EqualAir: תצוגת NeoPixel לבישה המופעלת על ידי חיישן זיהום אוויר: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

מטרת הפרויקט היא ליצור חולצה לבישה המציגה גרפיקה מעוררת כאשר זיהום האוויר עולה על רף מוגדר. הגרפיקה מעוצבת בהשראת המשחק הקלאסי "שוברי לבנים", בכך שהמכונית היא כמו משוט שיורק את הפליטה (שהם כמו כדורים) ש"פוגעת "בחתיכות הריאה ומשפילת אותן. כאשר זיהום האוויר עולה על סף (למשל בהליכה על ידי מכוניות), חולצות הלבן הלא מזיקות אחרת מתחילות לשחק בתצוגה. פרויקט זה נבנה על ידי ג'ורדן, מרי, ניק ואודסה לשיעור בשם The Art and Science of Making.

שלב 1: אסוף את החומרים שלך

לְהַצִיג:

• 6 * רצועת LED דיגיטלית RGBW של Adafruit NeoPixel - PCB לבן 144 LED/מ '
• 1 * Arduino Mega (על פי אתר Adafruit, שימוש ביותר מכמה רצועות NeoPixel דורש מגה Arduino)
• סוללה 1 * 9 וולט
• מטען נייד 1 *

חישה:

1 * חיישן Adafruit MiCS5524 (זה היה חיישן זיהום האוויר שהשתמשנו בו כי הוא זול. החיסרון הוא שהוא מרגיש גזים מרובים ואינו מבחין ביניהם)

אַחֵר:

חולצת טריקו 2 * לבנה (אנו מציעים לקנות חולצות גדולות מדי כי 1) צריך שיהיה מקום לחומרה ו -2) יהיה עליך לחתוך מעט בד נוסף על מנת ליצור כיס להסתיר את החומרה)

כלים:

• מגשרים
• פרוטובארד
• קַבָּל
• נַגָד
• קאטר
• מכונת הלחמה
• חומר תפירה ו/או דבק בד

שלב 2: הרכבת רשת NeoPixel

על מנת להרכיב את רשת NeoPixel, יש לחתוך ולהלחם מחדש את רצועות ה- NeoPixel בהתאם למידות הרשת הרצויות. לצורך עיצוב זה בנינו רשת NeoPixels בגודל 47x16:

1. חותכים את רצועות האורך של מטר אחד (144 NeoPixel) ב -47 מרווחי NeoPixel, היזהרו לאפשר מעט מקום להלחם בשולי הרצועות (ישנם מוליכי מתכת קטנים הנראים על תחתית ה- NeoPixels). הקפד לחתוך כך שכל כרית ההלחמה חשופה (מכיוון שהם כבר כל כך קטנים מלכתחילה). הסיבה שהרצועות באורך 47 פיקסלים במקום באורך (144/3 = 48) פיקסלים היא שתאבד לפחות אחד מחיתוך אותם מכיוון שה- NeoPixel כל כך קרובים זה לזה.
2. הנח בזהירות את העמודים זה ליד זה (אופציונלי השתמש בקלטת חשמל כדי להחזיק אותם במקומם), וודא שהמידות הן כרצונך (47x16). הניחו את העמודות בתבנית S.
3. ל- NeoPixels יש הפניות למתח, כניסה ואדמה שיש לחבר לעמיתיהם ברצועה הבאה. באמצעות חוט רב גדילי, חבר את ההובלות של העמודות יחד בתבנית S, היזהר בחיבור ההובלות הנכונות.
4. השאירו את המובילים בקצות הרשת (צריכים להיות 2 קצוות - אחד שבו התחלתם, ואחד שבו סיימתם את תבנית ה- S), והוסיפו אופציונלי הרחבות לנוחות. תוכל גם להדביק או להדק את הפניות בסוף. כמו כן, הדבק חם מעל החיבורים כדי לאבטח אותם.
5. וודא שהרשת החדשה שהורכבה מאובטחת על ידי הוספת עוד כמה שכבות של סרט חשמלי או דבק אחר לגב.

