisajoihin. Kaikkien eläinten lisäksi, joihin valosaaste vaikuttaa, se vaikuttaa myös meihin. Aina kun kävelemme ulkona yöllä ja näemme nämä sokaisevat siniset valot, mielemme laukaisee ajatuksen, että on päivä. Siksi aivomme eivät tuota melatoniinia; kemikaalia, jota tarvitsemme nukkumaan. Koska tätä kemikaalia ei tuoteta niin paljon, uniaikataulumme heitetään pois, mikä aiheuttaa monia muita ongelmia.

Kuitenkin Light Pollution Solution -ratkaisullamme, Artemisilla, on helppo luoda parempi tulevaisuus valosaasteiden suhteen. Valollamme on lämmin värilämpötila, jotta se ei säteile sinistä valoa saadaksemme meidät ajattelemaan, että meidän pitäisi olla hereillä myöhään yöhön. Arduino Unon, useiden eri antureiden ja napsautuspiirien avulla valomme syttyy tai sammuu alueen toiminnan, pimeyden ja muun perusteella. Ratkaisumme avulla ilmakehään päästetään vähemmän valoa, joten voimme yhdessä kaikkien eläinten kanssa nauttia yötaivaan kauneudesta, joka auttaa pitämään ympäristömme autuaana.

Vaihe 1: Kerää materiaalit

Ensimmäinen vaihe Artemiksen valmistuksessa on materiaalien kerääminen.

Kuten yllä olevasta ensimmäisestä kuvasta näkyy, tässä on luettelo tarvittavista fyysisistä materiaaleista:

• Super Starter Kit Uno R3 -projekti - siinä on mikro -ohjaimesi, leipälevy ja kaikki tarvitsemasi anturit, jotta voit käyttää niitä valon koodaamiseen. Tarvitset erityisesti:

  • USB-Arduino-kaapeli (ja sovitin, jos kannettavassa tietokoneessa ei ole USB-porttia)
  • Uros-uros johdot
  • Uros-naarasjohdot
  • Erittäin pitkät johdot (katkaista tarvittaessa)
  • Hyppyjohdot (Snap Circuits -valovastuksen liittämiseksi leipälevyyn)
  • Micro SD -kortti ja lukija
  • OLED -näyttö
  • Arduino Uno -mikro -ohjain
  • PIR -anturi
  • DHT (kosteus/lämpötila) -anturi
  • 220k Om vastukset
  • Leipälauta
  • RGB -LEDit (4x) tai tavalliset LED -valot (4x)
  • Valovastus
• Snap Circuits Classic -sarja (yllä olevan käyttöoppaan mukaisesti). Tarvitset erityisesti Snap Circuits -valovastuksen.
• Sakset
• Puiset sauvat
• Exacto-veitsi
• Langanpoistaja
• Ruuvimeisseli
• Musta vaahtomuovi
• Rakennuspaperi
• Kuten toisessa kuvassa näkyy, tarvitset pöytätietokoneesi/kannettavan tietokoneesi Arduino Genuino -sovelluksen anturien koodaamiseen.
• Kuten kolmannesta kuvasta näkyy, tarvitset ystäviä tämän tekemiseen!

Vaihe 2: PIR / Valovastus - Koodi

Ensimmäinen luomasi koodi on PIR (liiketunnistin) ja valovastus. Yhdistämällä nämä kaksi anturia yhteen koodiin voimme saada valon reagoimaan sekä pimeyden tasoon että alueen toimintaan (tai sen puuttumiseen). Tässä on, mitä koodin päätoiminto tekee:

setup (): tämä toiminto aktivoi sarjamonitorin ja muodostaa LED -nastaulostulon ja PIR -nastan tuloksi

loop (): tämä toiminto suorittaa photo_value () -toiminnon ja checkPIRStatus () -toiminnon

Huomaa (): tämä toiminto kirjoittaa LED -valot pois päältä, jos liikeanturi ei ole päällä

SBhere (): tämä toiminto kirjoittaa LEDit päälle, jotta ne näkyvät kirkkaina, jos liiketunnistin on päällä

checkPIRStatus (): tämä toiminto hakee tietoja anturista ja tarkistaa, onko ilmoitettu arvo suurempi kuin 451. Jos se on ja anturi on pois päältä, se kytketään päälle ja SBhere () toimii. Jos ilmoitettu määrä on kuitenkin pieni ja anturi on päällä, anturi sammutetaan ja NBhere () toimii.

photo_value (): tämä toiminto tarkistaa, onko luku suuri, keskitaso vai pieni, ja muuttaa valon voimakkuutta vastaavasti.

