Smart Walkway Lighting System - Team Sailor Moon: 12 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:00

Ciao! Queste sono Grace Rhee, Srijesh Konakanchi e Juan Landi, e insieme siamo il Team Sailor Moon! Oggi ti presenteremo un progetto fai-da-te in due parti che puoi implementare direttamente a casa tua. Il nostro ultimo sistema di illuminazione per passerelle intelligenti include un sensore a ultrasuoni, un sensore di movimento PIR, un convertitore da luce a frequenza, schermo OLED, lettore/scrittore di schede SD, telecomando/ricevitore IR, sensore di umidità e temperatura e una fotoresistenza, tre dei quali possono essere testati in il nostro modello ambientale.

Questo sistema di illuminazione per passerelle è un prototipo progettato per ridurre al minimo l'inquinamento luminoso attraverso metodi di schermatura creativi (a forma di falce di luna, in onore del nome del nostro team), raccogliere molti tipi diversi di dati e registrarli ed essere esteticamente gradevoli per lo spettatore. Vi auguriamo buona fortuna con questo progetto e buon divertimento!

Amore, Squadra Sailor Moon

Forniture

• Per il modello ambientale:

  • Tavole multiple in schiuma
  • Foglio delle istruzioni
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Tonnellate di cavi
  • Schermo OLED
  • Sensore ultrasonico
  • Ricevitore/telecomando IR
  • Fotoresistenza
  • tagliere
  • Coltello esatto
  • Governate
  • Bastoncino del ghiacciolo
  • Aste di centraggio

• Per il modello finale:

  • Arduino Mega 2560
  • stampante 3d
  • Computer/portatile
  • Nastro biadesivo
  • Pistola per colla a caldo
  • Lettore/scrittore di schede SD
  • Schermo OLED
  • Mezza Tagliere e Mini Tagliere
  • Un paio di LED gialli
  • Cavi maschio x femmina e fili maschio x maschio
  • Spelafili e cavi personalizzati (non necessari)

  • Sensori:

    • PIR
    • Telecomando e ricevitore a infrarossi
    • Sensore ultrasonico
    • Fotoresistenza
    • Convertitore da luce a frequenza
    • Sensore di umidità/temperatura

Assicurati di scaricare il file.zip a questo link:

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

Passaggio 1: progetto secondario opzionale: modello ambientale

Ora, diciamo che vuoi testare le capacità del nostro sistema di illuminazione per passerelle, ma vuoi sapere a cosa ti stai avvicinando prima di entrarci. Bene, un'opzione facile è creare il nostro modello ambientale, che mostra alcune caratteristiche selezionate del nostro prototipo per mostrare come le luci possono funzionare nel mondo reale.

Per iniziare, fai riferimento all'elenco delle forniture nella nostra introduzione e disponi i materiali in modo che siano tutti facilmente accessibili.

Casa:

Taglia i pannelli di gommapiuma in due quadrati di 17 x 17 cm e altri due della stessa dimensione, tranne che con un triangolo in alto per creare la forma di una casa. Colla a caldo tutti questi insieme. Questo creerà la casa modello per ospitare tutti i tuoi dispositivi elettronici e tenerli nascosti. Taglia un quadrato nel lato di uno dei quadrati per far passare il cavo Arduino.

Ora taglia due pannelli di gommapiuma in rettangoli di 51 x 44 cm. Questi costituiranno la base del tuo progetto. Posiziona la casa in modo che sia distante 17 cm dal lato più corto e crea una passerella che porti alla porta. Questo dovrebbe aiutarti a simulare qualcuno che si avvicina a casa più tardi. Non incollare ancora la casa.

Passerella e luci:

Ritaglia una passerella lunga 17 cm di cartoncino e incollala, partendo dal bordo più corto (44 cm). Questo dovrebbe aiutarti a posizionare tutto.

Per le luci, ritaglia due strisce di carta da una striscia spessa 2,5 cm (o un pollice). Dovrebbero essere lunghi 3 cm e 2 cm (1,25 e 0,75 pollici di spessore).

Prendi quello più lungo e dividilo in quinte (0,25 pollici ciascuna) come mostrato nell'immagine. Piega lungo queste linee e incolla la sovrapposizione. Ora dovrebbe apparire come un prisma rettangolare, come illustrato nell'immagine successiva.

Una volta che la colla si asciuga, segna un punto di 0,25 pollici dalla parte superiore e ritaglia solo quel lato. Questo dovrebbe garantire che il LED possa brillare. Ora, prendi la seconda striscia di carta e traccia una curva come mostrato nell'immagine da ritagliare. Avvolgi l'altra estremità attorno ai tre lati del palo della luce che non hanno il ritaglio e schiaccia la parte superiore sull'apertura, assicurandoti che copra completamente l'apertura. Le pieghe che ti rimangono dovrebbero essere come quelle segnate nell'immagine.

