Smart Walkway Lighting System- Team Sailor Moon: 12 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:38

Hej! Detta är Grace Rhee, Srijesh Konakanchi och Juan Landi, och tillsammans är vi Team Sailor Moon! Idag kommer vi att ge dig ett tvådelat DIY -projekt som du kan genomföra direkt i ditt eget hem. Vårt sista smarta gångbelysningssystem inkluderar en ultraljudssensor, PIR -rörelsesensor, ljus till frekvensomvandlare, OLED -skärm, SD -kortläsare/skrivare, IR -fjärrkontroll/mottagare, fukt- och temperatursensor och en fotoresistor, varav tre kan testas i vår miljömodell.

Detta gångbelysningssystem är en prototyp som är utformad för att minimera ljusföroreningar genom kreativa avskärmningsmetoder (i form av en halvmåne, till ära för vårt lagnamn), samla många olika typer av data och spela in det och vara estetiskt tilltalande för betraktaren. Vi önskar dig lycka till med detta projekt, och ha mycket roligt!

Kärlek, Team Sailor Moon

Tillbehör

• För miljömodellen:

  • Flera skumbrädor
  • Byggpapper
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Massor av ledningar
  • OLED -skärm
  • Ultraljudssensor
  • IR -mottagare/fjärrkontroll
  • Fotoresistor
  • Bakbord
  • Exacto kniv
  • Linjal
  • Isglasspinnar
  • Spindelstänger

• För den slutliga modellen:

  • Arduino Mega 2560
  • 3d skrivare
  • Dator/bärbar dator
  • Dubbelsidig tejp
  • Lim pistol
  • SD -kortläsare/författare
  • OLED -skärm
  • Half Breadboard och Mini Breadboard
  • Ett par gula lysdioder
  • Manliga x hontrådar och manliga x hantrådar
  • Wire strippers och anpassade trådar (inte nödvändigt)

  • Sensorer:

    • PIR
    • Infraröd fjärrkontroll och mottagare
    • Ultraljudssensor
    • Fotoresistor
    • Ljus till frekvensomvandlare
    • Luftfuktighet/temperatursensor

Se till att ladda ner.zip -filen på den här länken:

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

Steg 1: Valfritt sidoprojekt: Miljömodell

Låt oss nu säga att du vill testa funktionerna i vårt gångbelysningssystem, men du vill veta vad du går in på innan du går in i det. Tja, ett enkelt alternativ är att göra vår miljömodell, som visar några utvalda funktioner i vår prototyp för att visa hur lamporna kan fungera i den verkliga världen.

För att komma igång, hänvisa till utbudslistan i vår introduktion och lägg ut materialet så att allt är lättillgängligt.

Hus:

Skär skumbrädorna i två rutor på 17 x 17 cm och två till av exakt samma storlek, förutom med en triangel överst för att skapa en husform. Varm lim alla dessa tillsammans. Detta skapar modellhuset för att rymma all din elektronik och håller dem utom synhåll. Skär en fyrkant på sidan av en av rutorna för att låta Arduino -kabeln passera igenom.

Skär nu två skumbrädor i rektanglar på 51 x 44 cm. Dessa kommer att utgöra basen för ditt projekt. Placera huset så att det är 17 cm från den kortare sidan, och skapa en gångväg som leder upp till dörren. Detta bör hjälpa dig att simulera någon som går fram till huset senare. Klistra inte fast huset ännu.

Gång och ljus:

Klipp ut en gångväg som är 17 cm lång av byggpapper och limma ner den med början från den kortare kanten (44 cm). Detta bör hjälpa dig att placera allt.

För lamporna, klipp ut två pappersremsor från en remsa som är 2,5 cm (eller en tum) tjock. De ska vara 3 cm och 2 cm långa (1,25 och 0,75 tum tjocka).

Ta den längre och dela den i femtedelar (0,25 tum vardera) som visas på bilden. Vik längs dessa linjer och lim överlappningen. Det ska nu se ut som ett rektangulärt prisma, som illustreras på nästa bild.

När limmet torkat, avmarkera en fläck 0,25 tum från toppen och gör en utskärning av endast den sidan. Detta bör säkerställa att lysdioden kan lysa igenom. Ta nu den andra pappersremsan och markera en kurva som visas på bilden för att klippa ut. Vik den andra änden runt de tre sidorna av ljusposten som inte har avstängningen och kläm toppen över öppningen, se till att den täcker öppningen helt. De veck du sitter kvar ska vara som de som markeras på bilden.