Vaihe 3: PIR / valokuvavastus - sähkökaaviot

Kun koodisi on koottu, liitä leipälauta samalla tavalla kuin yllä olevassa Fritzing -kaaviossa. Kun olet valmis, varmista, että kaikki on kytketty oikein ja ettei mikään ole paikallaan. 4 tavallisen tai RGB -LEDin lisäksi tarvitset:

• PIR -anturi
• Valovastus
• Kolme uros-naarasjohtoa
• Uros-uros johdot
• 4 220 k Om vastukset

Kun koodisi on lähetetty taululle, heiluta kättäsi PIR -anturin päällä. Valojen pitäisi syttyä ja kirkastua, ja jos avaat sarjamonitorisi, sen pitäisi lukea "Liike havaittu!". Kun otat kätesi pois PIR: stä, sarjamonitorin pitäisi lukea "Liike päättynyt!", Ja LED -valon (tai RGB -LEDin, kuten kuvassa näkyy) himmenevän ja sammuvan:).

Mitä tulee valovastukseen, jos peität sen, LED -valon pitäisi kirkastua ja/tai syttyä, ja kun nostat kättäsi, LED -valon pitäisi himmentyä. Jos sytytät kaikki alueesi valot, LED -valon pitäisi olla lähellä sammumista.

Vaihe 4: OLED / DHT - koodi

Kun olet suorittanut koodin PIR-/valovastuksen segmentin, olet valmis siirtymään OLED/DHT -koodiin! Oikein toimiessaan tämän koodin pitäisi ottaa vastaan ympäristön kosteus-/lämpötilatiedot ja sen jälkeen kun nämä tiedot on näytetty sarjamonitoriin, sen pitäisi näyttää nämä tiedot sekä muiden antureiden tila OLED -näytöllä.

Kunkin koodin toiminnon tarkoitus on seuraava:

setup (): tämä toiminto aktivoi sarjamonitorin ja alustaa kirjastot

loop (): tämä toiminto luo muuttujia lämpötilalle/kosteudelle ja näyttää sitten kosteus-/lämpötilatiedot OLED -näytölle ja sarjamonitorille

Tässä on ladattavat kirjastot tämän koodin suorittamiseksi:

U8g2 -kirjasto

Huomautus: yllä oleva koodi koskee sekä DHT/OLED- että SD -kortteja, ja luetellut toiminnot ohjaavat yksinomaan DHT/OLED -antureita.

Vaihe 5: OLED / DHT - sähkökaaviot

Kun koodisi on koottu, liitä leipälauta samalla tavalla kuin yllä olevassa Fritzing -kaaviossa. Kun olet valmis, varmista, että kaikki on kytketty oikein ja ettei mikään ole paikallaan. 4 tavallisen tai RGB -LEDin lisäksi tarvitset:

• OLED -näyttö
• DHT -anturi
• Uros-uros johdot
• 4 220 k Om vastukset

Kun koodi on ladattu onnistuneesti taululle, kosteus-/lämpötilatietojen pitäisi näkyä sarjamonitorissa, ja kun OLED -näyttö näyttää Adafruit -näytön, kosteuslämpötilatietojen pitäisi näkyä ylhäällä ja kunkin anturin tila sanomalla "ON" tai "OFF" sen alapuolella:).

Vaihe 6: Kerää tietoja OLEDista

Sarjamonitorin avulla pystyimme muuntamaan kosteus-/lämpötilatiedot kuvaajaksi. Kun koodisi toimii onnistuneesti ja näet oikeat kosteus-/lämpötilatiedot sarjamittarissa, napsauta Työkalut ja sitten Sarjakuvaaja. Kun painat sitä, sinun pitäisi saada kaavio tiedoista. Voit kerätä tietoja liittämällä DHT -anturin leipälevyyn, suorittamalla lopullisen koodin ja asettamalla sitten DHT -anturin lähellä ikkunaasi tai ulkona auringonlaskusta auringonnousuun.

Celsius -lämpötilan ja ajan oikealla puolella olevassa kaaviossa lämpötila laskee vähitellen auringon laskiessa. Tiedot kerättiin auringonlaskun aikaan klo 19.00-22.00. Yö tuottaa usein alhaisempia lämpötiloja kuin päivä, koska aurinko ei enää lämmitä aluetta suoraan. Nämä mittaukset kerättiin käyttämällä DHT -anturia, joka kerää sekä lämpötila- että kosteustietoja.