כעת אמורה להיות לך רשת עבודה שתוכל לבדוק. תחת ספריית NeoPixel Matrix, תוכל להשתמש בקוד הדוגמא של matrixtest כדי לראות אם הרשת פועלת כצפוי. אם כן, זה אמור להיראות כמו בתמונה למעלה (התעלם מה- Arduino Uno מלפנים, זה נועד לבדיקת משהו אחר)

שלב 3: הוספת החיישן

היבט מרכזי בפרויקט זה הוא החיישן, Adafruit MiCS5524, שיכול לזהות גזים משתנים באוויר ולסמן את עוצמתם באמצעות קלט אנלוגי.

1. ראשית, ודא כי שלושת ההובלות לחיישן - מתח, פלט וקרקע - חוטיות כראוי (אופציונלי להשתמש בחוט בצבע מתאים כדי לסייע בכך).
2. חבר את מתח הכניסה ליציאת 5V בלוח ה- Arduino, וחבר את הקרקע לקרקע בלוח.
3. לאחר מכן, חבר את הפלט ל- A0 (או סיכה אנלוגית לבחירתך) בלוח ה- Arduino. זה כל מה שצריך על מנת לחבר את החיישן לארדואינו.
4. לחלופין, השתמש במסך הסידורי כדי לוודא שהחיישן מדווח על קריאות (הקריאות צריכות לרחף סביב מספר אחד ולהשתנות כאשר החיישן ממוקם ליד מקור של פחמן חד חמצני או אדים אחרים).

באינטרנט, יש הוראות לכיול חיישן זה במיוחד כך שהוא רגיש לשינוי בסביבה. מה שעשינו היה להשאיר את החיישן לכמה שעות כדי לקבוע מהו טווח הקריאה ה"רגיל "של החדר בו הוא נמצא. לאחר מכן, כדי לבדוק את" ההפעלה "של התצוגה, השתמשנו בכדור צמר גפן ספוג באלכוהול. קריאת החיישן תעלה מעל סף מוגדר כדי להתחיל לולאה אחת של הגרפיקה.

שלב 4: איתור באגים בקוד

מצורף הקוד. שימו לב שיש הרבה כותרות בחלק העליון. כדי להוריד את הכותרות הנדרשות, ב- IDE של Arduino, לחץ על סקיצה, כלול ספרייה ולאחר מכן נהל ספריות. לפני שתוכל להעלות את הקובץ המצורף, עליך להוריד את הספריות הבאות:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• ספריית GFX של Adafruit

לאחר הורדת הספריות האלה, ב- Arduino IDE, תחת קובץ, דוגמאות, תמצא קוד דוגמא שניתן לשנות אותו כדי לבדוק תוך כדי. לדוגמה, בדיקת הגדילה והמטריקסטסט היו שימושיים מאוד לבדיקת רשת NeoPixel. באינטרנט, קל למצוא גם בדיקות מדגם לחיישן זיהום האוויר.

לפני שתוכל להעלות את הקובץ ולראות את רשת העבודה, להלן מספר שורות קוד שניתן לשנות:

#הגדר PIN 6

#הגדר SENSOR_PIN A0

יש להעביר את הסיכה 6 למספר הסיכה שאיתו מחוברת רשת NeoPixel ל- Arduino

יש להעביר את סיכה AO למספר הסיכה שאיתו מחובר החיישן לארדואינו

#define STOP 300

#הגדר NUM_BALLS 8

מטריצת Adafruit_NeoMatrix = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_K;

המספר 300 מגדיר כמה פיקסלים של הריאה מתדרדרים כדי לספור כמחזור אחד של התצוגה. הגדלת המספר תאריך את המחזור (למשל יותר מהריאות מתפוררות) ולהיפך.

המספר 8 מגדיר את מספר ה"כדורים "(פליטה) שיוצאים מהמכונית

כעת, אם פעלת לפי ההנחיות לבניית הרשת במדויק, התצורה של NeoMatrix אמורה לפעול. עם זאת, רק טוב לציין שמה שההגדרה הזו אומרת שרכזת 0, 0 נמצאת בצד שמאל למעלה, חיברנו עמודות של רצועות, והרצועות מחוברות במבנה S. לפיכך, אם הרשת שלך נראית מושלמת למעט המראה או 90 מעלות כבוי, סביר שתגדיר את הרשת אחרת וצריך לשנות את הקוד כאן. בסוף שלב זה אמור להיות לך משהו שנראה כמו הסרטון, אנחנו מפעילים את החולצה עם צמר גפן ספוג באלכוהול, הגרפיקה משחקת לולאה אחת ולא ניתן להפעיל אותה מחדש עד שהלולאה לְהַשְׁלִים.

