EqualAir: Paparan NeoPixel yang Boleh Dipakai Dipicu oleh Sensor Pencemaran Udara: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Tujuan projek ini adalah untuk membuat t-shirt yang boleh dipakai yang memaparkan grafik yang menggugah ketika pencemaran udara berada di atas ambang yang ditetapkan. Grafik itu diilhamkan oleh permainan klasik "pemecah bata", kerana kereta itu seperti dayung yang mengeluarkan keluar ekzos (yang seperti bola) yang "memukul" kepingan paru-paru dan menurunkannya. Apabila pencemaran udara berada di atas ambang pintu (mis. Ketika berjalan dengan kereta), t-shirt putih yang tidak berbahaya mula memainkan paparan. Projek ini dibina oleh Jordan, Mary, Nick, dan Odessa untuk kelas yang dipanggil The Art and Science of Making.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan Anda

Paparan:

• 6 * Jalur LED RGBW Digital Adafruit NeoPixel - Putih PCB 144 LED / m
• 1 * Arduino Mega (menurut laman web Adafruit, menggunakan lebih daripada beberapa helai NeoPixel memerlukan Arduino Mega)
• Bateri 1 * 9volt
• 1 * pengecas komputer riba

Merasakan:

1 * Sensor Adafruit MiCS5524 (ini adalah sensor pencemaran udara yang kami gunakan kerana harganya murah. Kelemahannya ialah ia merasakan banyak gas dan tidak membezakannya)

Lain-lain:

2 * t-shirt putih (kami mencadangkan membeli t-shirt yang terlalu besar kerana 1) perlu ada ruang untuk perkakasan dan 2) anda perlu memotong sedikit kain tambahan untuk membuat poket untuk sembunyikan perkakasan)

Alat:

• Pelompat
• Papan Protob
• Kapasitor
• Perintang
• Pemotong wayar
• Mesin pematerian
• Bahan jahit dan / atau gam kain

Langkah 2: Pemasangan Grid NeoPixel

Untuk memasang grid NeoPixel, jalur NeoPixel yang asli perlu dipotong dan disolder semula bergantung pada dimensi grid yang diinginkan. Untuk reka bentuk ini, kami membina grid NeoPixels 47x16:

1. Potong jalur 1-meter (144 NeoPixel) dalam 47 kenaikan NeoPixel, berhati-hati untuk membiarkan beberapa ruang menyolder di tepi jalur (terdapat plumbum logam kecil yang dapat dilihat di bahagian bawah NeoPixel). Pastikan untuk memotong sehingga seluruh pad pemateri terkena (kerana mereka sudah sangat kecil). Sebab jalur sepanjang 47 piksel dan bukannya (144/3 = 48) piksel adalah kerana anda akan kehilangan sekurang-kurangnya satu daripada memotongnya kerana NeoPixel sangat dekat.
2. Letakkan tiang dengan hati-hati di sebelah satu sama lain (gunakan pita elektrik untuk meletakkannya di tempat), dan pastikan dimensi seperti yang dikehendaki (47x16). Letakkan lajur dalam pola-S.
3. NeoPixels mempunyai petunjuk untuk voltan masuk, input, dan arde yang harus disambungkan ke rakan sejawatnya di jalur seterusnya. Dengan menggunakan dawai multi-helai, sambungkan petunjuk lajur bersama-sama dalam pola-S, dengan berhati-hati untuk menyambungkan petunjuk yang betul.
4. Tinggalkan petunjuk di hujung grid (semestinya ada 2 hujung - satu di mana anda memulakan, dan satu di mana anda mengakhiri corak S), dan secara tambahan tambahkan sambungan wayar untuk kemudahan. Anda juga boleh memilih atau melekatkan petunjuk pada pilihan. Juga, lem panas di atas sambungan untuk melindungi mereka.
5. Pastikan grid yang baru dipasang anda selamat dengan menambahkan beberapa lapisan pita elektrik atau pelekat lain di bahagian belakang.

