Sistema d’il·luminació de passarel·la intel·ligent: equip Sailor Moon: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Hola! Es tracta de Grace Rhee, Srijesh Konakanchi i Juan Landi, i junts som Team Sailor Moon. Avui us presentarem un projecte de bricolatge en dues parts que podeu implementar directament a casa vostra. El nostre sistema d’il·luminació intel·ligent final inclou un sensor d’ultrasons, sensor de moviment PIR, convertidor de llum a freqüència, pantalla OLED, lectura / escriptura de targetes SD, control remot / receptor d’IR, sensor d’humitat i temperatura i un fotoresistor, tres dels quals es poden provar a el nostre model ambiental.

Aquest sistema d’il·luminació de passarel·la és un prototip dissenyat per minimitzar la contaminació lumínica mitjançant mètodes de protecció creatius (en forma de mitja lluna, en honor del nom del nostre equip), recopila molts tipus de dades diferents i els registra i resulta estèticament agradable a l’espectador.. Us desitgem molta sort amb aquest projecte i divertiu-vos molt!

Amor, Equip Sailor Moon

Subministraments

• Per al model ambiental:

  • Taulers d'escuma múltiples
  • Plànol
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Tones de cables
  • Pantalla OLED
  • Sensor d'ultrasons
  • Receptor IR / remot
  • Fotoresistor
  • Taula de pa
  • Ganivet exacte
  • Regle
  • Palets de paletes
  • Varetes de clavilles

• Per al model final:

  • Arduino Mega 2560
  • Impressora 3D
  • Ordinador / ordinador portàtil
  • Cinta de doble cara
  • Pistola de cola calenta
  • Lector / escriptor de targetes SD
  • Pantalla OLED
  • Mitja Taula de Pa i Mini Taula de Pa
  • Un parell de LEDs grocs
  • Filferro mascle x femella i filferro mascle x femella
  • Decapants i cables personalitzats (no cal)

  • Sensors:

    • PIR
    • Comandament i receptor d'infrarojos
    • Sensor d'ultrasons
    • Fotoresistor
    • Convertidor de llum a freqüència
    • Sensor d'humitat / temperatura

Assegureu-vos de descarregar el fitxer.zip en aquest enllaç:

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

Pas 1: projecte lateral opcional: model ambiental

Ara, suposem que voleu provar les capacitats del nostre sistema d’il·luminació de passarel·les, però que voleu saber en què us fiqueu abans d’entrar-hi. Doncs bé, una opció senzilla és crear el nostre model ambiental, que mostri algunes funcions del nostre prototip per tal de mostrar com poden funcionar les llums al món real.

Per començar, consulteu la llista de subministraments de la nostra introducció i dissenyeu els materials de manera que tots siguin fàcilment accessibles.

Casa:

Talleu els taulers d'escuma en dos quadrats de 17 x 17 cm i dos més de la mateixa mida, excepte amb un triangle a la part superior per crear una forma de casa. Pega calenta tots ells junts. Això crearà la casa model per allotjar tots els vostres aparells electrònics i els mantindrà fora de la vista. Talla un quadrat al costat d’un dels quadrats per deixar passar el cable Arduino.

Ara, talleu dues taules d'escuma en rectangles de 51 x 44 cm. Aquests seran la base del vostre projecte. Col·loqueu la casa de manera que quedi a 17 cm del costat més curt i creeu una passarel·la que condueixi a la porta. Això us ajudarà a simular algú que camina cap a casa més endavant. Encara no enganxeu la casa.

Passeig i llums:

Retalleu una passarel·la de 17 cm de llarg de paper de construcció i enganxeu-la, començant per la vora més curta (44 cm). Això us ajudarà a situar-ho tot.

Per a les llums, retalleu dues tires de paper d’una tira de 2,5 cm (o una polzada) de gruix. Han de tenir 3 cm i 2 cm de longitud (1,25 i 0,75 polzades de gruix).

Agafeu el més llarg i dividiu-lo en cinquens (0,25 polzades cadascun) tal com es mostra a la imatge. Plegar en aquesta línia i enganxar la superposició. Ara hauria de semblar un prisma rectangular, tal com es mostra a la imatge següent.

Quan la cola s’assequi, marqueu un punt de 0,25 polzades des de la part superior i feu un retall només d’aquest costat. Això hauria de garantir que el LED pugui brillar. Ara, agafeu la segona tira de paper i marqueu una corba tal com es mostra a la imatge per retallar-la. Emboliqueu l’altre extrem al voltant dels tres costats del fanal que no tenen el retall i aixafeu la part superior sobre l’obertura, assegurant-vos que cobreix l’obertura completament. Els plecs que us quedin haurien de ser com els marcats a la imatge.

