„EqualAir“: nešiojamas „NeoPixel“ekranas, kurį sukelia oro taršos jutiklis: 7 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Projekto tikslas-pagaminti nešiojamus marškinėlius, kuriuose būtų vaizdinga grafika, kai oro tarša viršija nustatytą ribą. Grafiką įkvėpė klasikinis žaidimas „plytų laužytojai“, nes automobilis yra tarsi irklas, kuris išspjauna išmetamąsias dujas (kurios yra kaip rutuliai), kurios „trenkia“į plaučių dalis ir jas pablogina. Kai oro tarša viršija slenkstį (pvz., Vaikščiojant automobiliais), ekrane pradeda žaisti nekenksmingi balti marškinėliai. Šį projektą sukūrė Jordanas, Marija, Nikas ir Odesa klasei „Menas ir mokslas“.

1 žingsnis: surinkite savo medžiagas

Ekranas:

• 6 * „Adafruit NeoPixel“skaitmeninė RGBW LED juostelė - balta PCB 144 LED/m
• 1 * „Arduino Mega“(pagal „Adafruit“svetainę, norint naudoti daugiau nei porą „NeoPixel“juostelių, reikia „Arduino Mega“)
• 1 * 9 voltų baterija
• 1 * nešiojamojo kompiuterio įkroviklis

Jutimas:

1 * „Adafruit MiCS5524“jutiklis (tai buvo oro taršos jutiklis, kurį naudojome, nes jis yra pigus. Trūkumas yra tas, kad jis jaučia keletą dujų ir neskiria jų)

Kiti:

2 * balti marškinėliai (siūlome pirkti per didelius marškinėlius, nes 1) turi būti vietos techninei įrangai ir 2) turėsite nupjauti šiek tiek papildomo audinio, kad padarytumėte kišenę paslėpti aparatūrą)

Įrankiai:

• Džemperiai
• Protoboard
• Kondensatorius
• Rezistorius
• Vielos pjaustytuvas
• Litavimo mašina
• Siuvimo medžiaga ir (arba) audinio klijai

2 žingsnis: „NeoPixel“tinklelio surinkimas

Norint surinkti „NeoPixel“tinklelį, originalias „NeoPixel“juosteles reikia perpjauti ir vėl lituoti, atsižvelgiant į norimus tinklelio matmenis. Šiam dizainui mes sukūrėme 47x16 dydžio „NeoPixels“tinklelį:

1. Iškirpkite 1 metro (144 „NeoPixel“) juosteles 47 „NeoPixel“žingsniais, atsargiai, kad juostelių kraštai galėtų lituoti tam tikroje patalpoje (yra mažų metalinių laidų, matomų „NeoPixels“apačioje). Būtinai supjaustykite taip, kad būtų matomas visas litavimo padas (nes jie jau yra tokie maži). Vietoj (144/3 = 48) pikselių juostos yra 47 pikselių, nes jas pjaustę prarasite bent vieną, nes „NeoPixel“yra taip arti vienas kito.
2. Atsargiai išdėliokite stulpelius vienas šalia kito (pasirinktinai naudokite elektros juostą, kad juos laikytumėte) ir įsitikinkite, kad matmenys yra tokie, kokių pageidaujate (47x16). Išdėstykite stulpelius pagal S modelį.
3. „NeoPixels“turi įtampos įvesties, įvesties ir įžeminimo laidus, kurie turi būti prijungti prie jų analogų kitoje juostoje. Naudodami daugiasluoksnę vielą, sujunkite kolonų laidus pagal S schemą, atsargiai prijunkite tinkamus laidus.
4. Palikite laidus tinklelio galuose (turėtų būti 2 galai - vienas, kuriame pradėjote, o kitas, kur baigėte S modelį), ir patogumui pridėkite vielos prailginimo. Pabaigoje taip pat galite išklijuoti arba kitaip pritvirtinti laidus. Be to, karštus klijus ant jungčių, kad jie būtų pritvirtinti.
5. Įsitikinkite, kad jūsų naujai surinkta tinklelis yra saugus, pridėdami dar kelis sluoksnius elektros juostos ar kitų klijų.

