IlluMOONation - një model ndriçimi inteligjent: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

A keni parë ndonjëherë qiellin e natës dhe nuk keni qenë në gjendje të shihni ndonjë yll?

Miliona fëmijë në të gjithë globin nuk do ta përjetojnë kurrë Rrugën e Qumështit ku jetojnë për shkak të përdorimit të shtuar dhe të përhapur të dritës artificiale gjatë natës, e cila jo vetëm që dëmton pikëpamjen tonë për universin, por ndikon negativisht në mjedisin, sigurinë, konsumin e energjisë dhe shëndetin tonë. Me

Për tre miliardë vjet, jeta në Tokë ekzistonte në një ritëm të dritës dhe errësirës që u krijua vetëm nga ndriçimi i Diellit, Hënës dhe yjeve. Tani, dritat artificiale mposhtin errësirën dhe qytetet tona shkëlqejnë natën, duke prishur modelin natyror ditë-natë dhe duke ndryshuar ekuilibrin delikat të mjedisit tonë. Një specie që është dëmtuar veçanërisht nga ky fenomen janë breshkat e detit.

Kur breshkat e detit lindin, ata shikojnë hënën si një burim drite për t'i udhëhequr ata në oqean për siguri. Por këto ditë, dritat e rrugëve nga plazhet janë bërë aq të ndritshme sa që breshkat e vogla shpesh përfundojnë duke i ndjekur në rrugë, duke vdekur ose nga dehidratimi, grabitqarët, ose duke u përplasur nga automjetet në rrugë. Kafshët e tjera të natës gjithashtu dëmtohen nga këto drita të ndritshme, edhe pse jo në të njëjtën masë si breshkat. Përdorimi i shtuar i këtyre dritave me ton të ftohtë gjatë natës mund t'i bëjë ata të largohen nga ritmi i tyre normal i qarkullimit dhe të kompensojnë funksionin e tyre biologjik, ndonjëherë edhe në masën e vdekjes.

Për njerëzit, drita blu ndikon në nivelet tona të melatoninës, duke çuar në më pak gjumë dhe një mori problemesh të tjera që vijnë si rezultat. Hulumtimet sugjerojnë se drita artificiale gjatë natës mund të rrisë rreziqet për obezitetin, depresionin, çrregullimet e gjumit, diabetin, kancerin e gjirit dhe më shumë.

Nëse e keni lexuar deri tani, mund të pyesni, çfarë mund të bëjmë për të ndihmuar? Epo, thjesht fikja e dritave kur nuk janë të nevojshme dhe ndryshimi i ngjyrës së dritave tuaja në të kuqe dhe të verdha është një fillim i mirë. Sidoqoftë, ne kemi nevojë për një sistem që mund të zbatohet në qytete në të gjithë botën për të bërë me të vërtetë një ndikim dhe për të ndryshuar dëmin shkatërrues që ndotja e dritës ka marrë në Tokën tonë.

Ne këtu në SEAside Lighting Co kemi dalë me zgjidhjen perfekte. Ne ju paraqesim: illuMOONation -sistemi ynë shumë i zgjuar i ndriçimit i përbërë nga drita rrugore miqësore me mjedisin të bëra me sensorë bazë dhe LED. illuMOONation nuk është vetëm i aktivizuar nga objekti dhe i kontrolluar nga mjedisi, por edhe diçka që ju mund ta bëni në shtëpi! I intriguar? Epo, lexoni për të mësuar se si të krijoni versionin tuaj të këtij Modeli të Ndriçimit Smart … dhe ndoshta një ditë ta bëni atë një realitet në shkallë të plotë!

Karakteristikat kryesore:

• Dritat Lëvizëse - Sensori tejzanor zbulon se ku ndodhet një objekt dhe ndez dritën përkatëse, ndërsa pjesa tjetër mbetet e fikur
• E njëanshme-Në anën e oqeanit dhe në pikën larg plazhit, kështu që kafshët që dalin në breg natën nuk shpërqendrohen nga shkëlqimi i verbuar, ndërkohë që ende sigurojnë mbulim të plotë të rrugës për automjetet dhe këmbësorët
• Dritat me ngjyrë të kuqe - Kafshët e natës kanë aftësi të zgjeruara për të parë gjatësi vale më të shkurtër, kështu që tonet më të ngrohta nuk ndikojnë aq shumë tek ata, gjithashtu më mirë për njerëzit për shkak të ndikimeve të dëmshme të dritës blu gjatë natës që u përmendën më lart
• Mburoja Reflektuese dhe Këndi Poshtë - Drita drejtohet duke përdorur materialin reflektues brenda modulit mbrojtës dhe është e vendosur në kënd, kështu që mbulon një zonë më të madhe pa rritur shpërndarjen e dritës
• Modaliteti Dritë/Errësirë - Dritat dhe sensorët që nuk janë të nevojshëm çaktivizohen kur është e ndritshme për të kursyer energji
• Moti i përgjegjshëm - Merr lexime të temperaturës dhe lagështisë dhe zvogëlon intensitetin kur është i prirur për më shumë shpërndarje të dritës
• Eko -Friendly - Sistemi inteligjent i energjisë duke përdorur panel diellor për të ngarkuar baterinë me rrezet e diellit të gatshme për të zvogëluar shtimin e karburanteve fosile në atmosferë
• Ekrani Qendror - Ekrani OLED tregon vlerat e sensorit dhe mënyrën e sistemit të ndriçimit, më të arritshme për përdoruesit e përgjithshëm dhe administratorët
• Regjistrimi i të dhënave - Të dhënat e sensorit ruhen në një kartë SD kështu që mund të analizohen për të përmirësuar më tej modelin dhe për të kalibruar në mjedis

Furnizimet

Struktura -

• 2 Pllaka shkumash 11 "x 14"
• 2 shkopinj lapsesh
• Sheshi 6 "x 6" i Petë Alumini
• 3 Pastrues të Tubave të Gjelbër
• 1 shufër kunjësh (diametër 1/2 ")
• 3 kashtë të gjerë
• Rërë
• Letër ndërtimi e verdhë, jeshile, blu, kafe dhe e zezë

Elektronikë -

• 3 LED RGB
• Sensor tejzanor
• Sensori i temperaturës/lagështisë DHT
• Photoresistor (Snap Circuits Kit, ose nga Arduino Kit)
• Mini Panel Diellor
• Mini ekran OLED
• Lexues i kartave Micro SD
• Kartë mikro SD
• 2 Arduinos
• 2 Lidhës të energjisë DC-to-9 Volt
• 2 Bateri 9 Volt
• Breadboard
• Rezistencë 100 kOhm
• 6 Rezistenca 100 Ohm
• Ndreqës diodash
• Arduino IDE (i instaluar për të ekzekutuar kodin)
• Aligator Clip-to-Male, Male-to-Female dhe Male-to-Male Tela

(Klikoni K HTU blini Arduino UNO Starter Kit me sensorë, tela, etj)

Pajisje -

• Armë me ngjitës të nxehtë
• Thikë X-Acto
• Gërshërë
• Ngjitese
• Ngjitës i lëngshëm
• Furçë bojë
• Preres telash

Hapi 1: Ndërtoni Mjedisin

1. Merrni pllakat e shkumës dhe ngjitini ato së bashku me anët më të gjata të skuqura me njëra -tjetrën për të krijuar një bazë më të madhe për modelin tuaj.
2. Thyejini shkopinjtë e salcës në gjysmë dhe ngjitini ato në mënyrë të barabartë në një distancë të barabartë dhe pingul përgjatë vijës ku takohen 2 dërrasat. Kjo është për të forcuar nyjen.
3. Shënoni shufrën e kunjit në 4 pjesë 2 inç dhe pritini ato duke përdorur thikën X-Acto.
4. Bëni vrima në 4 qoshe të tabelës rreth 1.5”nga skajet dhe ngjitni nxehtë pjesët e kunjave. Sigurohuni që kunjat të jenë pingul me tabelën nga të gjitha këndet.
5. Kthejeni bordin dhe kontrolloni për të parë nëse është në nivel (duhet të jetë si një mini-tavolinë). Pritini copa letre ndërtimi për të formuar rrugën, barin, trotuarin dhe ndarësin.
6. Ngjitini këto pjesë në tabelë duke përdorur shkopin e ngjitësit për të treguar mjedisin për sistemin e ndriçimit.
7. Përdorni furçën e bojës për të përhapur zam të lëngshëm në anën e zbrazët të tabelës. Para se të thahet, shtoni rërë dhe lyejeni në mënyrë të barabartë në zam derisa të ngjitet. Pastaj përdorni letër blu për të simuluar ujin në këtë "plazh".
8. Ktheni pastruesit e tubave në formën e 2 breshkave të detit për të përfaqësuar kafshët që jetojnë në mjedisin e synuar.

