EqualAir: Nosivi NeoPixel zaslon aktiviran senzorom zagađenja zraka: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Cilj projekta je napraviti nosivu majicu koja prikazuje evokativnu grafiku kada je zagađenje zraka iznad postavljenog praga. Grafika je inspirirana klasičnom igrom "opekači", u kojoj je automobil poput vesla koje izbacuje ispušne plinove (koji su poput loptica) koji "udaraju" komade pluća i razgrađuju ih. Kad je zagađenje zraka iznad praga (npr. Dok hodate automobilima), na zaslonu će početi svirati inače bezazlene bijele majice. Ovaj su projekt izgradili Jordan, Mary, Nick i Odessa za klasu pod nazivom Umjetnost i znanost stvaranja.

Korak 1: Prikupite materijale

Prikaz:

• 6 * Adapruit NeoPixel digitalna RGBW LED traka - bijela PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (prema web stranici Adafruit, za korištenje više od nekoliko traka NeoPixela potreban je Arduino Mega)
• 1 * 9voltna baterija
• 1 * punjač za prijenosno računalo

Osećaj:

1 * Adafruit MiCS5524 senzor (ovo je bio osjetnik zagađenja zraka koji smo koristili jer je jeftin. Nedostatak je to što osjeća više plinova i ne razlikuje ih)

Ostalo:

2 * bijela majica (predlažemo da kupite prevelike majice jer 1) mora biti mjesta za hardver i 2) morat ćete odrezati malo dodatne tkanine kako biste napravili džep za sakrij hardver)

Alati:

• Džemperi
• Protoboard
• Kondenzator
• Otpornik
• Rezač žice
• Stroj za lemljenje
• Materijal za šivanje i/ili ljepilo za tkanine

Korak 2: Sastavljanje NeoPixel rešetke

Kako biste sastavili NeoPixel rešetku, originalne NeoPixel trake potrebno je rezati i ponovno lemiti ovisno o željenim dimenzijama rešetke. Za ovaj dizajn gradili smo mrežu NeoPixela 47x16:

1. Izrežite 1-metarske (144 NeoPixel) trake u 47 koraka NeoPixel-a, pazeći da se omogući malo prostora za lemljenje na rubovima traka (postoje mali metalni vodiči koji su vidljivi na dnu NeoPixela). Obavezno izrežite tako da je cijela lemilica izložena (jer su već tako male za početak). Razlog zašto su trake 47 piksela umjesto (144/3 = 48) piksela je taj što ćete izgubiti barem jedan ako ih izrežete jer su NeoPixelovi tako blizu jedan drugome.
2. Pažljivo položite stupove jedan do drugoga (po želji ih držite na mjestu električnom trakom) i pobrinite se da dimenzije budu željene (47x16). Postavite stupce u S-uzorak.
3. NeoPixeli imaju kabele za ulaz napona, ulaz i masu koji bi trebali biti spojeni na svoje kolege u sljedećoj traci. Pomoću višežilne žice spojite vodiče stupova zajedno u S-uzorku, pazeći da spojite ispravne vodiče.
4. Ostavite vodiče na krajevima rešetke (trebala bi postojati 2 kraja - jedan na kojem ste započeli i jedan na kojem ste završili S -uzorak), a po želji dodajte i produžetke žice radi praktičnosti. Također možete opcijski odlijepiti ili na neki drugi način pričvrstiti vodiče na kraju. Također, vrućim ljepilom pričvrstite spojeve.
5. Uvjerite se da je vaša tek sastavljena rešetka sigurna dodavanjem još nekoliko slojeva trake ili drugog ljepila na stražnju stranu.

Sada biste trebali imati radnu rešetku koju možete testirati. U biblioteci NeoPixel Matrix možete upotrijebiti matrični testni uzorak da vidite radi li mreža kako se očekuje. Ako se pojavi, trebao bi izgledati kao gornja fotografija (zanemarite Arduino Uno sprijeda, to je bilo za testiranje nečeg drugog)

Korak 3: Dodavanje senzora

Ključni aspekt ovog projekta je senzor, Adafruit MiCS5524, koji može detektirati različite plinove u zraku i signalizirati njihov intenzitet putem analognog ulaza.

1. Prvo provjerite jesu li tri kabela do senzora - naponski ulaz, izlaz i uzemljenje - ispravno ožičeni (opcionalno upotrijebite žicu odgovarajuće boje kako biste tome pomogli).
2. Priključite napon na izlaz 5V na Arduino ploči i spojite masu na masu na ploči.
3. Zatim spojite izlaz na A0 (ili analogni pin po vašem izboru) na Arduino ploči. To je sve što je potrebno za povezivanje senzora s Arduinom.
4. Po izboru, upotrijebite serijski monitor za provjeru da li senzor prijavljuje očitanja (očitanja bi se trebala kretati oko jednog broja i mijenjati se kada je senzor postavljen blizu izvora ugljičnog monoksida ili drugih isparenja).

Na mreži postoje upute za kalibriranje ovog senzora posebno kako bi bio osjetljiv na promjenu okruženja. Ono što smo učinili bilo je ostaviti senzor nekoliko sati kako bismo utvrdili koliki je "uobičajeni" raspon očitanja za prostoriju u kojoj se nalazi. Zatim smo, da bismo testirali "aktiviranje" zaslona, upotrijebili vatu natopljenu alkoholom tako da očitanje senzora skočilo bi iznad postavljenog praga kako bi započelo jednu petlju grafike.