שלב 5: הרכבת החולצה

יש! כעת, כאשר התצוגה, החיישן והקוד פועלים, הגיע הזמן לחבר הכל. בסופו של דבר, כל החומרה תהיה מחוברת לחולצה הפנימית, ואז החולצה החיצונית למעלה תסתיר את הכל. החולצות היו גדולות מדי ולכן חתכנו פס מהחלק התחתון. זה נתן לנו את הבד הדרוש לתפירת כיס להסתרת החומרה.

חולצה פנימית:

1. התחל על ידי הנחת רצועות סרט חשמלי בחלק האחורי של רשת NeoPixel רק כדי לאבטח אותו (תדע שאתה בסדר אם תוכל לסחוב את הרשת בחתיכה אחת)
2. בד הדבק את רשת NeoPixel על החולצה הפנימית. וודא שהרשת ממוקדת ומעל המקום שבו הריאות נמצאות בפועל.
3. הניחו לדבק להתייבש לפי הצורך, וודאו שהדבק לא יחלחל על חלקה האחורי של החולצה והדביקו את החולצה סגורה. לאחר שהרשת מופעלת, בדוק כמה רחוק ניתן להציב את הארדואינו, הסוללה וכו '. בשבילנו הלחמנו את חוטי המגשר כך שהרכיבים האלקטרוניים שלנו יהיו בחלק האחורי של החולצה.
4. לתפור את רצועת הבד כדי ליצור כיס קטן לרכיבים האלקטרוניים. אתה יכול לתפור כמה רכיבים לתוך הכיס (למשל הארדואינו) כדי להפוך אותו בטוח יותר.
5. חתכו חריץ קטן לחיישן להציץ מתוכו, מבחינתנו זה היה במרכז הצווארון בחלק האחורי של החולצה.

חולצה חיצונית: הסיבה לחולצה החיצונית היא כי היא נראית טוב יותר עם חולצה חיצונית. החולצה החיצונית מסתירה את האלקטרוניקה ומפזרת את האור מה- NeoPixels.

1. הנח בזהירות את החולצה החיצונית מעל החולצה הפנימית
2. הדבק בד או תפר את החולצה הפנימית לחולצה החיצונית כך שהרשת נראית מלמדת כשהיא מוארת (בתמונה, המקפים השחורים הם המקום בו נמצא דבק הבד)

שלב 6: פתרון בעיות

מזל טוב! כעת יש לך חולצת טריקו לבישה שמאירה על סמך רמות זיהום האוויר. אם לא, סביר להניח שפגעת בנגיף (פגענו בהרבה), אז הנה כמה הצעות לפתרון בעיות:

• כריות ההלחמה ברצועות NeoPixel קטנות בטירוף ולכן קשה לאבטח את חיבורי הרשת. השתמשנו בהלחמה עופרת, בחוט חשמלי רב גדילי והדבקה חמה לאורך החיבורים.
• כתוצאה מכך שה- NeoPixel היה כל כך קרוב זה לזה ברצועה, איבדנו לפחות פיקסל אחד בכל פעם שחתכנו את הגדיל. שימוש במספריים היה טוב יותר מאשר שימוש בסכין מדויקת, פשוט קלפו את שרף הפלסטיק וחתכו.
• אם תצוגת NeoPixel מציגה צבע מוזר (למשל דהייה לאדום, כל גוון אדום במקום לבן), סביר להניח כי הרשת לא מספקת מספיק כוח. כדי להעלות קוד, ניתקנו הכל מהחשמל, העלנו את הקוד, ניתקנו את המחשב, חיברנו את הסוללה לארדואינו ולבסוף חיברנו את מתאם המחשב הנייד לרשת.
• אם תצוגת NeoPixel מציגה צבעים אקראיים לחלוטין במרווחי זמן אקראיים, וודא שהשטח משותף.
• בעת שימוש בדבק מבד, הקפד לא להשתמש יותר מדי כך שיחלחל וידביק את החולצה. שמנו קרש עץ בין שני חלקי בד שאחרת היו נוגעים ללב.

אנו מקווים שנהניתם מההדרכה הזו! השלב הבא הוא לחבר את הרשת לסוללה ניידת ולקחת אותה לסיבוב ברחובות, שם זיהום אוויר ממכוניות ומזהמים אחרים יפעיל את התצוגה.