Hapi 2: Shtoni Dritat

1. Pritini kashtë në gjysmë për të formuar shtyllat për dritat tuaja.
2. Bëni 3 vrima të ndara në mënyrë të barabartë përmes dërrasës në ndarësin që kalon midis plazhit dhe trotuarit. Testoni për të parë nëse kashta përshtatet, nëse jo i bëni ato më të mëdha.
3. Ngjiteni letrën e aluminit në një copë letër ndërtimi të zezë me të njëjtën madhësi duke përdorur një shkop zam. Ndiqni modelin e bashkangjitur në letër 3 herë dhe prerë format për të formuar mbrojtjen për dritën.
4. Bëni një vrimë në mes të secilës mbrojtëse për LED. Filloni nga e vogla dhe rriteni vetëm me rritje të vogla derisa LED të përshtatet, por nuk bie.
5. Paloseni në 4 anët e mbrojtjes (me petë të kthyer nga lart). Përdorni shirita të vegjël të shiritit për t'u bashkuar në anët dhe për ta bërë atë 3D.
6. Përkulni pjesën e lehtë të LED -ve poshtë në mënyrë që ata të formojnë një kënd 60º kur drejtimet janë vertikale.
7. Bashkangjitni 3 tela meshkuj-femra në prizat e tyre përkatëse: e zezë për tokën, jeshile për vlerën e gjelbër dhe e kuqe për vlerën e kuqe. Kunja blu nuk përdoret për këtë projekt. Kaloni telat përmes shtyllave të dritës së kashtës.
8. Ngjiteni nxehtësisht mbrojtësin në secilën LED nga ana e pasme, duke qenë i sigurt që të mos prekni drejtpërdrejt përbërësit ose lidhjet metalike.
9. Ngjitni telat dhe pjesën e poshtme të kashtave përmes vrimave në tabelë. Përdorni zam të nxehtë për të siguruar shtyllat pingul me bazën nga të gjitha drejtimet.

Hapi 3: Shtoni sensorët

1. Pritini një çarje për sensorin tejzanor në fund të rrugës, rreth 0.5”nga buza e tabelës. Shtyjeni sensorin në mënyrë që të jetë pingul me bazën nga një pamje anësore dhe të sigurohet me zam të nxehtë. Kjo është jashtëzakonisht e rëndësishme, kështu që leximet janë të sakta dhe sinjalet kërcejnë nga objekti, jo nga tabela.
2. Në cepin në anën e kundërt të rrugës, prerë vrimat për t'iu përshtatur kunjave OLED dhe DHT. Sigurohuni përsëri me zam të nxehtë pa rrezikuar asnjë nga përbërësit elektrikë.
3. Përdorni kasetë për të bashkuar Photoresistor në pengesë dhe para dritës së parë. Ky modul Photoresistor është një dhuratë e dhënë me mirësi nga Elenco, krijuesi i Qarqeve Snap, si një donacion për programin.
4. Së fundi, lidhni sensorët me Arduino duke përdorur tabelën e bukës dhe diagramet e qarkut të dhënë. Sigurohuni që të lidhni 2 Arduinos së bashku dhe të keni vetëm qarkun e Kartës SD në Arduino -n e dytë, i cili njihet si "punonjësi". Tjetri, me të gjithë sensorët, është "shefi".

Hapi 4: Shtoni Kodin

1. Para se të vazhdoni, ecni nëpër tabelat e rrjedhës për të kuptuar parimet e kodit të ofruar dhe si funksionon në model.
2. Instaloni programin Arduino IDE në kompjuter. Shkarkoni kodin nga dosja e bashkangjitur e Google Drive. Instaloni dhe përfshini bibliotekat SPI, Wire dhe DHT, Adafruit_GFX, dhe Adafruit_SSD1306 nga Menaxheri i Bibliotekës nëse kërkon përpiluesi.
3. Ndryshoni numrat e kunjave që të përputhen me qarkun tuaj, nëse është e nevojshme. Injoroni këtë hap nëse përdorni të njëjtat kunja si diagramet e qarkut të dhënë.

Hapi 5: Testoni modelin

1. Ngarko kodin përkatës në secilin Arduino dhe lidhe me paketat e baterive për energji.
2. Drejtoni programin për aq kohë sa është e nevojshme për të mbledhur të dhëna, transkriptimi i Kartës SD do të fillojë automatikisht.

Bashkangjitur janë të dhënat që kemi mbledhur përmes një prove të brendshme të modelit tonë. Fatkeqësisht për shkak të kushteve të motit dhe çështjeve të sigurisë, ne nuk ishim në gjendje ta testonim atë jashtë, megjithatë ai ende ofron prova të konceptit dhe informacionit në lidhje me mjedisin e testimit.