Sekarang anda harus mempunyai grid kerja yang boleh anda uji. Di bawah perpustakaan NeoPixel Matrix, anda boleh menggunakan kod sampel matrixtest untuk melihat apakah grid berfungsi seperti yang diharapkan. Jika ya, gambar seperti gambar di atas (abaikan Arduino Uno di depan, itu untuk menguji sesuatu yang lain)

Langkah 3: Menambah Sensor

Aspek utama projek ini adalah sensor, Adafruit MiCS5524, yang dapat mengesan pelbagai gas di udara dan memberi isyarat intensiti melalui input analog.

1. Pertama, pastikan ketiga-tiga pendorong ke sensor - voltan masuk, output, dan tanah - telah disambungkan dengan betul (pilihan menggunakan wayar berwarna dengan tepat untuk membantu ini).
2. Sambungkan voltan masuk ke output 5V pada papan Arduino, dan sambungkan tanah ke tanah di papan.
3. Kemudian, sambungkan output ke A0 (atau pin analog pilihan anda) di papan Arduino. Ini semua yang diperlukan untuk menyambungkan sensor ke Arduino.
4. Sebagai pilihan, gunakan monitor Serial untuk mengesahkan bahawa pembacaan dilaporkan oleh sensor (pembacaan harus berlegar di sekitar satu nombor dan berubah ketika sensor diletakkan di dekat sumber karbon monoksida atau asap lain).

Dalam talian, terdapat arahan untuk mengkalibrasi sensor ini secara khusus sehingga sensitif terhadap perubahan persekitaran. Apa yang kami lakukan adalah meninggalkan sensor selama beberapa jam untuk menentukan julat bacaan "biasa" untuk ruangan di mana. Kemudian, untuk menguji "pemicu" paparan, kami menggunakan bola kapas yang direndam dalam alkohol gosok sehingga bacaan sensor akan melonjak di atas ambang yang ditetapkan untuk memulakan satu gelung grafik.

Langkah 4: Menyahpepijat Kod

Terlampir adalah kod. Perhatikan bahawa terdapat banyak tajuk yang terdapat di bahagian atas. Untuk memuat turun tajuk yang diperlukan, di Arduino IDE, klik lakaran, sertakan perpustakaan, dan kemudian uruskan perpustakaan. Sebelum memuat naik fail yang dilampirkan, anda perlu memuat turun pustaka berikut:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Perpustakaan Adafruit GFX

Setelah memuat turun perpustakaan ini, dalam contoh Arduino IDE, di bawah fail, anda akan menemui contoh kod yang boleh diubah suai untuk diuji semasa anda pergi. Sebagai contoh, strandtest dan matrixtest sangat berguna untuk menguji grid NeoPixel. Dalam talian, mudah untuk mencari ujian sampel untuk sensor pencemaran udara.

Sebelum anda boleh memuat naik fail dan melihat grid berfungsi, berikut adalah beberapa baris kod yang dapat diubah suai:

#tentukan PIN 6

#tentukan SENSOR_PIN A0

Pin 6 harus ditukar ke nombor pin yang grid NeoPixel dilampirkan ke Arduino

Pin AO harus ditukar ke nombor pin yang disambungkan oleh sensor ke Arduino

#tentukan HENTI 300

#tentukan NUM_BALLS 8

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

Nombor 300 menentukan berapa piksel paru-paru yang terdegradasi untuk dikira sebagai satu pusingan paparan. Menambah bilangan akan menjadikan kitaran lebih lama (mis. Lebih banyak paru-paru mengalami penurunan) dan sebaliknya.

Nombor 8 menentukan bilangan "bola" (ekzos) yang keluar dari kereta

Sekarang, jika anda mengikuti arahan untuk membina grid dengan tepat, konfigurasi NeoMatrix harus berfungsi. Walau bagaimanapun, hanya baik untuk diperhatikan bahawa apa yang dikatakan oleh persediaan ini ialah koordinat 0, 0 berada di kiri atas, kami menghubungkan lajur jalur, dan jalur disambungkan dalam formasi S. Oleh itu, jika grid anda kelihatan sempurna kecuali cermin atau 90 darjah, kemungkinan anda menyiapkan grid secara berbeza dan harus menukar kodnya di sini. Pada akhir langkah ini, anda pasti mempunyai sesuatu yang menyerupai video, kami mencetuskan t-shirt dengan bola kapas yang direndam dalam alkohol, grafik bermain satu gelung dan tidak dapat dipicu semula sehingga gelung lengkap.