Vasemmalla oleva käyrä mittaa ilmankosteuden prosenttiosuuden suhteessa aikaan. Tiedot kerättiin klo 19.00-22.00 DHT -anturin avulla. Ajan myötä kosteus alkoi nousta, mikä saattaa mahdollisesti viitata sademäärään lähitulevaisuudessa. Sateet ovat tärkeä tekijä, joka on otettava huomioon valaisimia suunniteltaessa, koska sääilmiöt, kuten sade, lumi ja sumu, voivat heikentää näkyvyyttä ja vaikuttaa valon sirontaan.

Vaihe 7: SD -kortti - koodi

Nyt kun olet onnistuneesti koodannut OLED/DHT -segmentin ja PIR/valovastuksen segmentin, olet valmis viimeiseen segmenttiin: SD -kortin koodiin. Toimimalla oikein, tämän koodin tarkoituksena on saada SD -kortti lukemaan valovastuksen tiedot ja näyttämään mahdolliset valaistuskehitykset koko päivän.

Kukin koodin toiminto tekee tämän:

setup (): tämä toiminto aktivoi sarjamonitorin ja kirjaa kaikki tiedot sarjamonitoriin

loop (): tämä toiminto määrittää ajastimen

writeHeader (): tämä toiminto tulostaa tietojen otsikot SD -korttitiedostoon

logData (): tämä toiminto kirjaa ajan, kosteuden ja lämpötilan SD -korttitiedostoon

Muita kirjastoja tarvitset:

• SD. FAT -kirjasto
• Yksinkertainen DHT -kirjasto

Vaihe 8: SD -kortti - sähkökaaviot

Kun koodisi on koottu, liitä leipälauta samalla tavalla kuin yllä olevassa Fritzing -kaaviossa. Kun olet valmis, varmista, että kaikki on kytketty oikein ja ettei mikään ole paikallaan. Tarvitset:

• SD -kortinlukija
• Valovastus
• Uros-uros johdot
• 1 220k Om -vastus

Kun koodi on ladattu onnistuneesti, jätä valovastus ikkunaasi tai vie se pihallesi. Jätä se auringonlaskuun auringonnousun läpi, ja kun tulet takaisin, ota micro SD -kortti ulos. Pyydä sitten kannettavaa tietokonettasi lukemaan tiedot SD -kortinlukijan avulla ja luo kaavio sen avulla!

Vaihe 9: Tietojen kerääminen SD -kortilta

Yllä on kuva tiedoista, jotka olemme keränneet SD -kortin valovastusarvoista. Tietojen keräämisen tarkoituksena on nähdä valaistuskehitys koko yön ajan, jotta voimme nähdä, onko olemassa jokin erittäin tunkeileva keinotekoisen valon lähde, joka häiritsee kaikkien eläinten elämää maan päällä.

Voit kerätä tietoja yhdistämällä valovastuksen leipälautaasi Fritzing -kaavion avulla ja suorittamalla lopullisen koodin, joka on zip -tiedostossa Instructable -ohjelman lopussa. Liitä micro SD -kortti lukijaan ja aseta valovastus ikkunasi viereen tai ulos auringonlaskusta auringonnousuun tietojen keräämiseksi.

Nämä tiedot keräsi valovastus, joka mittaa valon voimakkuutta. Tiedot kerättiin klo 12.00–6.45, ja ne sisältävät auringonnousun. Auringon noustessa valon voimakkuus lisääntyi, jolloin valovastuksen saamat arvot kasvoivat. Näiden tietojen perusteella voidaan määrittää, milloin keinotekoinen valaistus on tarpeen, koska valovastus määrittää ympäristön luonnonvalon voimakkuuden ja voi kertoa, milloin se on riittävän kirkas luodakseen näkyvän maiseman ilman keinotekoista valoa.

Vaihe 10: Koko koodin yhdistäminen

Kun olet koodannut koodin kolme erillistä osaa, on aika koota ne kaikki yhteen! Kun otat koodisi kolme osaa, varmista, että mikään ei ole sama kaikkien ohjelmien välillä, ja aseta ne sitten toiseen ohjelmaan. Varmista sen jälkeen, että kaikki on kiinnitetty leipälautaasi Fritzing -kaavion mukaisesti ja suorita ohjelma! Meille oli pari kertaa, kun koodi ei toiminut, kun yhdistimme kaikki komponentit, joten katso tämän ohjeen vianmääritysosaa, jos asiat eivät näytä toimivan aluksi.

Vaihe 11: Ehdotuksia/Vianmääritys

Alla on muutamia ehdotuksia ongelmista, joita sinulla saattaa esiintyä koodin parissa. Tiedämme kokemuksesta, että koodi voi joskus olla hyvin ärsyttävää ja stressaavaa, joten toivottavasti nämä vinkit auttavat sinua toistamaan * valosaasteratkaisumme *:).

