EqualAir: pantalla NeoPixel usable activada pel sensor de contaminació atmosfèrica: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

L’objectiu del projecte és crear una samarreta portàtil que mostri un gràfic evocador quan la contaminació de l’aire supera el llindar establert. El gràfic està inspirat en el clàssic joc "brick breakers", ja que el cotxe és com una pala que escup l'escapament (que és com boles) que "colpeja" trossos de pulmó i els degraden. Quan la contaminació de l’aire està per sobre d’un llindar (per exemple, quan es camina amb cotxes), les samarretes blanques d’altra banda inofensives comencen a tocar la pantalla. Aquest projecte va ser construït per Jordan, Mary, Nick i Odessa per a una classe anomenada The Art and Science of Making.

Pas 1: reuniu els vostres materials

Visualització:

• 6 * tira LED LED Adafruit NeoPixel RGBW - PCB blanc 144 LED / m
• 1 * Arduino Mega (segons el lloc web d'Adafruit, utilitzar més d'un parell de tires de NeoPixel requereix un Arduino Mega)
• Bateria d'1 * 9 volt
• 1 * carregador d'ordinador portàtil

Detecció:

1 * sensor Adafruit MiCS5524 (aquest era el sensor de contaminació atmosfèrica que hem utilitzat perquè és barat. L’inconvenient és que detecta diversos gasos i no els distingeix)

Altres:

2 * samarretes blanques (us recomanem comprar samarretes massa grans perquè 1) ha d’haver espai per al maquinari i 2) haureu de tallar una mica de teixit addicional per fer-vos una butxaca. amaga el maquinari)

Eines:

• Saltadors
• Protoboard
• Condensador
• Resistència
• Tallador de filferro
• Soldadora
• Material de costura i / o cola de tela

Pas 2: Muntatge de la quadrícula NeoPixel

Per muntar la quadrícula NeoPixel, cal tallar i tornar a soldar les tires originals de NeoPixel en funció de les dimensions de la graella desitjades. Per a aquest disseny, estàvem construint una quadrícula de 47x16 de NeoPixels:

1. Talleu les tires d’un metre (144 NeoPixel) en 47 increments de NeoPixel, tenint cura de permetre que es pugui soldar una mica d’espai a les vores de les tires (hi ha petits cables metàl·lics que són visibles als fons dels NeoPixels). Assegureu-vos de tallar de manera que quedi al descobert tot el coixinet de soldadura (perquè per començar ja són tan petites). La raó per la qual les tires tenen 47 píxels en lloc de (144/3 = 48) píxels de llargada és que en perdreu almenys un de tallar-les perquè els NeoPixel estan molt junts.
2. Col·loqueu amb cura les columnes les unes al costat de les altres (opcionalment utilitzeu cinta elèctrica per mantenir-les al seu lloc) i assegureu-vos que les dimensions siguin les desitjades (47x16). Distribuïu les columnes en un patró S.
3. Els NeoPixels tenen cables per a l’entrada de tensió, l’entrada i la terra que s’haurien de connectar als seus homòlegs de la següent franja. Utilitzant filferro de múltiples cadenes, connecteu els cables de les columnes junts en un patró S, tenint cura de connectar els cables correctes.
4. Deixeu els cables als extrems de la quadrícula (hi hauria d’haver 2 extrems: un on heu començat i un on heu acabat el patró S) i, opcionalment, afegiu extensions de fil per comoditat. Opcionalment, també podeu fer cinta adhesiva o fixar els cables al final. A més, cola calenta sobre les connexions per assegurar-les.
5. Assegureu-vos que la xarxa acabada de muntar sigui segura afegint algunes capes més de cinta elèctrica o un altre adhesiu a la part posterior.