Incolla tutto questo e armeggiare con esso finché non ti piace! Ripeti tutte le volte che vuoi.

Fase 2: Modello ambientale: mettere insieme il circuito

Il circuito stesso è piuttosto semplice, ma fai attenzione a posizionare correttamente i fili. Dopo aver collegato il tutto alla breadboard e all'arduino, ritaglia due fori nella base del progetto. Fai passare i cavi LED attraverso un foro e il sensore OLED e Ultrasonic attraverso l'altro.

Per il LED, ritaglia tutte le fessure quadrate di cui hai bisogno e fai passare i LED attraverso di esse. Fissalo con del nastro adesivo e infilaci sopra le parti superiori dell'illuminazione. Abbiamo deciso di nascondere il sensore a ultrasuoni con una base per ghiaccioli, ma sentiti libero di essere creativo! Assicurati solo di posizionarlo all'inizio della passerella, senza alcun oggetto per bloccarlo. Per lo schermo OLED, posizionalo da qualche parte dove può essere facilmente visto. Lo abbiamo posizionato alla base del progetto. Il ricevitore IR e la fotoresistenza sono stati posizionati vicino alle finestre che abbiamo tagliato fuori casa.

Passaggio 3: modello ambientale: risoluzione dei problemi e codice

Dopo aver terminato con la build elettrica, carica il codice allegato ed eseguilo. Speriamo che funzioni, ma se non lo fa, risolvi i problemi! Una volta che tutto funziona, procedi a tagliare le aste di tassello che hai in 3 cm. pezzi e incollarlo ai quattro bordi della base. Questa è una mossa finale, quindi assicurati che tutto sia finalizzato prima di farlo.

Congratulazioni! Hai terminato gli aspetti tecnici di questa build! Ora tutto ciò che devi fare è jazzare a tuo piacimento. Ci auguriamo che questo mini modello ti sia piaciuto:)

Passaggio 4: modello finale: creazione del circuito

Passaggio 5: modello finale: caricamento del codice sul circuito

Dopo aver installato il file.zip dal link di Google Drive sopra, dovresti essere in grado di trovare la cartella di codifica. In esso, hai il codice sia per la build ambientale che per l'unità effettiva.

Apri quello che vuoi caricare, quindi premi il pulsante di caricamento sull'IDE di Arduino. Assicurati che i cavi siano posizionati correttamente e dovresti essere in grado di eseguire correttamente il programma.

Tutto il codice è commentato, quindi sentiti libero di dare un'occhiata a come funziona tutto insieme. Puoi anche vedere un diagramma su come lo schermo OLED è stato codificato per utilizzare un sistema di stati numerici per visualizzare il testo che vedi.

Il controllo delle luci LED utilizza le istruzioni if per modificare la luminosità del LED a seconda della situazione in cui si trova.

Passaggio 6: modello finale: guida alla risoluzione dei problemi

Puoi incontrare molti problemi durante la costruzione di qualsiasi struttura Arduino. Se riscontri problemi, è più che probabile che si tratti di un problema elettrico, poiché è lì che sono entrati molti dei nostri errori. Elencheremo una serie di problemi comuni che abbiamo riscontrato per aiutarti individuarli rapidamente.

• I dati non vengono letti:

  Ricontrolla che tutti i pin siano posizionati correttamente da un pin all'altro sia sulla breadboard che su Arduino Mega

• Il codice non si carica:

  Se hai una porta occupata o solo un errore di caricamento, il più delle volte si è verificato un cortocircuito. Ciò significa che uno dei pin di terra (GND) o di tensione (VCC) non è stato posizionato correttamente, causando un cortocircuito che interferisce con il processo di caricamento

• Carica il codice, ma non fa nulla:

  Nel codice, la prima cosa che controlla è se la scheda SD viene rilevata o meno, quindi se non viene rilevata, il programma non uscirà nemmeno dall'installazione. In questo caso, controlla che tutti i pin della scheda SD siano posizionati correttamente e che anche i pin di alimentazione siano corretti

Se ancora non riesci a farlo funzionare, apri il monitor seriale sull'IDE di Arduino e cambia la velocità BAUD in modo che corrisponda a ciò che dice nel codice. Da lì, puoi aggiungere alcuni Serial.println(data); righe per verificare dove si ferma il programma o se sta ricevendo o meno valori dai sensori.

Passaggio 7: modello finale: stampa 3D file.stl

Assicurati di livellare il letto. Queste sono stampe 3D molto lunghe e non ci dispiacerebbe che possano andare storte da qualche parte. La maggior parte non ha nemmeno bisogno di supporti. L'ho stampato in 0,28 per velocità più elevate, ma anche 0,16 e tutto il resto vanno perfettamente bene se vuoi maggiori dettagli. Queste stampe per me hanno richiesto circa 20 ore e le avevo impostate al 250% sul mio Ender-3.