Korak 4: Otklanjanje pogrešaka u kodu

U prilogu je kôd. Primijetite da je na vrhu mnogo zaglavlja. Da biste preuzeli potrebna zaglavlja, u Arduino IDE -u kliknite skica, uključite knjižnicu, a zatim upravljajte knjižnicama. Prije nego što možete prenijeti priloženu datoteku, morate preuzeti sljedeće biblioteke:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Knjižnica Adafruit GFX

Nakon što preuzmete ove knjižnice, u Arduino IDE -u, pod datotekom, primjeri, pronaći ćete primjer koda koji se može mijenjati kako biste ga testirali. Na primjer, strandtest i matrixtest bili su vrlo korisni za testiranje mreže NeoPixel. Na mreži je također lako pronaći uzorke testova za senzor onečišćenja zraka.

Prije nego što možete učitati datoteku i vidjeti radnu rešetku, evo nekoliko redaka koda koji se mogu izmijeniti:

#definirajte PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Pin 6 treba prebaciti na broj pina kojim je NeoPixel mreža pričvršćena na Arduino

Pin AO treba prebaciti na broj pina kojim je senzor priključen na Arduino

#definiraj 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_GRB8 NEO);

Broj 300 definira koliko je piksela pluća degradirano da se računa kao jedan ciklus prikaza. Povećanje broja produžilo bi ciklus (npr. Više pluća je razgrađeno) i obrnuto.

Broj 8 definira broj "kuglica" (ispušnih plinova) koje izlaze iz automobila

Sada, ako ste slijedili upute za točno konstruiranje mreže, konfiguracija NeoMatrix -a bi trebala funkcionirati. Međutim, dobro je napomenuti da ovo postavljanje govori da je koordinata 0, 0 u gornjem lijevom kutu, povezali smo stupce traka, a trake su povezane u S-formaciju. Stoga, ako vaša mreža izgleda savršeno osim ako je preslikana ili isključena za 90 stupnjeva, vjerojatno ste mrežu postavili drugačije i ovdje biste trebali promijeniti kôd. Do kraja ovog koraka trebali biste imati nešto što izgleda kao video, aktiviramo majicu s vatom namočenom u alkohol, grafika igra jednu petlju i ne može se ponovno aktivirati dok se petlja ne aktivira potpuna.

Korak 5: Sastavljanje majice

Da! Sad kad zaslon, senzor i kôd rade, vrijeme je da sve spojite. Na kraju ćemo imati sav hardver pričvršćen na unutarnju košulju, a zatim vanjsku košulju na vrhu koja skriva sve. Majice su bile prevelike pa smo odrezali traku s dna. To nam je dalo tkaninu koja nam je bila potrebna za šivanje džepa za skrivanje okova.

Unutrašnja majica:

1. Počnite tako da prvo postavite trake električne trake na stražnju stranu NeoPixel rešetke samo da biste je učvrstili (znat ćete da ste dobro ako mrežu možete nositi u jednom komadu)
2. Tkanina zalijepi NeoPixel rešetku na unutarnju majicu. Provjerite je li rešetka centrirana i na mjestu gdje se pluća zapravo nalaze.
3. Ostavite ljepilo da se osuši po potrebi, pazite da ljepilo ne procuri sa stražnje strane majice i zalijepite košulju. Nakon što je mreža uključena, pogledajte koliko daleko mogu biti smješteni Arduino, baterija itd. Za nas smo lemljenje žica za prespajanje tako da naše elektroničke komponente budu na stražnjoj strani majice.
4. Sašite traku tkanine kako biste napravili mali džep za elektroničke komponente. Neke dijelove možete ušiti u džep (npr. Arduino) kako biste bili sigurniji.
5. Izrežite mali prorez iz kojeg bi senzor mogao proviriti, za nas je to bilo u sredini ovratnika na stražnjoj strani majice.

Vanjska košulja: Razlog vanjske košulje je zato što izgleda bolje s vanjskom košuljom. Vanjska košulja skriva elektroniku i raspršuje svjetlo iz NeoPixela.

1. Pažljivo stavite vanjsku košulju preko unutarnje košulje
2. Zalijepite tkaninu ili šijte unutarnju košulju na vanjsku košulju tako da rešetka izgleda osvijetljeno kada svijetli (na slici su crne crtice na mjestu gdje je ljepilo za tkaninu)

Korak 6: Rješavanje problema

Čestitamo! Sada imate nosivu majicu koja svijetli na temelju razine onečišćenja zraka. Ako ne, vjerojatno ste zapeli (mi smo pogodili mnoge), pa evo nekoliko prijedloga za rješavanje problema:

• Jastučići za lemljenje na NeoPixel trakama su ludo mali pa je teško osigurati mrežne veze. Koristili smo olovno lemljenje, višežidnu električnu žicu i vruće lijepili spojeve.
• Zbog toga što je NeoPixel tako blizu jedan na drugom na traci, izgubili smo najmanje 1 piksel kad god smo odrezali nit. Korištenje škara bilo je bolje nego korištenje egzaktnog noža, samo ogulite plastičnu smolu i izrežite je.
• Ako zaslon NeoPixel prikazuje čudnu boju (npr. Nestaje do crvene, bilo koja nijansa crvene umjesto bijele), to je vjerojatno zato što mreža nema dovoljno energije. Za učitavanje koda sve smo isključili, učitali kôd, zatim odspojili računalo, priključili bateriju na Arduino i na kraju priključili adapter prijenosnog računala na mrežu.
• Ako zaslon NeoPixel prikazuje potpuno nasumične boje u nasumičnim intervalima, provjerite jesu li osnove zajedničke.
• Kad koristite ljepilo za tkanine, pazite da ne koristite previše tako da procuri i zalijepi majicu. Stavili smo drvenu dasku između dva komada tkanine koji bi se inače dodirivali.

Nadamo se da ste uživali u ovom uputstvu! Sljedeći korak je povezivanje mreže s prijenosnom baterijom i isprobavanje na ulicama, gdje će zagađenje zraka iz automobila i drugih zagađivača pokrenuti zaslon.