Yleistä:

• Varmista, että kaikki johdot on kytketty oikeisiin nastoihin, jotka kerrotaan ohjelmassa muuttujia määriteltäessä.
• Varmista, että kaikki johdot on kytketty oikein (esimerkiksi LED -valon negatiivinen ja positiivinen puoli on ehkä vaihdettava)
• Varmista, että leipätaulullasi ei ole RGB -muistia, kun koodaat LED -valoja ja päinvastoin

Jos ohjelmoija ei vastaa:

• Käynnistä Arduino ja mikrokontrolleri uudelleen
• Irrota USB-kaapeli ja kytke se uudelleen
• Tarkista, että porttisi on Arduino Uno (siirry kohtaan Työkalut ja sitten Portti)
• Avaa uusi tyhjä tiedosto ja yritä suorittaa se ja suorittaa sitten alkuperäinen koodi

Etkö löydä ratkaisua täältä?

Yritä siirtyä osoitteeseen https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (virallinen Arduino -vianmäärityssivusto) ja etsi ongelmasi.

Vaihe 12: Mallin suunnittelu

Suunnittele ja tulosta valot zip -tiedoston kaavioiden avulla (3D -tulostinta ei kuitenkaan tarvita). Aloita mallin suunnittelu leikkaamalla pois vaahtomuovi tai juliste, jonka mitat ovat noin 56 cm x 37 cm. Johdotuksen helpottamiseksi nosta levyä liimaamalla puupalikat kuumiin kulmiin. Luo tiesi ja ruoho liimalla taululle mustaa rakennuspaperia ja leikkaa reikiä valaisimien kohdalta. Aseta ne tasan toisiinsa jakamalla levyn pituus 4: ksi ja leikkaamalla tilasta pohjaan. Määritä myös anturien (valoresistori ja PIR) ja OLED -näytön sijainti, jotta voit leikata jalustan osia johtimien johtamiseksi arduinoon. Kun kaikki reiät on leikattu, aloita johtojen syöttäminen läpi, jotta ne kulkevat mallin alle ja kiinnittyvät arduinoon. Kun kaikki on valmis, liimaa anturit ja valot paikalleen kuumalla liimalla!

Vaihe 13: Testaa kaikki yhdessä

Nyt kun suunnittelu-, sähkö- ja koodauskomponentit ovat kaikki valmiit, on aika testata työsi! Mene eteenpäin ja lataa ohjelmasi taululle, ja jos se toimii, onnittelut !! Jos ei, palaa tämän ohjeen vianmääritysosaan nähdäksesi, voitko selvittää ongelman.

Kevyet pilaantumisratkaisut, kuten Artemis, ovat välttämättömiä tuomaan yötaivaan takaisin kaikille. Ihmiset ovat vuosisatojen ajan pelänneet yötaivasta ja kokeneet valon pelastajana, vaikka monet eläimet kärsivät valon runsaudesta niiden luontotyyppien lähellä. Käyttämällä tätä Light Pollution -ratkaisua voimme ottaa askeleen kohti parempaa ympäristöä, jotta luonnolliset aikataulut eivät häiritse meitä ja kaikkia muita eläimiä maapallolla, jotta voimme kaikki elää onnellisina ja terveinä!

Vaihe 14: Kiitokset

Kiitos, että luit Instructable -ohjelman!:) Tämä projekti ei olisi ollut mahdollista ilman seuraavia ryhmiä, joten tässä on joitain ihmisiä, joita haluamme kiittää:

• Jeesus Garcia (kouluttajamme Adler ASW -ohjelmassa) opetti meitä käyttämään näitä antureita ja auttoi meitä vianetsinnässä!
• Ken, Geza, Chris, Kelly ja muu Adler Teen Programs -tiimi auttavat meitä tässä projektissa
• Vierailevat puhujat LaShelle Spencer, Carlos Roa ja Li-Wei Hung pitivät kiehtovia keskusteluja, jotka inspiroivat meitä jatkamaan luovuuttamme projektiemme kanssa
• Snap Circuits lähetti meille erittäin mielenkiintoisen paketin, joka auttoi meitä oppimaan lisää piireistä ja auttoi meitä lopullisessa projektissamme
• Adler -lahjoittajat katsomassa viimeistä esittelyämme ja antaneet meille palautetta:)

Yllä on myös zip -tiedosto, jossa on kaikki fritsointikaaviot, mallit, kirjastot ja koodi, joita käytimme tämän Light Pollution -ratkaisun tekemiseen. Suosittelemme lataamaan tämän, jos haluat tehdä tämän kotona!

Lataa koko tämän Light Pollution -ratkaisun arkisto täältä!