Zgjidhja e ndotjes së dritës - Artemis: 14 hapa

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

Ndotja e dritës është diçka që prek të gjithë ne në të gjithë botën. Që kur u shpik llamba, drita është bërë shumë më e popullarizuar dhe është përdorur në mënyrë specifike në qytetet e mëdha si New York City dhe Chicago. E gjithë kjo dritë mund të ndikojë në shumë lloje të ndryshme kafshësh; për shembull, foshnjat e breshkave që kanë nevojë të gjejnë rrugën drejt oqeanit duke përdorur hënën për udhëzim gabojnë një dritë të rrezikshme të rrugës për një hënë dhe shkojnë në autostradë. Drita gjithashtu ndikon në migrimin e zogjve dhe stinët e tyre të çiftëzimit. Mbi të gjitha kafshët që ndikon ndotja e dritës, ajo ndikon edhe tek ne. Sa herë që ecim jashtë natën dhe shohim këto drita blu verbuese, mendjet tona nxiten të mendojnë se është ditë. Prandaj, truri ynë nuk prodhon melatonin; kimikati i nevojshëm për ne për të fjetur. Meqenëse kjo kimikate nuk prodhohet aq shumë, orari ynë i gjumit hiqet, gjë që shkakton një mori problemesh të tjera.

Sidoqoftë, me Zgjidhjen tonë të Ndotjes nga Drita, Artemis, ne e bëjmë të lehtë krijimin e një të nesërme më të mirë përsa i përket ndotjes së dritës. Drita jonë ka një temperaturë të ngrohtë ngjyrash në mënyrë që të mos lëshojë dritë blu për të na bërë të mendojmë se duhet të jemi zgjuar vonë natën. Me ndihmën e Arduino Uno, sensorë të ndryshëm të ndryshëm dhe Qarqeve Snap, drita jonë ndizet ose fiket bazuar në aktivitetin në zonë, errësirën dhe më shumë. Me zgjidhjen tonë, më pak dritë do të emetohet në atmosferë, kështu që ne, së bashku me të gjitha kafshët, mund të shijojmë bukurinë e qiellit të natës që ndihmon për ta mbajtur mjedisin tonë të lumtur.

Hapi 1: Mblidhni materialet tuaja

Hapi i parë për të bërë Artemis është mbledhja e materialeve.

Siç shihet në foton e parë më sipër, këtu është një listë e materialeve fizike që do t'ju nevojiten:

• Projekti Super Starter Kit Uno R3 - ky do të ketë mikrokontrolluesin tuaj, tabelën e bukës dhe të gjithë sensorët që do t'ju nevojiten në të, në mënyrë që t'i përdorni këto për të koduar dritën tuaj. Në mënyrë të veçantë, do t'ju duhet:

  • Një kabllo USB-Arduino (dhe një përshtatës nëse nuk keni një port USB në laptopin tuaj)
  • Tela meshkuj-meshkuj
  • Telat meshkuj-femra
  • Tela ekstra të gjatë (priten nëse është e nevojshme)
  • Kabllot kërcyese (për të lidhur rezistencën e fotove të Qarqeve Snap me tabelën e bukës)
  • Një kartë mikro SD dhe lexues
  • Një ekran OLED
  • Një mikrokontrollues Arduino Uno
  • Një sensor PIR
  • Një sensor DHT (lagështia/temperatura)
  • Rezistenca 220k Om
  • Një dërrasë buke
  • LED RGB (4x) ose LED të rregullt (4x)
  • Një fotorezistues
• Një grup Snap Circuits Classic (siç tregohet në manualin e mësipërm). Në mënyrë të veçantë, do t'ju duhet një fotorezistues Snap Circuits.
• Gërshërë
• Shkopinj druri
• Një thikë ekzakt
• Një zhveshës teli
• Një kaçavidë
• Bërthama e shkumës së zezë
• Letër ndërtimi
• Siç tregohet në foton e dytë, do t'ju duhet aplikacioni Arduino Genuino në kompjuterin tuaj desktop/laptop për të koduar sensorët.
• Siç tregohet në foton e tretë, do t'ju duhen disa miq për ta bërë këtë!

