Smart Walkway Lighting System - Team Sailor Moon - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Hoi! Dit zijn Grace Rhee, Srijesh Konakanchi en Juan Landi, en samen zijn we Team Sailor Moon! Vandaag brengen we u een tweedelig doe-het-zelf-project dat u in uw eigen huis kunt uitvoeren. Ons laatste slimme verlichtingssysteem voor looppaden omvat een ultrasone sensor, PIR-bewegingssensor, licht-naar-frequentieomvormer, OLED-scherm, SD-kaartlezer/schrijver, IR-afstandsbediening/ontvanger, vochtigheids- en temperatuursensor en een fotoresistor, waarvan er drie kunnen worden getest in ons milieumodel.

Dit loopbrugverlichtingssysteem is een prototype dat is ontworpen om lichtvervuiling tot een minimum te beperken door middel van creatieve afschermingsmethoden (in de vorm van een halve maan, ter ere van onze teamnaam), verzamelt veel verschillende soorten gegevens en legt deze vast, en is esthetisch aangenaam voor de kijker. We wensen je veel succes met dit project en veel plezier!

Dol zijn op, Team Sailor Moon

Benodigdheden

• Voor het milieumodel:

  • Meerdere foamboards
  • Constructie papier
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Tonnen draden
  • OLED-scherm
  • Ultrasoon sensor
  • IR-ontvanger/afstandsbediening
  • Fotoweerstand
  • Breadboard
  • Exacto mes
  • Heerser
  • Ijslollystokjes
  • Deuvelstangen

• Voor het uiteindelijke model:

  • Arduino Mega 2560
  • 3D-printer
  • Computer/Laptop
  • Dubbelzijdige tape
  • Heet lijmpistool
  • SD-kaartlezer/schrijver
  • OLED-scherm
  • Half Breadboard en Mini Breadboard
  • Een paar gele LED's
  • Mannelijke x vrouwelijke draden en mannelijke x mannelijke draden
  • Draadstrippers en aangepaste draden (niet nodig)

  • Sensoren:

    • PIR
    • Infrarood afstandsbediening en ontvanger
    • Ultrasoon sensor
    • Fotoweerstand
    • Licht naar frequentieomvormer
    • Vochtigheid/Temperatuursensor

Zorg ervoor dat u het.zip-bestand downloadt via deze link:

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

Stap 1: Optioneel zijproject: milieumodel

Stel nu dat u de mogelijkheden van ons loopbrugverlichtingssysteem wilt testen, maar dat u wilt weten waar u aan begint voordat u ermee aan de slag gaat. Welnu, een gemakkelijke optie is om ons milieumodel te maken, dat een select aantal kenmerken van ons prototype weergeeft om te laten zien hoe de lichten in de echte wereld kunnen functioneren.

Raadpleeg om te beginnen de leveringslijst in onze inleiding en leg de materialen zo neer dat ze allemaal gemakkelijk toegankelijk zijn.

Huis:

Snijd de foamboards in twee vierkanten van 17 x 17 cm en nog twee van exact dezelfde grootte, behalve met een driehoek aan de bovenkant om een huisvorm te creëren. Heet lijm al deze samen. Dit zal het modelhuis creëren om al uw elektronica te huisvesten en ze uit het zicht te houden. Snijd een vierkant in de zijkant van een van de vierkanten om de Arduino-kabel door te laten.

Snijd nu twee foamboards in rechthoeken van 51 x 44 cm. Deze vormen de basis van uw project. Plaats het huis zo dat het 17 cm verwijderd is van de korte kant en maak een loopbrug naar de deur. Dit zou je moeten helpen om te simuleren dat iemand later naar het huis loopt. Lijm het huis nog niet vast.

Loopbrug en verlichting:

Knip een loopbrug van 17 cm lang uit bouwpapier en lijm deze vast, beginnend bij de kortere rand (44 cm). Dit zou je moeten helpen alles te positioneren.

Knip voor de lampjes twee stroken papier uit een strook van 2,5 cm (of een inch) dik. Ze moeten 3 cm en 2 cm lang zijn (1,25 en 0,75 inch dik).

Neem de langere en verdeel deze in vijfden (0,25 inch elk) zoals weergegeven in de afbeelding. Vouw langs deze lijnen en lijm de overlap vast. Het zou er nu uit moeten zien als een rechthoekig prisma, zoals geïllustreerd in de volgende afbeelding.

Zodra de lijm is opgedroogd, markeert u een plek van 0,25 inch vanaf de bovenkant en maakt u een uitsparing van alleen die kant. Dit moet ervoor zorgen dat de LED door kan schijnen. Neem nu de tweede strook papier en markeer een curve zoals weergegeven in de afbeelding om uit te knippen. Wikkel het andere uiteinde rond de drie zijden van de lichtpaal die geen uitsparing hebben en druk de bovenkant over de opening, zodat deze de opening volledig bedekt. De vouwen die u overhoudt, moeten zijn zoals die op de afbeelding zijn aangegeven.