Gjatë gjithë periudhës së provës, leximet e Temperaturës dhe Lagështisë mbetën relativisht të njëjta për shkak të rregullimit të gjendjes së brendshme në mjedisin e testimit (një shtëpi). Ka disa rritje periodike, por ato ka të ngjarë të jenë gabime duke pasur parasysh rrallësinë dhe mungesën e korrelacionit të tyre. Distanca gjithashtu nuk ndryshon jashtë kufirit të gabimit sepse nuk kishte makina të vërteta të njerëzve që lëviznin në mjedis. Sidoqoftë, nëse ky do të ishte një model në shkallë të plotë, distanca ndoshta do të ishte faktori më i ndryshueshëm për shkak të niveleve të aktivitetit në ndryshim të vazhdueshëm në zonë dhe mungesës së parashikueshmërisë së atyre modeleve. Sidoqoftë, meqenëse modeli ishte vendosur pranë një dritareje, vlerat e fotorezistencës në fakt luhaten në mënyrë drastike. Kur modeli filloi për herë të parë gjatë natës ata lexuan në rangun nën 50. Sidoqoftë, ndërsa dielli lind dhe ndriçimi i ambientit bëhet më i ndritshëm, vlerat e fotorezistencës rriten në përputhje me rrethanat. Pas kësaj, grafiku bie përsëri kur blindat janë të mbyllur në zonën e testimit, por ato kthehen përsëri kur ndizet ndriçimi artificial i dhomës. Si përfundim, përmes këtyre të dhënave të mbledhura është vërtetuar qartë se modeli ynë në fakt raporton me saktësi të dhënat për rrethinën e tij, dhe se ai informacion mund të përdoret për të ndryshuar cilësimet e sistemit për të pasqyruar kushtet në të cilat ai ndodhet dhe për të kontribuar në zvogëlimin e ndotjes së dritës si nje teresi

Hapi 6: Zgjidhja e problemeve

Asgjë nuk po ndodh? Provoni këto hapa për të ndihmuar në rregullimin e problemit:

Perpara se te fillosh -

• Sigurohuni që kodi të përpilohet dhe të jetë ngarkuar saktë në të dy Arduinos. Nëse përpiluesi shfaq një mesazh gabimi, bëni ndryshime në varësi të asaj që thotë. Disa çështje të zakonshme janë të pasakta/mungesa e bibliotekave, një pikëpresje që mungon ose porta e pasaktë e zgjedhur për lidhjen USB.
• Kontrolloni për instalimet elektrike dhe ngarkimin e baterisë. Sigurohuni që fuqia dhe binarët e tokëzuar në dërrasën e bukës janë të lidhura me Arduino.

Dritat nuk ndizen? -

• Sigurohuni që OLED të thotë "Dark Mode Activated". Sistemi i zgjuar çaktivizon LED -të gjatë "modalitetit të dritës" për të kursyer energji dhe për të parandaluar përdorimin e panevojshëm.
• Shikoni nëse LED -të tuaj janë djegur duke përdorur një kod të thjeshtë për t'i ndezur dhe fikur ato. Mos harroni të përfshini një rezistencë gjatë testimit.

OLED nuk ndizet? -

• Lidhni "punonjësin" Arduino me kompjuterin dhe hapni monitorin serik për të siguruar që vlerat po lexohen.
• Provoni të fshini skedarin ekzistues në kartën SD dhe të ekzekutoni përsëri kodin.

Karta SD nuk lexon të dhëna? -

• Sigurohuni që karta SD është futur në lexues dhe në mënyrë korrekte.
• Sigurohuni që ka ruajtje të mjaftueshme në dispozicion për të dhënat në kartë.

Ndonje gje tjeter? -

Na kontaktoni dhe ne mund të ndihmojmë në zgjidhjen e problemit

Hapi 7: Përfundimi

Në përgjithësi, illuMOONation është zgjidhja ideale gjithëpërfshirëse e ndriçimit për ndriçimin në bregdet në të gjithë botën. Karakteristikat e tij unike nuk janë parë kurrë më parë në tregun e ndriçimit, dhe ndikimi që ka në zvogëlimin e ndotjes së dritës, ndërsa është gjithashtu i ndërgjegjshëm për mjedisin dhe i dobishëm si për njerëzit ashtu edhe për speciet e kafshëve është i pakrahasueshëm. Sidoqoftë, ne e dimë që iluminimi nuk është i përsosur. Për shkak të kohës së kufizuar dhe materialeve të siguruara për projektin, ne nuk ishim në gjendje të bënim një model në shkallë të plotë dhe ta testonim atë në një mjedis të vërtetë të jashtëm. Por me ndihmën TUAJ, ne mund ta çojmë iluzionin në një nivel tjetër dhe ta fusim atë në jetën tonë të përditshme, për një botë më të mirë për të gjithë jetën në Tokë.