Dabar turėtumėte turėti veikiantį tinklelį, kurį galėtumėte išbandyti. „NeoPixel Matrix“bibliotekoje galite naudoti matrixtest pavyzdžio kodą, kad pamatytumėte, ar tinklelis veikia taip, kaip tikėtasi. Jei taip, tai turėtų atrodyti kaip aukščiau esančioje nuotraukoje (nekreipkite dėmesio į priekyje esantį „Arduino Uno“, jis buvo skirtas kažkam kitam išbandyti)

3 žingsnis: pridėkite jutiklį

Pagrindinis šio projekto aspektas yra jutiklis, „Adafruit MiCS5524“, kuris gali aptikti įvairias ore esančias dujas ir signalizuoti apie jų intensyvumą per analoginį įėjimą.

1. Pirmiausia įsitikinkite, kad trys jutiklio laidai - įtampa, išėjimas ir įžeminimas - yra tinkamai prijungti (jei reikia, naudokite atitinkamos spalvos laidą).
2. Prijunkite įtampą prie 5 V išvesties „Arduino“plokštėje ir prijunkite žemę prie plokštės žemės.
3. Tada prijunkite išvestį prie A0 (arba pasirinkto analoginio kaiščio) „Arduino“plokštėje. Tai viskas, ko reikia norint prijungti jutiklį prie „Arduino“.
4. Pasirinktinai naudokite serijinį monitorių, kad patikrintumėte, ar jutiklis praneša apie rodmenis (rodmenys turėtų svyruoti apie vieną skaičių ir pasikeisti, kai jutiklis yra šalia anglies monoksido ar kitų dūmų šaltinio).

Internete pateikiamos instrukcijos, kaip kalibruoti šį jutiklį, kad jis būtų jautrus aplinkos pokyčiams. Ką mes padarėme, paliko jutiklį kelioms valandoms, kad nustatytų, koks yra „įprastas“skaitymo diapazonas kambaryje, kuriame jis buvo. Tada, norėdami patikrinti ekrano „suveikimą“, mes panaudojome vatos tamponą, įmirkytą ištrinamame alkoholyje. jutiklio rodmenys viršytų nustatytą slenkstį, kad būtų pradėta viena grafikos kilpa.

4 veiksmas: kodo derinimas

Pridedamas kodas. Atkreipkite dėmesį, kad viršuje yra daug antraščių. Norėdami atsisiųsti reikiamas antraštes, „Arduino IDE“spustelėkite eskizą, įtraukite biblioteką ir tvarkykite bibliotekas. Kad galėtumėte įkelti pridėtą failą, turite atsisiųsti šias bibliotekas:

• „Adafruit NeoPixel“
• „Adafruit NeoMatrix“
• „Adafruit GFX“biblioteka

Atsisiuntę šias bibliotekas, „Arduino IDE“failo pavyzdžiuose rasite pavyzdžio kodą, kurį galima modifikuoti ir išbandyti. Pavyzdžiui, „strandtest“ir „matrixtest“buvo labai naudingi išbandant „NeoPixel“tinklelį. Internete taip pat lengva rasti oro taršos jutiklio bandymų pavyzdžius.

Kad galėtumėte įkelti failą ir pamatyti darbo tinklelį, čia yra keletas kodo eilučių, kurias galima keisti:

#define PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

6 kaištį reikia perjungti į kaiščio numerį, prie kurio „NeoPixel“tinklelis pritvirtintas prie „Arduino“

Smeigtukas AO turėtų būti perjungtas į kaiščio numerį, kuriuo jutiklis yra prijungtas prie „Arduino“

#define STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Adafruit_NeoMatrix matrica = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB)

Skaičius 300 apibrėžia, kiek plaučių taškų susilpnėja, kad būtų laikomas vienu ekrano ciklu. Padidinus skaičių, ciklas pailgėtų (pvz., Susilpnėtų daugiau plaučių) ir atvirkščiai.

Skaičius 8 apibrėžia „kamuoliukų“(išmetimo) skaičių, kurie išeina iš automobilio

Dabar, jei vykdėte nurodymus tiksliai sudaryti tinklelį, „NeoMatrix“konfigūracija turėtų veikti. Tačiau tik gerai pažymėti, kad ši sąranka sako, kad 0, 0 koordinatė yra viršuje kairėje, mes sujungėme juostų stulpelius, o juostos yra sujungtos S formacijoje. Taigi, jei jūsų tinklelis atrodo tobulas, išskyrus veidrodinį ar 90 laipsnių kampą, tikėtina, kad tinklelį nustatėte kitaip ir turėtumėte pakeisti kodą čia. Pasibaigus šiam žingsniui, turėtumėte turėti kažką panašaus į vaizdo įrašą. Mes paleidžiame marškinėlius su medvilniniu tamponu, įmirkytu alkoholiu, grafika groja vieną kilpą ir negali būti pakartotinai suaktyvinta, kol kilpa nebus baigtas.

