EqualAir: Ilmansaasteanturin käynnistämä puettava NeoPixel -näyttö: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Hankkeen tavoitteena on tehdä puettava t-paita, joka näyttää mielikuvitukselliselta grafiikalta, kun ilmansaasteet ylittävät asetetun kynnyksen. Grafiikka on saanut inspiraationsa klassisesta "tiilimurtajat" -pelistä siinä mielessä, että auto on kuin mela, joka sylkee ulos pakokaasun (jotka ovat kuin palloja), jotka "lyövät" keuhkokappaleita ja heikentävät niitä. Kun ilmansaasteet ovat kynnyksen yläpuolella (esim. Autolla kävellessä), muuten vaarattomat valkoiset t-paidat alkavat toistaa näyttöä. Tämän projektin rakensivat Jordan, Mary, Nick ja Odessa luokalle nimeltä The Art and Science of Making.

Vaihe 1: Kerää materiaalit

Näyttö:

• 6 * Adafruit NeoPixel Digital RGBW LED -nauha - valkoinen PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (Adafruit -verkkosivuston mukaan yli parin NeoPixel -nauhan käyttäminen vaatii Arduino Megan)
• 1 * 9 voltin akku
• 1 * kannettavan tietokoneen laturi

Tunnistus:

1 * Adafruit MiCS5524 -anturi (tämä oli ilmansaasteanturi, jota käytimme, koska se on halpaa. Haittapuolena on, että se tunnistaa useita kaasuja eikä tee eroa niiden välillä)

Muu:

2 * valkoinen t-paita (suosittelemme ostamaan liian suuria t-paitoja, koska 1) laitteistolle on varattava tilaa ja 2) sinun on leikattava hieman ylimääräistä kangasta, jotta voit tehdä taskun piilota laitteisto)

Työkalut:

• Puserot
• Protoboard
• Kondensaattori
• Vastus
• Lankaleikkuri
• Juotoskone
• Ompelumateriaali ja/tai kangasliima

Vaihe 2: NeoPixel -ruudukon kokoaminen

NeoPixel-ristikon kokoamiseksi alkuperäiset NeoPixel-nauhat on leikattava ja juotettava uudelleen haluttujen ristikon mittojen mukaan. Tätä suunnittelua varten rakensimme 47x16 ruudukkoa NeoPixeleitä:

1. Leikkaa 1 metrin (144 NeoPixel) nauhat 47 NeoPixel-askelin varoen, että nauhojen reunoille jää tilaa juotua (NeoPixelien pohjassa on pieniä metallilankoja). Muista leikata niin, että koko juotoslevy on paljaana (koska ne ovat aluksi jo niin pieniä). Syyt nauhoihin ovat 47 pikseliä (144/3 = 48) pikselin sijasta, koska menetät ainakin yhden leikkaamisesta, koska NeoPixelit ovat niin lähellä toisiaan.
2. Aseta pylväät varovasti vierekkäin (käytä tarvittaessa sähköteippiä pitämään ne paikallaan) ja varmista, että mitat ovat halutut (47x16). Aseta sarakkeet S-kuvion mukaan.
3. NeoPixel-laitteissa on jännite-, tulo- ja maadoitusjohdot, jotka on liitettävä vastaaviin nauhoihin seuraavassa nauhassa. Kytke pylväiden johdot yhteen monisäikeisellä johdolla S-kaavalla ja varmista, että liität oikeat johtimet.
4. Jätä johdot ruudukon päihin (pitäisi olla kaksi päätä - toinen, josta aloitit ja toinen, jossa lopetit S -kuvion), ja lisää valinnaisesti langanpidennyksiä. Voit myös valinnaisesti nauhoittaa tai muuten kiinnittää johtimet päähän. Kiinnitä liitokset myös kuumaliimalla.
5. Varmista, että juuri koottu ristikko on turvallinen lisäämällä vielä muutama kerros sähköteippiä tai muuta liimaa takaosaan.