Planet e së ardhmes -

Hapat tanë të ardhshëm me këtë projekt do të ishin shtimi i komponentëve shtesë dhe programimi i tyre për t'iu përshtatur edhe mjedisit. Për shembull, do të ishte e dobishme të përfshiheshin sensorë më të ndjeshëm për të bërë dallimin midis veprimtarisë së kafshëve dhe automjeteve/njerëzve, pasi nuk është e nevojshme të ndizni dritat për kalimin e kafshëve të egra. Për më tepër, ne planifikojmë të kemi një Emetues dhe Marrës IR në çdo shtyllë të lehtë, duke formuar një "mur të padukshëm" përpara në plazh. "Muri" do të aktivizohej vetëm gjatë natës gjatë sezonit të mbarështimit të breshkave dhe do të tingëllonte një zhurmë e butë për të sinjalizuar kur dikush ka kaluar në zonën e plazhit. Ky është një tjetër kujtesë për të pasur parasysh kafshët e egra vendase dhe për të parandaluar që edhe më shumë prej tyre të mos dëmtohen. Ne gjithashtu do të donim të ishim në gjendje të zbatonim sistemin e energjisë diellore nëse u jepen materialet e duhura, pasi efikasiteti i energjisë është një faktor tjetër i rëndësishëm në zvogëlimin e efektit antropogjenik në botën tonë sot. Ne gjithashtu do të donim të bashkëpunonim me ekipet e tjera dhe të përfshijmë idetë tona së bashku për të krijuar një zgjidhje që zgjidh një mori problemesh në lidhje me ndotjen e dritës dhe është me të vërtetë zgjidhja gjithëpërfshirëse e ndriçimit.

Sfidat & Arritjet -

Përfundimi i Punëtorisë Astro-Shkencore pa ardhur në të vërtetë në Adler ishte një ndryshim që askush nuk mund ta kishte parashikuar. Ka qenë veçanërisht e vështirë të bashkëpunosh në një projekt inxhinierik përmes Zoom sepse ne nuk mund të shohim se çfarë bën secili person në shtëpinë e tij, kështu që është e vështirë të zgjidhen probleme dhe të rregullohen çështjet kur ato lindin. Sidoqoftë, ne përdorëm mekanizma të caktuar për të siguruar që ne të qëndrojmë në rrugën e duhur me planin tonë dhe të gjithë janë gjithmonë të vetëdijshëm për atë që secili person po bën. Një nga pikat kryesore ishte spreadsheet -i ynë i Ndjekjes së Projektit, ku ne përcaktuam secilën nga detyrat, përshkrimin e tyre, statusin, kush do t'i përfundojë ato dhe përparimin e përgjithshëm të projektit. Kjo na mundësoi që të punojmë së bashku në mënyrë më efikase pasi mund të kontrollonim njëri -tjetrin dhe të ndihmojmë sipas nevojës, dhe na lejoi të zhvillojmë aftësi komunikimi që do të jenë thelbësore, veçanërisht në muajt e ardhshëm.

Mirënjohje -

Një thirrje e madhe i drejtohet instruktorit tonë të mahnitshëm Jezus Garcia që na mësoi se si të përdorim të gjithë përbërësit e ndryshëm dhe na dha mundësinë për të marrë pjesë në këtë program, edhe në një mjedis të largët. Për më tepër, faleminderit shumë Geza Gyuk, Chris Bresky dhe Ken Walczak për të gjithë ndihmën tuaj gjatë gjithë kohës. Mendjemprehtësia juaj ka rritur vërtet aftësitë tona përtej fushëveprimit të projekteve tona dhe ne do t'i mbajmë mësimet që kemi mësuar me vete në të ardhmen. Ne gjithashtu do të donim të shprehim mirënjohjen tonë më të sinqertë për Kelly Borden dhe të gjithë në Adlet Planetarium për pritjen e këtij programi vit pas viti dhe lejimin e adoleshentëve pasionantë si ne që të angazhohen në fushën STEM dhe astronominë në qytetin tonë. Dhe e fundit por jo më pak e rëndësishme, faleminderit secilit prej bashkëmoshatarëve tanë ASW që jeni një grup kaq argëtues, i shoqërueshëm dhe mbështetës. Këto 3 javët e fundit të njohjes së njëri -tjetrit dhe të bërit miq kanë qenë ndryshe nga gjithçka që mund të kishim imagjinuar, dhe ishte një përvojë që do të zgjasë një jetë.

Skedar ZIP -

Klikoni KERTU për të hyrë në të gjitha materialet që do t'ju nevojiten për të bërë një model iluzioni në shtëpi!