Langkah 5: Menggabungkan T-shirt

Yay! Sekarang anda mempunyai paparan, sensor, dan kod semuanya berfungsi, inilah masanya untuk menyatukan semuanya. Pada akhirnya, kita akan memasang semua perkakasan pada baju dalam, dan kemudian baju luar di bahagian atas menyembunyikan semuanya. T-shirtnya terlalu besar sehingga kami memotong sehelai bahagian bawah. Ini memberi kami kain yang kami perlukan untuk menjahit poket untuk menyembunyikan perkakasan.

Baju dalaman:

1. Mulailah dengan meletakkan jalur pita elektrik terlebih dahulu di bahagian belakang grid NeoPixel hanya untuk mengamankannya (anda akan tahu bahawa anda baik-baik saja jika anda dapat membawa grid dalam satu bahagian)
2. Fabrikkan gam NeoPixel ke t-shirt dalaman. Pastikan grid berpusat, dan di mana paru-paru berada.
3. Biarkan lem kering seperti yang diperlukan, pastikan lem tidak meresap ke bahagian belakang baju dan lem penutup baju. Setelah grid dihidupkan, lihat sejauh mana Arduino, bateri dan sebagainya boleh diletakkan. Bagi kami, kami telah menyolder wayar pelompat supaya komponen elektronik kami berada di bahagian belakang baju.
4. Jahit jalur kain untuk membuat poket kecil untuk komponen elektronik. Anda boleh menjahit beberapa komponen ke dalam poket (mis. Arduino) untuk menjadikannya lebih selamat.
5. Potong celah kecil agar sensor mengintip, kerana kami, ini berada di tengah kerah di bahagian belakang baju.

Baju luar: Sebab untuk baju luar adalah kerana ia kelihatan lebih baik dengan baju luar. Baju luar menyembunyikan elektronik dan menyebarkan cahaya dari NeoPixels.

1. Letakkan baju luar dengan teliti di atas baju dalam
2. Lem kain atau jahit baju dalam ke baju luar sehingga grid kelihatan diajar ketika menyala (dalam gambar, garis hitam adalah tempat gam kain)

Langkah 6: Penyelesaian masalah

Tahniah! Anda kini mempunyai t-shirt yang boleh dipakai yang menyala berdasarkan tahap pencemaran udara. Sekiranya tidak, maka anda mungkin mengalami masalah (kami memukul banyak), jadi berikut adalah beberapa cadangan penyelesaian masalah:

• Pad solder pada jalur NeoPixel sangat kecil sehingga sukar untuk mendapatkan sambungan grid dengan selamat. Kami menggunakan pateri plumbum, wayar elektrik pelbagai helai, dan sambungan terpaku panas.
• Akibat NeoPixel berada dekat di jalur, kita kehilangan sekurang-kurangnya 1 piksel setiap kali kita memotong helai. Menggunakan gunting lebih baik daripada menggunakan pisau tepat, kupas kembali plastik plastik dan potong.
• Sekiranya paparan NeoPixel menunjukkan warna yang aneh (mis. Pudar ke merah, warna merah dan bukannya putih), kemungkinan kerana grid tidak mendapat cukup tenaga. Untuk memuat naik kod, kami telah mencabut segala-galanya, memuat naik kod, kemudian mencabut komputer, menyambungkan bateri ke Arduino, dan akhirnya memasang penyesuai komputer riba ke grid.
• Sekiranya paparan NeoPixel menunjukkan warna yang benar-benar rawak secara berkala, pastikan alasannya umum.
• Semasa menggunakan gam kain, pastikan anda tidak menggunakan terlalu banyak sehingga meresap dan menempelkan t-shirt. Kami meletakkan papan kayu di antara dua kepingan kain yang mungkin akan menyentuh.

Kami harap anda menikmati pengajaran ini! Langkah seterusnya adalah menyambungkan grid ke bateri mudah alih dan menggunakannya untuk berputar di jalanan, di mana pencemaran udara dari kereta dan pencemar lain akan memicu paparan.