Enganxeu-ho tot i feu-hi joc fins que us agradi. Repetiu tantes vegades com necessiteu.

Pas 2: model ambiental: ajuntar el circuit

El circuit en si és bastant senzill, però tingueu cura de muntar els cables correctament. Després de connectar-ho tot a la placa de configuració i a l'arduino, retalleu dos forats a la base del projecte. Feu passar els cables LED per un forat i el sensor OLED i ultrasònic per l’altre.

Per al LED, retalleu tantes ranures quadrades com necessiteu i poseu-hi els LED. Assegureu-lo amb cinta adhesiva i col·loqueu-hi les tapes de la il·luminació. Vam decidir ocultar el sensor d'ultrasons amb una base de paletes, però no dubteu a ser creatius. Assegureu-vos de situar-lo al principi de la passarel·la, sense que hi hagi cap element que la pugui bloquejar. Per a la pantalla OLED, col·loqueu-la en un lloc on es pugui veure fàcilment. El vam situar a la base del projecte. El receptor IR i el fotoresistor es van col·locar a les finestres que vam tallar de casa.

Pas 3: model ambiental: resolució de problemes i codi

Quan hàgiu acabat la construcció elèctrica, pengeu el codi que s'adjunta i executeu-lo. Esperem que funcioni, però si no és així, solucioneu els problemes. Un cop tot funcioni, procediu a tallar les varetes que teniu a 3 cm. trossos i enganxeu-lo a les quatre vores de la base. Es tracta d’un moviment final, així que assegureu-vos que tot estigui finalitzat abans de fer-ho.

Enhorabona! Ja heu acabat els aspectes tècnics d'aquesta construcció. Ara tot el que heu de fer és fer-ho al vostre gust. Esperem que us agradi aquest mini model:)

Pas 4: Model final: creació del circuit

Pas 5: Model final: càrrega de codi al circuit

Després d’instal·lar el fitxer.zip des de l’enllaç de google drive anterior, hauríeu de poder trobar la carpeta de codificació. En ell, teniu el codi tant de la construcció ambiental com de la unitat real.

Obriu el que vulgueu carregar i, tot seguit, premeu el botó de càrrega de l'IDE Arduino. Assegureu-vos que els cables estiguin col·locats correctament i que hàgiu de poder executar el programa amb èxit.

Es comenta tot el codi, així que no dubteu a fer una ullada al voltant de com funciona tot junt. També podeu veure un diagrama de com es va codificar la pantalla OLED per utilitzar un sistema d’estats numèrics per mostrar el text que veieu.

El control de llums LED utilitza instruccions if per canviar la brillantor del LED en funció de la situació en què es trobi.

Pas 6: model final: ajuda per a la resolució de problemes

Podeu trobar molts problemes en construir qualsevol estructura Arduino. Si teniu algun problema, és més que probable que sigui un problema elèctric, ja que és aquí on van intervenir molts dels nostres propis errors. Enumerarem una sèrie de problemes habituals que hem trobat per ajudar-vos detecteu-los ràpidament.

• Les dades no s’estan llegint:

  Comproveu que tots els pins es col·loquen correctament d’un pin a l’altre tant a la placa com a l’Arduino Mega

• El codi no es penja:

  Si teniu un port ocupat o només teniu un error de pujada, sovint hi ha hagut un curtcircuit. Això vol dir que un dels vostres pins de terra (GND) o voltatge (VCC) no s’ha col·locat correctament, cosa que provoca un curtcircuit que interfereix amb el procés de càrrega

• Càrregues de codi, però no fa res:

  Al codi, el primer que comprova és si es detecta o no la targeta SD, de manera que, si no es detecta, el programa ni tan sols sortirà de la configuració. En aquest cas, comproveu que tots els pins de la targeta SD estiguin col·locats correctament i que els pins d'alimentació també siguin correctes

Si encara no podeu fer que això funcioni, tireu del Monitor de sèrie de l'IDE Arduino i canvieu la taxa BAUD perquè correspongui amb el que diu al codi. A partir d’aquí, podeu afegir algunes dades Serial.println; línies per comprovar on s’atura el programa o si està rebent o no valors dels sensors.

Pas 7: model final: fitxers.stl d'impressió 3D

Assegureu-vos d’anivellar el llit. Es tracta d’impressions 3D molt llargues i no ens agradaria que s’equivoquin en qualsevol lloc. La majoria tampoc no necessita suports. El vaig imprimir en 0,28 per obtenir velocitats més altes, però 0,16 i qualsevol cosa que hi hagi al mig també estan perfectament bé si voleu més detalls. Aquestes impressions per a mi van trigar unes 20 hores i les havia definit en un 250% al meu Ender-3.