Passaggio 8: modello finale: montare il circuito all'interno

Abbiamo semplicemente usato il retro adesivo della breadboard e l'abbiamo montato direttamente sul retro dell'involucro. Sarà un adattamento molto difficile all'interno, ti consigliamo vivamente di utilizzare un cablaggio personalizzato in quanto lo rende più semplice, ma nel nostro caso, puoi vedere che era un po' troppo stretto. Inoltre, in basso, inserire il modulo di alimentazione con la batteria all'interno dell'involucro. In questa immagine, l'abbiamo tolto in modo che fosse più facile visualizzare il contenuto all'interno della custodia. Inoltre, se non si utilizzano cavi personalizzati, utilizzare fascette o fascette per capelli per avvolgere i cavi, è un lavoro molto noioso, ma renderà gli interni molto migliori e più spaziosi in cui lavorare.

Passaggio 9: modello finale: dispositivo di illuminazione ravvicinato

L'abbiamo temporaneamente chiusa con del nastro adesivo, ma consigliamo vivamente di utilizzare la colla a caldo o un magnete. Il motivo del nostro utilizzo del nastro è stato nel caso in cui avessimo bisogno di fare qualsiasi risoluzione dei problemi elettrici. Questo è successo per noi, ma utilizzando questo metodo siamo stati in grado di risolvere rapidamente la soluzione. Non consigliamo il nastro per il progetto finale, ma finché non sei completamente sicuro, non fissare il pannello laterale in modo permanente, altrimenti la risoluzione dei problemi diventa incredibilmente difficile.

Passaggio 10: modello finale: fissa la mezzaluna e attaccala

Abbiamo praticato dei fori di medie dimensioni sui lati dell'alloggiamento e della mezzaluna per far passare i cavi. Inoltre, abbiamo praticato dei fori nella forma a mezzaluna per i LED. Abbiamo praticato 9 fori ma ne abbiamo usati solo 4 perché i LED erano abbastanza luminosi insieme. Inoltre, abbiamo incollato a caldo la mezzaluna sulla scatola e l'abbiamo apposta lì. La nostra mezzaluna ha 5 fori principali che abbiamo usato, 4 per i LED e uno per il collegamento alla scheda madre. Una volta completato il cablaggio, assicurati di fissarlo sulla sguscia superiore per la mezzaluna.

Passaggio 11: modello finale: testarlo e raccogliere dati

Questo è un grafico di due fotoresistenze nel corso della notte. La linea blu è la fotoresistenza che non ha nulla di collegato. È un resistore nudo. Ma la linea rossa è più bassa, e questo perché è una fotoresistenza con circuiti a scatto e ha un cilindro nero per puntare in una sola direzione. Questo ci darebbe letture più accurate ed eliminerebbe la luce da qualsiasi altra direzione. Per farlo da soli, puoi prendere la scheda SD e aprire il foglio excel. Da lì, seleziona l'ora e qualsiasi altra colonna che desideri. È molto facile rappresentare graficamente e modificare ciò che vorresti vedere da esso. Si spera che, man mano che l'inquinamento luminoso migliora, possiamo vedere notti più buie e valori più bassi!

Fase 12: Conclusione e Ringraziamenti

E… questo era tutto dal Team Sailor Moon!

Speriamo che tu sia stato in grado di realizzare ciò che stavi cercando di fare, e speriamo che ti sia piaciuto abbastanza da considerare l'implementazione del nostro prototipo a casa tua;)

Ma non saremmo potuti arrivare qui da soli, vorremmo dare credito dove è dovuto.

Prima di tutto, al nostro meraviglioso mentore, Gesù, che è stato presente in ogni fase del percorso, siamo così grati a te e per tutto ciò che hai fatto per noi nella creazione di questo fantastico programma.

Vorremmo anche ringraziare Ken, Geza, Kelly, Chris e Cynthia per tutte le volte che sono intervenuti alle riunioni e hanno lavorato con noi, dandoci il feedback tanto necessario che ci ha aiutato a migliorare, o conoscenze di base sugli argomenti su cui stavamo lavorando insieme a.

Grazie a Elenco per aver fornito a tutti i partecipanti al workshop set di circuiti a scatto, che sono stati molto utili durante la costruzione del nostro progetto.

E ai donatori che hanno reso possibile questo programma, vi ringraziamo per il vostro supporto in questo workshop. Senza di te, niente di tutto questo sarebbe potuto accadere.

Infine, a Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette e Leilani, le nostre colleghe partecipanti, grazie per tutto il vostro supporto e per aver creato un ambiente così accogliente. Ci è piaciuto conoscerti nelle ultime tre settimane e restiamo in contatto!

-Team Sailor Moon

PS. Abbiamo aggiunto una versione estesa del video qui sopra in cui condividiamo più dei nostri problemi che abbiamo attraversato per creare questo progetto. Ci auguriamo che le nostre passeggiate vi piacciano!