5 žingsnis: Sudėkite marškinėlius

Valio! Dabar, kai ekranas, jutiklis ir kodas veikia, atėjo laikas viską sudėti. Galų gale visa įranga bus pritvirtinta prie vidinių marškinių, o išoriniai marškiniai viršuje slepia viską. Marškinėliai buvo per dideli, todėl nupjovėme juostelę iš apačios. Tai suteikė mums audinio, kurio mums reikėjo siūti kišenę, kad paslėptume aparatūrą.

Vidiniai marškiniai:

1. Pirmiausia uždėkite elektros juostos juosteles ant „NeoPixel“tinklelio galinės dalies, kad tik ją pritvirtintumėte (žinosite, kad viskas gerai, jei tinklelį galite nešioti viename gabale)
2. Audinys klijuoja „NeoPixel“tinklelį ant vidinių marškinėlių. Įsitikinkite, kad tinklelis yra centre ir ten, kur iš tikrųjų yra plaučiai.
3. Leiskite klijams išdžiūti, jei reikia, įsitikinkite, kad klijai nepatenka į marškinių užpakalinę dalį, ir užklijuokite marškinius. Įjungę tinklelį, pažiūrėkite, kiek toli galima pastatyti „Arduino“, akumuliatorių ir pan. Mums buvo prilituoti jungiamieji laidai taip, kad mūsų elektroniniai komponentai būtų marškinių gale.
4. Siuvinėkite audinio juostelę, kad padarytumėte mažą kišenę elektroniniams komponentams. Kai kuriuos komponentus galite siūti į kišenę (pvz., „Arduino“), kad ji būtų saugesnė.
5. Iškirpkite nedidelį plyšį, kad jutiklis galėtų žvilgtelėti, mums tai buvo apykaklės centre marškinėlių gale.

Išoriniai marškiniai: išorinių marškinių priežastis yra ta, kad jie atrodo geriau su išoriniais marškinėliais. Išoriniai marškiniai slepia elektroniką ir išsklaido šviesą iš „NeoPixels“.

1. Atsargiai uždėkite išorinius marškinius ant vidinių marškinių
2. Klijuokite audinį arba prisiūkite vidinius marškinius prie išorinių marškinių taip, kad tinklelis atrodytų išmoktas užsidegus (paveikslėlyje audinio klijai yra juodi brūkšneliai)

6 veiksmas: trikčių šalinimas

Sveikinimai! Dabar turite dėvimus marškinėlius, kurie įsižiebia pagal oro taršos lygį. Jei ne, tada tikriausiai susidūrėte su kliūtimi (mes pataikėme į daugelį), todėl čia yra keletas trikčių šalinimo pasiūlymų:

• „NeoPixel“juostelių litavimo pagalvėlės yra beprotiškai mažos, todėl sunku apsaugoti tinklelio jungtis. Mes naudojome švino lydmetalį, kelių gijų elektros laidą ir karštai klijavome jungtis.
• Dėl to, kad „NeoPixel“buvo taip arti juostelės, mes praradome bent 1 pikselį, kai pjaustėme sruogą. Naudoti žirkles buvo geriau nei naudojant peilį peiliu, tiesiog nulupkite plastikinę dervą ir supjaustykite.
• Jei „NeoPixel“ekrane rodoma keista spalva (pvz., Išblukimas iki raudonos spalvos, bet koks raudonos spalvos atspalvis, o ne baltas), tikėtina, kad tinklelis negauna pakankamai energijos. Norėdami įkelti kodą, mes viską atjungėme, įkėlėme kodą, tada atjungėme kompiuterį, prijungėme bateriją prie „Arduino“ir galiausiai prijungėme nešiojamojo kompiuterio adapterį prie tinklo.
• Jei „NeoPixel“ekrane atsitiktiniais intervalais rodomos visiškai atsitiktinės spalvos, įsitikinkite, kad pagrindai yra įprasti.
• Naudodami audinio klijus, įsitikinkite, kad nenaudojate per daug, kad jie prasiskverbtų ir priklijuotų marškinėlius. Mes įdėjome medinę lentą tarp dviejų audinio dalių, kurios kitu atveju būtų liečiamos.

Tikimės, kad jums patiko ši pamoka! Kitas žingsnis - prijungti tinklelį prie nešiojamojo akumuliatoriaus ir paimti jį gatvėse, kur ekranas bus suaktyvintas automobilių ir kitų teršalų.