Lijm dit allemaal vast en knutsel ermee totdat je het leuk vindt! Herhaal zo vaak als je nodig hebt.

Stap 2: Milieumodel: het circuit samenstellen

Het circuit zelf is vrij eenvoudig, maar wees voorzichtig met het correct optuigen van de draden. Nadat je alles op het breadboard en de arduino hebt aangesloten, knip je twee gaten uit in de basis van het project. Leid de LED-draden door het ene gat en de OLED- en ultrasone sensor door het andere.

Knip voor de LED zoveel vierkante sleuven uit als je nodig hebt en steek de LED's erdoorheen. Zet het vast met tape en schuif de lichtkappen eroverheen. We hebben besloten om de ultrasone sensor te verbergen met een ijslollybasis, maar voel je vrij om creatief te zijn! Zorg ervoor dat u hem helemaal aan het begin van de loopbrug plaatst, zonder voorwerpen die hem kunnen blokkeren. Plaats het OLED-scherm ergens waar het gemakkelijk kan worden gezien. We hebben het aan de basis van het project geplaatst. De IR-ontvanger en de fotoweerstand werden geplaatst bij de ramen die we uit het huis hadden gesneden.

Stap 3: Omgevingsmodel: probleemoplossing en code

Nadat u klaar bent met de elektrische build, uploadt u de code die is bijgevoegd en voert u deze uit. Hopelijk werkt het, maar als het niet werkt, los het probleem dan op! Zodra alles werkt, gaat u verder met het snijden van de deuvelstangen die u hebt in 3 cm. stukken, en lijm het aan de vier randen van de basis. Dit is een laatste zet, dus zorg ervoor dat alles is afgerond voordat je dit doet.

Gefeliciteerd! Je bent klaar met de technische aspecten van deze build! Nu hoef je het alleen nog maar naar je eigen smaak te jazzen. We hoopten dat je genoten hebt van dit minimodel:)

Stap 4: Definitief model: het circuit maken

Stap 5: Definitief model: code uploaden naar het circuit

Nadat u het.zip-bestand van de Google Drive-link hierboven hebt geïnstalleerd, zou u de coderingsmap moeten kunnen vinden. Daarin heb je de code voor zowel de omgevingsbouw als de eigenlijke eenheid.

Open degene die u wilt uploaden en druk vervolgens op de uploadknop op de Arduino IDE. Zorg ervoor dat de kabels correct zijn geplaatst en dat u het programma met succes moet kunnen uitvoeren.

Alle code is becommentarieerd, dus kijk gerust rond om te zien hoe het allemaal samenwerkt. U kunt ook een diagram zien over hoe het OLED-scherm is gecodeerd om een nummerstatussysteem te gebruiken om de tekst weer te geven die u ziet.

De LED-verlichtingsregeling gebruikt if-statements om de helderheid van de LED te wijzigen, afhankelijk van de situatie waarin deze zich bevindt.

Stap 6: Definitief model: hulp bij het oplossen van problemen

U kunt veel problemen tegenkomen tijdens het bouwen van een Arduino-structuur. Als u problemen tegenkomt, is het meer dan waarschijnlijk dat het een elektrisch probleem is, omdat daar veel van onze eigen fouten zijn opgetreden. We zullen een aantal veelvoorkomende problemen opsommen die we zijn tegengekomen om u te helpen spot ze snel.

• Gegevens worden niet gelezen:

  Controleer nogmaals of alle pinnen correct zijn geplaatst van de ene pin naar de andere op zowel het breadboard als de Arduino Mega

• Code wordt niet geüpload:

  Als je een drukke poort hebt of gewoon een uploadfout, dan is er meestal een kortsluiting geweest. Dit betekent dat een van uw grond (GND) of spanning (VCC) pinnen niet goed is geplaatst, waardoor een kortsluiting is ontstaan die het uploadproces verstoort

• Code-uploads, maar doet niets:

  In de code is het eerste dat het controleert of de SD-kaart wordt gedetecteerd, dus als het niet wordt gedetecteerd, zal het programma de installatie niet eens afsluiten. Controleer in dit geval of alle pinnen van de SD-kaart correct zijn geplaatst en de voedingspinnen ook correct zijn

Als je dat nog steeds niet kunt laten werken, trek dan de seriële monitor op de Arduino IDE omhoog en verander de BAUD-snelheid om overeen te komen met wat er in de code staat. Van daaruit kunt u wat Serial.println(data) toevoegen; lijnen om te controleren waar het programma stopt en of het al dan niet waarden van de sensoren ontvangt.

Stap 7: Definitief model: 3D Print.stl-bestanden

Zorg ervoor dat u uw bed waterpas zet. Dit zijn erg lange 3D-prints en we zouden het vreselijk vinden als ze ergens fout zouden gaan. Het meeste heeft ook geen ondersteuning nodig. Ik heb het uitgeprint in 0.28 voor hogere snelheden, maar 0.16 en alles daartussenin is ook prima als je meer details wilt. Deze afdrukken duurden voor mij ongeveer 20 uur en ik had ze op 250% ingesteld op mijn Ender-3.