Limma ner allt detta och pilla med det tills du gillar det! Upprepa så många gånger du behöver.

Steg 2: Miljömodell: Att sätta ihop kretsen

Kretsen i sig är ganska enkel, men var försiktig med att rigga trådarna korrekt. Efter att ha anslutit allt till brödbrädan och arduino, skär ut två hål i projektets bas. Dra LED -ledningarna genom ett hål och OLED- och ultraljudssensorn genom det andra.

För LED: n, klipp ut så många fyrkantiga fack som du behöver och stick LED -lamporna genom dem. Fäst den med tejp och skjut belysningstopparna över den. Vi bestämde oss för att dölja ultraljudssensorn med en popsicle -bas, men bli gärna kreativ! Se bara till att placera den i början av gångvägen, utan några föremål som blockerar den. För OLED -skärmen, placera den någonstans där den lätt kan ses. Vi placerade det i basen av projektet. IR -mottagaren och fotoresistorn placerades vid fönstren vi skar ur huset.

Steg 3: Miljömodell: Felsökning och kod

När du är klar med den elektriska byggnaden laddar du upp koden som är bifogad och kör den. Förhoppningsvis kommer det att fungera, men om det inte gör det, felsök! När allt fungerar, fortsätt att skära de stavar du har i 3 cm. bitar och limma fast det på basens fyra kanter. Detta är ett sista drag, så se till att allt är klart innan du gör det.

Grattis! Du har avslutat de tekniska aspekterna av detta bygge! Nu är allt du behöver göra att jazza det efter eget tycke. Vi hoppades att du gillade denna mini -modell:)

Steg 4: Slutmodell: Skapa kretsen

Steg 5: Slutlig modell: Ladda upp kod till kretsen

Efter att du har installerat.zip -filen från länken google drive ovan bör du kunna hitta kodningsmappen. I den har du koden för både miljöbyggnaden och den faktiska enheten.

Öppna den som du vill ladda upp och tryck sedan bara på uppladdningsknappen på Arduino IDE. Se till att kablarna är korrekt placerade, så ska du kunna köra programmet framgångsrikt.

Hela koden är kommenterad, så ta en titt runt hur allt fungerar tillsammans. Du kan också se ett diagram över hur OLED -skärmen kodades för att använda ett nummersystem för att visa texten du ser.

LED -lampans kontroll använder if -uttalanden för att ändra LED: s ljusstyrka beroende på situationen där den befinner sig.

Steg 6: Slutmodell: Felsökningshjälp

Du kan stöta på många problem när du bygger en Arduino -struktur. Om du stöter på några problem är det mer än troligt att det är ett elproblem, eftersom det var där många av våra egna fel kom in. Vi kommer att lista ett antal vanliga problem som vi har stött på för att hjälpa dig upptäck dem snabbt.

• Data läses inte:

  Dubbelkolla att alla stiften är korrekt placerade från en stift till den andra på både brödbrädan och Arduino Mega

• Koden laddar inte upp:

  Om du har en upptagen port eller bara ett uppladdningsfel har det oftast skett en kortslutning. Detta betyder att en av dina jord (GND) eller spänning (VCC) stift inte var korrekt placerad, vilket orsakade en kortslutning som stör uppladdningsprocessen

• Kodöverföringar, men gör ingenting:

  I koden är det första som det kontrollerar om SD -kortet upptäcks eller inte, så om det inte upptäcks kommer programmet inte ens att avsluta installationen. Kontrollera i så fall att alla SD -kortstiften är korrekt placerade och att strömstiften också är korrekta

Om du fortfarande inte kan få det att fungera, dra sedan upp seriemonitorn på Arduino IDE och ändra BAUD -hastigheten för att motsvara vad den säger i koden. Därifrån kan du lägga till några Serial.println (data); rader för att kontrollera var programmet stannar eller om det tar emot värden från sensorerna eller inte.

Steg 7: Slutmodell: 3D Print.stl -filer

Var noga med att jämna ut din säng. Det här är mycket långa 3D -utskrifter och vi skulle hata att de eventuellt skulle gå fel var som helst. Det mesta behöver inte heller stöd. Jag skrev ut den i 0,28 för högre hastigheter, men 0,16 och allt däremellan är också helt okej om du vill ha mer detaljer. Dessa utskrifter för mig tog cirka 20 timmar, och jag hade ställt in dem på 250% på min Ender-3.