Ara hauríeu de tenir una quadrícula de treball que pugueu provar. A la biblioteca NeoPixel Matrix, podeu utilitzar el codi de mostra matrixtest per veure si la quadrícula funciona com s’esperava. Si ho fa, hauria de semblar a la foto de dalt (ignoreu l'Arduino Uno a la part frontal, era per provar una altra cosa)

Pas 3: Afegir el sensor

Un aspecte clau d’aquest projecte és el sensor, un Adafruit MiCS5524, que pot detectar diferents gasos a l’aire i assenyalar-ne la intensitat mitjançant una entrada analògica.

1. En primer lloc, assegureu-vos que els tres cables del sensor (entrada de tensió, sortida i terra) s’han connectat correctament (opcionalment, utilitzeu un cable de color adequat per ajudar-vos-hi).
2. Connecteu l’entrada de tensió a la sortida de 5V de la placa Arduino i connecteu la terra a la terra de la placa.
3. A continuació, connecteu la sortida a l'A0 (o pin analògic que trieu) a la placa Arduino. Això és tot el necessari per connectar el sensor a l'Arduino.
4. Opcionalment, utilitzeu el monitor de sèrie per comprovar que el sensor informa que les lectures (les lectures haurien de situar-se al voltant d’un número i canviar quan el sensor es col·loqui a prop d’una font de monòxid de carboni o altres fums).

En línia, hi ha instruccions per calibrar aquest sensor en particular perquè sigui sensible a un canvi en l’entorn. El que vam fer va ser deixar el sensor unes hores per determinar quin era el rang de lectura "normal" per a l'habitació on es trobava. Després, per provar el "disparador" de la pantalla, hem utilitzat una bola de cotó amarada amb alcohol fregant de manera que la lectura del sensor augmentaria per sobre d’un llindar establert per començar un bucle del gràfic.

Pas 4: depuració del codi

S'adjunta el codi. Fixeu-vos que hi ha moltes capçaleres incloses a la part superior. Per descarregar les capçaleres necessàries, a l'IDE d'Arduino, feu clic a Esbós, incloeu biblioteca i, a continuació, gestioneu les biblioteques. Abans de poder carregar el fitxer adjunt, haureu de descarregar les biblioteques següents:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Biblioteca AdFruit GFX

Un cop hàgiu descarregat aquestes biblioteques, a l’IDE Arduino, a sota d’exemples de fitxers, trobareu un exemple de codi que es pot modificar per provar-lo a mesura que aneu. Per exemple, strandtest i matrixtest van ser molt útils per provar la quadrícula de NeoPixel. En línia, també és fàcil trobar proves de mostra del sensor de contaminació atmosfèrica.

Abans de poder carregar el fitxer i veure la graella de treball, aquí teniu algunes línies de codi que es poden modificar:

#defineix el PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

El pin 6 s'ha de canviar pel número de pin amb el qual està connectada la xarxa NeoPixel a l'Arduino

El pin AO s'ha de canviar al número de pin amb el sensor connectat a l'Arduino

#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 + NEO_KHZ8)

El número 300 defineix quants píxels del pulmó es degraden per comptar com un cicle de la pantalla. L’augment del nombre faria que el cicle s’allargés (per exemple, es degraden més pulmons) i viceversa.

El número 8 defineix el nombre de "boles" (escapament) que surten del cotxe

Ara, si seguiu les instruccions per construir exactament la quadrícula, la configuració de NeoMatrix hauria de funcionar. Tot i això, és bo tenir en compte que el que diu aquesta configuració és que la coordenada 0, 0 es troba a la part superior esquerra, hem connectat columnes de tires i les tires estan connectades en forma de S. Per tant, si la vostra graella té un aspecte perfecte, tret que sigui reflectida o 90 graus de descompte, és probable que configureu la graella de manera diferent i que canvieu el codi aquí. Al final d’aquest pas, hauríeu de tenir alguna cosa que s’assembli al vídeo; activarem la samarreta amb una bola de cotó amarada d’alcohol, el gràfic s’està reproduint un bucle i no es pot tornar a activar fins que el bucle no estigui activat. complet.