Nyt sinulla pitäisi olla toimiva ruudukko, jota voit testata. NeoPixel Matrix -kirjaston alla voit käyttää matrixtest -näytekoodia nähdäksesi, toimiiko ruudukko odotetulla tavalla. Jos näin on, sen pitäisi näyttää yllä olevasta kuvasta (sivuuta Arduino Uno edessä, se oli testattava jotain muuta)

Vaihe 3: Anturin lisääminen

Tämän projektin keskeinen osa on anturi, Adafruit MiCS5524, joka pystyy havaitsemaan vaihtelevat kaasut ilmassa ja ilmoittamaan niiden voimakkuuden analogitulon kautta.

1. Varmista ensin, että anturin kolme johdinta - jännite, lähtö ja maadoitus - on kytketty oikein (vaihtoehtoisesti käytä asianmukaisen väristä johtoa avuksi tässä).
2. Liitä jännitesyöttö Arduino-kortin 5 V: n ulostuloon ja kytke maa kortin maahan.
3. Kytke sitten lähtö Arduino -kortin A0 -liittimeen (tai valitsemasi analogiseen nastaan). Tämä on kaikki mitä tarvitaan anturin liittämiseen Arduinoon.
4. Vaihtoehtoisesti voit käyttää sarjamonitoria varmistaaksesi, että anturi ilmoittaa lukemat (lukemien tulisi olla yhden numeron ympärillä ja muuttua, kun anturi asetetaan hiilimonoksidilähteen tai muun savun lähelle).

Verkossa on ohjeita tämän anturin kalibroimiseksi erityisesti siten, että se on herkkä ympäristön muutoksille. Teimme sen, että jätimme anturin muutamaksi tunniksi määrittämään, mikä oli "tavallinen" lukualue alueessa, jossa se oli. Sitten testasimme näytön "laukaisua" käyttämällä alkoholipyyhkeeseen kastettua puuvillapalloa niin, että anturin lukema nousisi asetetun kynnyksen yläpuolelle aloittaakseen yhden grafiikan silmukan.

Vaihe 4: Koodin virheenkorjaus

Liitteenä on koodi. Huomaa, että yläreunassa on monia otsikoita. Jos haluat ladata vaaditut otsikot, valitse Arduino IDE: ssä luonnos, sisälly kirjasto ja hallitse sitten kirjastoja. Ennen kuin voit lähettää liitetiedoston, sinun on ladattava seuraavat kirjastot:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Adafruit GFX -kirjasto

Kun olet ladannut nämä kirjastot, löydät esimerkkejä Arduino IDE: n tiedostosta, esimerkkikoodia, jota voidaan muokata testattavaksi. Esimerkiksi strandtest ja matrixtest olivat erittäin hyödyllisiä NeoPixel -ruudukon testaamiseen. Verkossa on myös helppo löytää näytetestejä ilmansaasteanturille.

Ennen kuin voit ladata tiedoston ja nähdä työruudukon, tässä on joitain koodirivejä, joita voidaan muokata:

#määritä PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Nasta 6 on vaihdettava neulan numeroon, jonka NeoPixel -ruudukko on kiinnitetty Arduinoon

Tappi AO on vaihdettava nastan numeroon, jolla anturi on kiinnitetty Arduinoon

#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)

Numero 300 määrittää, kuinka monta keuhkopikseliä hajoaa laskemaan yhdeksi näytön sykliksi. Määrän lisääminen pidentäisi sykliä (esim. Enemmän keuhkoja hajoaa) ja päinvastoin.

Numero 8 määrittelee autosta tulevien "pallojen" (pakokaasujen) määrän

Jos nyt noudatit ohjeita rakentaaksesi ruudukon tarkasti, NeoMatrixin kokoonpanon pitäisi toimia. On kuitenkin hyvä huomata, että tämä asetus sanoo, että 0, 0-koordinaatti on vasemmassa yläkulmassa, olemme yhdistäneet nauhojen sarakkeet ja nauhat on kytketty S-muodostumiseen. Jos ruudukko näyttää täydelliseltä, paitsi että se on peilikuvana tai 90 astetta poispäin, olet todennäköisesti asettanut ruudukon eri tavalla ja sinun on muutettava koodi täällä. Tämän vaiheen loppuun mennessä sinulla pitäisi olla jotain, joka näyttää videolta. Käynnistämme t-paidan alkoholiin kastetulla puuvillapallolla, grafiikka toistaa yhden silmukan, eikä sitä voida käynnistää uudelleen ennen kuin silmukka on saattaa loppuun.