Stap 8: Definitief model: monteer het circuit aan het interieur

We hebben zojuist de plakkerige achterkant van het breadboard gebruikt en deze rechtstreeks op de achterkant van de behuizing gemonteerd. Het zal een heel moeilijke pasvorm zijn binnenin, we raden je ten zeerste aan om aangepaste bekabeling te gebruiken omdat dit het gemakkelijker maakt, maar in ons geval kun je zien dat het een beetje te krap was. Plaats ook onderaan de voedingsmodule met de batterij in de behuizing. Op deze afbeelding hadden we het eruit gehaald, zodat het gemakkelijker zou zijn om de inhoud in de koffer te bekijken. Als u bovendien geen aangepaste bekabeling gebruikt, gebruik dan kabelbinders of haarelastiekjes om de kabels in te wikkelen.

Stap 9: Definitief model: close-up lichtpunt

We hebben het tijdelijk dichtgemaakt met wat tape, maar we raden ten zeerste aan om hete lijm of een magneetbevestiging te gebruiken. De reden van ons gebruik van tape was dat we elektrische problemen moesten oplossen. Bij ons gebeurde dit wel, maar door deze methode te gebruiken konden we de oplossing snel oplossen. We raden de tape niet aan voor het uiteindelijke project, maar totdat u volledig zeker bent, moet u het zijpaneel niet permanent bevestigen, anders wordt het oplossen van problemen ongelooflijk moeilijk.

Stap 10: Definitief model: bevestig de halve maan en bevestig deze

We hebben middelgrote gaten geboord aan de zijkanten van de behuizing en de halve maan voor draden om door te gaan. Daarnaast hebben we gaten geboord in de sikkelvorm voor de leds. We hebben 9 gaten geboord, maar slechts 4 van die gaten gebruikt omdat de LED's samen helder genoeg waren. Bovendien hebben we de halve maan op de doos gelijmd en daar vastgemaakt. Onze halve maan heeft 5 grote gaten die we hebben gebruikt, 4 voor LED's en één voor bevestiging aan het moederbord. Zodra uw bedrading is voltooid, moet u deze op de bovenste kroonlijst voor de halve maan bevestigen.

Stap 11: Definitief model: test het uit en verzamel gegevens

Dit is een grafiek van twee fotoweerstanden in de loop van de nacht. De blauwe lijn is de fotoresistor waarop niets is aangesloten. Het is een kale weerstand. Maar de rode lijn is lager, en dat komt omdat het een fotoresistor met snapcircuits is en een zwarte cilinder heeft die maar in één richting wijst. Dat zou ons nauwkeurigere metingen geven en het licht uit elke andere richting uitschakelen. Om dit zelf te doen, kunt u de sd-kaart nemen en het Excel-blad openen. Van daaruit selecteert u de tijd en eventuele andere kolom(men) die u wilt. Het is heel gemakkelijk om een grafiek te maken en te veranderen wat je ervan zou willen zien. Hopelijk kunnen we, naarmate de lichtvervuiling beter wordt, donkere nachten en lagere waarden zien!

Stap 12: Conclusie en dankbetuigingen

En… dat was het van Team Sailor Moon!

We hopen dat je hebt kunnen bereiken wat je wilde doen, en hopelijk vond je het leuk genoeg om te overwegen ons prototype in je eigen huis te implementeren;)

Maar we hadden hier niet helemaal alleen kunnen komen - we willen graag de eer geven waar de eer toekomt.

Allereerst aan onze geweldige mentor, Jezus, die er bij elke stap was - we zijn je zo dankbaar en voor alles wat je voor ons hebt gedaan bij het opzetten van dit geweldige programma.

We willen ook Ken, Geza, Kelly, Chris en Cynthia bedanken voor alle keren dat ze naar de vergaderingen kwamen en met ons samenwerkten, ons de broodnodige feedback gaven die ons hielp verbeteren, of achtergrondkennis over de onderwerpen waar we mee bezig waren met.

Bedankt aan Elenco voor het leveren van snap-circuitsets aan alle deelnemers aan de workshop - ze kwamen erg goed van pas tijdens de bouw van ons project.

En aan de donateurs die dit programma mogelijk hebben gemaakt, danken wij u voor uw steun in deze workshop. Zonder jou was dit allemaal niet gelukt.

Tot slot, Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette en Leilani, onze mededeelnemers, bedankt voor al jullie steun en voor het creëren van zo'n gastvrije omgeving. We vonden het leuk om je de afgelopen drie weken te leren kennen, en laten we contact houden!

-Team Sailor Moon

ps. We hebben een uitgebreide versie van de video hierboven toegevoegd waarin we meer van onze problemen delen die we hebben meegemaakt om dit project te maken. We hopen dat je geniet van onze wandelingen!