Pas 8: model final: muntar el circuit cap a l'interior

Acabem d’utilitzar la part posterior de la placa de fixació i la muntem directament a la part posterior de la carcassa. Serà un ajust molt difícil a l’interior, us recomanem que utilitzeu un cablejat personalitzat, ja que el fa més fàcil, però, en el nostre cas, podeu veure que estava una mica massa ajustat. A la part inferior, poseu també el mòdul d’alimentació amb la bateria dins de la carcassa. En aquesta imatge, l’havíem extreta de manera que seria més fàcil veure el contingut del cas. A més, si no utilitzeu cables personalitzats, utilitzeu tirants o tirants per embolicar els cables, és una feina molt tediós, però farà que les seves parts interiors tinguin un aspecte molt millor i més ampli per treballar-hi.

Pas 9: model final: llum de prop

El vam tancar temporalment amb una mica de cinta, però us recomanem que feu servir cola calenta o un imant. La raó del nostre ús de la cinta es va veure atònit perquè necessitàvem qualsevol solució de problemes elèctrics. Això ens va passar, però mitjançant aquest mètode vam poder solucionar ràpidament la solució. No recomanem la cinta per al projecte final, però fins que no estigueu completament segurs, no deixeu que el tauler lateral estigui fixat permanentment o la resolució de problemes sigui increïblement difícil.

Pas 10: model final: fixeu la mitja lluna i enganxeu-la

Vam practicar forats de mida mitjana als costats de la carcassa i la mitja lluna perquè passessin els cables. A més, hem forat en forma de mitja lluna els LED. Hem forat 9 forats, però només hem utilitzat 4 forats perquè els LED eren prou brillants junts. A més, vam enganxar en calent la mitja lluna a la caixa i hi vam afegir. La nostra mitja lluna té 5 forats principals que hem utilitzat, 4 per a LEDs i un per connectar-se a la placa principal. Un cop finalitzat el cablejat, assegureu-vos de fixar-lo a la part superior de la coberta de la mitja lluna.

Pas 11: model final: proveu-lo i recopileu dades

Es tracta d’un gràfic de dos fotoresistors al llarg de la nit. La línia blava és la fotoresistència que no té res connectat. És una resistència nua. Però la línia vermella és més baixa, i això es deu al fet que és un fotoresistor de circuits instantanis i té un cilindre negre que apunta només en una direcció. Això ens donaria lectures més precises i trauria la llum de qualsevol altra direcció. Per fer-ho vosaltres mateixos, podeu agafar la targeta SD i obrir el full Excel. A partir d’aquí, seleccioneu l’hora i qualsevol altra columna que vulgueu. És molt fàcil dibuixar gràfics i canviar el que voldríeu veure. Amb sort, a mesura que la contaminació lumínica millora, podem veure nits més fosques i valors més baixos.

Pas 12: Conclusió i agraïments

I … això va ser de Team Sailor Moon!

Esperem que hàgiu aconseguit el que volíeu fer i esperem que us hagi agradat prou per plantejar-vos la implementació del nostre prototip a casa vostra;)

Però no podríem haver arribat aquí sols, ens agradaria atorgar el crèdit allà on es deu.

Primer de tot, al nostre meravellós mentor, Jesús, que hi va estar a cada pas del camí, estem molt agraïts per vosaltres i per tot el que heu fet per nosaltres en la creació d’aquest increïble programa.

També volem agrair a Ken, Geza, Kelly, Chris i Cynthia totes les vegades que van aparèixer a les reunions i van treballar amb nosaltres, donant-nos comentaris molt necessaris que ens van ajudar a millorar o tenir coneixements bàsics sobre els temes en què treballàvem. amb.

Gràcies a Elenco per subministrar a tots els participants al taller equips de circuits instantanis; van ser molt útils durant la construcció del nostre projecte.

I als donants que van fer possible aquest programa, us agraïm el vostre suport en aquest taller. Sense vosaltres, res d’això no hauria pogut passar.

Finalment, a Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette i Leilani, les nostres companyes participants, gràcies per tot el vostre suport i per crear un entorn tan acollidor. Ens va encantar conèixer-vos durant les darreres tres setmanes i mantenim el contacte.

-Equip Sailor Moon

PD. Hem afegit una versió ampliada del vídeo anterior on compartim més problemes que hem viscut per crear aquest projecte. Esperem que gaudiu de les nostres divagacions!