Vaihe 5: T-paidan kokoaminen

Jee! Nyt kun näyttö, anturi ja koodi toimivat, on aika koota kaikki yhteen. Lopulta kaikki laitteistot on kiinnitetty sisäpaitaan ja sitten ulompi paita peittää kaiken. T-paidat olivat liian suuria, joten leikkasimme nauhan pois pohjasta. Tämä antoi meille kankaan, jota tarvitsimme ompelemaan taskun laitteiston piilottamiseksi.

Sisäpaita:

1. Aloita asettamalla ensin sähköteipin nauhat NeoPixel -ruudukon takaosaan vain sen kiinnittämiseksi (tiedät, että olet kunnossa, jos voit kantaa ristikkoa yhtenä kappaleena)
2. Kangas liimaa NeoPixel-ristikon sisäiseen t-paitaan. Varmista, että ruudukko on keskitetty ja sen kohdalle, missä keuhkot ovat.
3. Anna liiman kuivua tarpeen mukaan, varmista, ettei liima imeydy paidan takaosaan, ja liimaa paita kiinni. Kun verkko on päällä, katso, kuinka kauas Arduino, akku jne. Voidaan sijoittaa. Meille oli juotettu hyppyjohtimet niin, että elektroniset komponentit olisivat paidan takana.
4. Ompele kangasnauha tehdäksesi pieni tasku elektronisille komponenteille. Voit ommella taskuun joitakin osia (esim. Arduino), jotta se olisi turvallisempi.
5. Leikkaa pieni rako, jotta anturi kurkistaa ulos, meille tämä oli kauluksen keskellä paidan takana.

Ulompi paita: Ulkoisen paidan syy on se, että se näyttää paremmalta ulomman paidan kanssa. Ulompi paita piilottaa elektroniikan ja hajauttaa NeoPixels -valon.

1. Aseta ulompi paita varovasti sisäpaidan päälle
2. Liimaa kangas tai ompele sisäpaita ulompaan paitaan niin, että ruudukko näyttää opetetulta sytytettynä (kuvassa kangasliima on mustissa viivoissa)

Vaihe 6: Vianetsintä

Onnittelut! Sinulla on nyt puettava t-paita, joka syttyy ilmansaasteiden perusteella. Jos ei, niin luultavasti osuit jumiin (osuimme moniin), joten tässä on joitain vianmääritysehdotuksia:

• NeoPixel -nauhojen juotospehmusteet ovat järjettömän pieniä, joten verkkoyhteyksien saaminen on vaikeaa. Käytimme lyijyjuotosta, monisäikeistä sähköjohtoa ja liimattiin liimat kuumana.
• Koska NeoPixel oli niin lähellä toisiaan nauhalla, menetimme vähintään yhden pikselin aina, kun leikkasimme säikeen. Saksien käyttö oli parempi kuin tarkan veitsen käyttö, vain irrota muovihartsi ja leikkaa.
• Jos NeoPixel -näytössä näkyy outo väri (esim. Haalistuminen punaiseksi, mikä tahansa punaisen sävy valkoisen sijaan), se johtuu todennäköisesti siitä, että ruudukko ei saa tarpeeksi virtaa. Koodin lataamista varten kaikki irrotettiin pistorasiasta, ladattiin koodi, irrotettiin tietokone, kytkettiin akku Arduinoon ja lopulta liitettiin kannettavan tietokoneen sovitin verkkoon.
• Jos NeoPixel -näyttö näyttää täysin satunnaisia värejä satunnaisin väliajoin, varmista, että syyt ovat yhteiset.
• Kun käytät kangasliimaa, varmista, ettet käytä liikaa niin, että se valuu läpi ja liimaa t-paidan kiinni. Laitoimme puulaudan kahden kangaskappaleen väliin, jotka muuten olisivat koskettavia.

Toivomme, että pidit tästä opettavaisesta! Seuraava askel on liittää verkko kannettavaan akkuun ja viedä se liikkeelle kaduille, jossa autojen ja muiden epäpuhtauksien aiheuttama ilmansaaste laukaisee näytön.