Pas 5: ajuntar la samarreta

Visca! Ara que ja teniu la pantalla, el sensor i el codi en funcionament, és hora de muntar-ho tot. Al final, tindrem tot el material fixat a la samarreta interior i, a continuació, la samarreta exterior que hi amaga tot. Les samarretes eren massa grans, així que vam tallar una tira del fons. Això ens va donar la tela que necessitàvem per cosir una butxaca per amagar el maquinari.

Samarreta interior:

1. Comenceu primer col·locant tires de cinta elèctrica a la part posterior de la xarxa NeoPixel només per assegurar-la (sabreu que esteu bé si podeu portar la xarxa en una sola peça)
2. El teixit enganxa la quadrícula NeoPixel a la samarreta interior. Assegureu-vos que la quadrícula estigui centrada i sobre on es trobin realment els pulmons.
3. Deixeu que la cola s’assequi segons sigui necessari, assegureu-vos que la cola no es filtri a la part posterior de la camisa i enganxeu la camisa tancada. Un cop la xarxa estigui engegada, vegeu a quina distància es pot col·locar l'Arduino, la bateria, etc. Per a nosaltres, havíem soldat els cables del pont de manera que els nostres components electrònics estiguessin a la part posterior de la samarreta.
4. Cosiu la tira de tela per fer una petita butxaca per als components electrònics. Podeu cosir alguns components a la butxaca (per exemple, l’Arduino) per fer-lo més segur.
5. Tallar una petita escletxa perquè el sensor sortís, per a nosaltres, es trobava al centre del coll a la part posterior de la camisa.

Camisa exterior: el motiu de la camisa exterior és perquè es veu millor amb una camisa exterior. La camisa exterior amaga l'electrònica i difon la llum dels NeoPixels.

1. Col·loqueu amb cura la camisa exterior sobre la camisa interior
2. Enganxeu la tela o cosiu la camisa interior a la camisa exterior de manera que la quadrícula sembli ensenyada quan està il·luminada (a la imatge, els guions negres són on hi ha la cola de tela)

Pas 6: resolució de problemes

Felicitats! Ara teniu una samarreta usable que s’il·lumina en funció dels nivells de contaminació atmosfèrica. En cas contrari, és probable que us en toqueu un (a molts), per tant, aquí teniu alguns suggeriments de resolució de problemes:

• Les pastilles de soldadura de les tires de NeoPixel són increïblement petites, de manera que és difícil aconseguir que les connexions de la xarxa siguin segures. Vam utilitzar soldadura de plom, filferro elèctric de múltiples cadenes i vam enganxar en calent les connexions.
• Com a conseqüència que el NeoPixel estigués tan junt a la tira, vam perdre almenys 1 píxel cada vegada que vam tallar el fil. Utilitzar tisores era millor que fer servir un ganivet exacto, només cal desprendre la resina de plàstic i tallar-la.
• Si la pantalla de NeoPixel mostra un color estrany (per exemple, un to fade a vermell, qualsevol tonalitat de vermell en lloc de blanc), és probable que la xarxa no obtingui prou energia. Per carregar codi, teníem tot desconnectat, carregat el codi, després desconnectàvem l’ordinador, connectàvem la bateria a l’Arduino i, finalment, connectàvem l’adaptador del portàtil a la xarxa.
• Si la pantalla de NeoPixel mostra colors completament aleatoris a intervals aleatoris, assegureu-vos que els terrenys són comuns.
• Quan utilitzeu cola de tela, assegureu-vos que no en feu servir massa perquè es filtri i enganxi la samarreta. Posem un tauló de fusta entre dues peces de tela que d’una altra manera serien commovedores.

Esperem que us hagi agradat aquest instructiu! El següent pas és connectar la xarxa a una bateria portàtil i portar-la a fer una volta pels carrers, on la contaminació atmosfèrica dels cotxes i altres contaminants activarà la pantalla.