Steg 8: Slutmodell: Montera kretsen på interiören

Vi använde precis klibbig baksida av brödbrädan och monterade den direkt på baksidan av höljet. Det kommer att bli en mycket svår passform inuti, vi rekommenderar starkt att du använder anpassade kablar eftersom det underlättar, men i vårt fall kan du se att det var lite för hårt. Sätt också i strömförsörjningsmodulen med batteriet i höljet längst ner. I den här bilden hade vi tagit bort den så det skulle vara lättare att se innehållet i fodralet. Dessutom, om du inte använder anpassade kablar, använder dragkedjor eller hårband för att linda kablarna, är det ett mycket tråkigt jobb, men det kommer att få insidan att se mycket bättre och rymligare ut för dig att arbeta i.

Steg 9: Slutmodell: Närbildslampa

Vi stängde den tillfälligt med lite tejp, men vi rekommenderar starkt att du använder varmt lim eller en magnetfäste. Anledningen till vår användning av tejp var incased vi behövde göra någon elektrisk felsökning. Detta hände för oss, men genom att använda den här metoden kunde vi snabbt fixa lösningen. Vi rekommenderar inte bandet för det sista projektet, men tills du är helt säker kan du inte låta sidopanelen permanent fästas, annars blir felsökningen otroligt svår.

Steg 10: Slutmodell: Fixa halvmånen och fäst den

Vi borrade medelstora hål på sidorna av huset och halvmånen för ledningar att gå igenom. Dessutom borrade vi hål i halvmåneformen för lysdioderna. Vi borrade 9 hål men använde bara 4 av dessa hål eftersom LED -lamporna var tillräckligt starka tillsammans. Dessutom limmade vi halvmånen på lådan och fäst den där. Vår halvmåne har 5 stora hål som vi använde, 4 för lysdioder och ett för att fästa på moderkortet. När din ledning är klar, se till att fixa den på den övre viken för halvmånen.

Steg 11: Slutmodell: Testa det och samla in data

Detta är ett diagram över två fotoresistorer under natten. Den blå linjen är fotoresistorn som inte har något anslutet. Det är ett rent motstånd. Men den röda linjen är lägre, och det beror på att det är en snabbkrets fotoresistor och den har en svart cylinder för att peka i endast en riktning. Det skulle ge oss mer exakta avläsningar och ta bort ljuset från någon annan riktning. För att göra detta själv kan du ta sd -kortet och öppna excelarket. Därifrån väljer du tid och andra kolumner du vill ha. Det är väldigt enkelt att rita och ändra vad du vill se från det. Förhoppningsvis, när ljusföroreningar blir bättre, kan vi se mörkare nätter och lägre värden!

Steg 12: Slutsats och erkännanden

Och … det var det från Team Sailor Moon!

Vi hoppas att du kunde åstadkomma det du ville göra, och förhoppningsvis gillade du det nog att överväga att implementera vår prototyp i ditt eget hus;)

Men vi kunde inte ha kommit hit helt ensamma- vi skulle vilja ge kredit där kredit beror.

Först och främst till vår underbara mentor, Jesus, som var där varje steg på vägen- vi är så tacksamma för dig och för allt du har gjort för oss i upprättandet av detta fantastiska program.

Vi vill också tacka Ken, Geza, Kelly, Chris och Cynthia för alla gånger de kom in på mötena och arbetade med oss, vilket gav oss välbehövlig feedback som hjälpte oss att förbättra eller bakgrundskunskap om de ämnen vi arbetade med med.

Tack till Elenco för att förse alla deltagare i workshopen med snabbkretsar- de kom till mycket nytta under konstruktionen av vårt projekt.

Och till givarna som gjorde detta program möjligt, tackar vi för ert stöd i denna workshop. Utan dig hade inget av detta kunnat hända.

Slutligen, till våra vänner, Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette och Leilani, tack för allt ert stöd och för att skapa en så välkomnande miljö. Vi älskade att lära känna dig under de senaste tre veckorna, och låt oss hålla kontakten!

-Team Sailor Moon

PS. Vi har lagt till en utökad version av videon ovan där vi delar fler av våra problem som vi har gått igenom för att skapa detta projekt. Vi hoppas att du kommer att njuta av våra vandringar!