Hapi 2: PIR / Foto -rezistencë - Kodi

Kodi i parë që krijoni është për PIR (sensor lëvizjeje) dhe fotorezistues. Duke kombinuar këta dy sensorë në një kod, ne mund ta bëjmë dritën të reagojë si ndaj nivelit të errësirës ashtu edhe aktivitetit (ose mungesës së tij) në zonë. Këtu është ajo që bën secili funksion kryesor në kod:

setup (): ky funksion aktivizon monitorin serik dhe vendos pinin LED si dalje dhe pinin PIR si hyrje

loop (): ky funksion ekzekuton funksionin photo_value () dhe funksionin checkPIRStatus ()

NBhere (): ky funksion shkruan në LED si të fikur nëse sensori i lëvizjes nuk është i ndezur

SBhere (): ky funksion i shkruan LED -të si të ndezura kështu që ato tregojnë shkëlqyeshëm nëse sensori i lëvizjes është i ndezur

checkPIRStatus (): ky funksion merr të dhëna nga sensori, pastaj kontrollon nëse vlera e raportuar është më e lartë se 451. Nëse është dhe sensori është i fikur, ai ndizet dhe SBhere () funksionon. Sidoqoftë, nëse numri i raportuar është i ulët dhe sensori është i ndezur, atëherë sensori fiket dhe NBhere () funksionon.

foto_vlera (): ky funksion kontrollon për të parë nëse numri është i lartë, i mesëm ose i ulët dhe ndryshon intensitetin e dritës në përputhje me rrethanat.

Hapi 3: PIR / Foto -rezistencë - Skemat elektrike

Pasi kodi juaj të jetë përpiluar me sukses, lidhni tabelën tuaj të bukës në të njëjtën mënyrë si në diagramin Fritzing më sipër. Pasi të keni mbaruar, sigurohuni që gjithçka është e lidhur mirë dhe që asgjë të mos jetë në vend. Përveç 4 LED të zakonshëm ose LED RGB, do t'ju duhet:

• Një sensor PIR
• Një fotorezistues
• Tre tela meshkuj-femra
• Tela meshkuj-meshkuj
• 4 rezistorë 220k Om

Pasi kodi juaj të jetë ngarkuar me sukses në tabelë, tundni dorën mbi sensorin PIR. Dritat duhet të ndizen dhe të ndriçojnë dhe nëse hapni monitorin tuaj serik, ai duhet të lexojë "Lëvizja u zbulua!". Sapo të hiqni dorën nga PIR, monitori serik duhet të lexojë "Lëvizja përfundoi!", Dhe LED (ose LED RGB siç tregohet në diagramin fritzing) duhet të zbehet dhe fiket:).

Sa i përket rezistencës së fotove, nëse e mbuloni, LED duhet të ndriçojë dhe/ose ndizet, dhe sapo të ngrini dorën, LED duhet të zbehet. Nëse ndizni të gjitha dritat në zonën tuaj, LED duhet të jetë afër fikjes.

Hapi 4: OLED / DHT - Kodi

Pasi të keni mbaruar me segmentin PIR/fotorezistues të kodit, jeni gati të kaloni në kodin OLED/DHT! Duke funksionuar si duhet, ky kod duhet të marrë të dhëna për lagështinë/temperaturën nga mjedisi përreth dhe, pasi ta shfaqë atë informacion në monitorin serik, duhet të shfaqë atë informacion, si dhe statusin e çdo sensori tjetër, në ekranin OLED.

Këtu është ajo që bën secili funksion në kod:

setup (): ky funksion aktivizon monitorin serik dhe inicializon bibliotekat

loop (): ky funksion krijon variabla për temperaturën/lagështinë, pastaj shfaq informacionin për lagështinë/temperaturën në ekranin OLED dhe monitorin serik

Këtu janë bibliotekat specifike që duhet të shkarkoni për të ekzekutuar këtë kod:

Biblioteka U8g2

Sidenote: kodi i mësipërm është si për DHT/OLED ashtu edhe për kartën SD, dhe funksionet e listuara janë ato që kontrollojnë vetëm sensorët DHT/OLED.

Hapi 5: OLED / DHT - Skemat elektrike

Pasi kodi juaj të jetë përpiluar me sukses, lidhni tabelën tuaj të bukës në të njëjtën mënyrë si në diagramin Fritzing më sipër. Pasi të keni mbaruar, sigurohuni që gjithçka është e lidhur mirë dhe që asgjë të mos jetë në vend. Përveç 4 LED të zakonshëm ose LED RGB, do t'ju duhet:

• Një ekran OLED
• Një sensor DHT
• Tela meshkuj-meshkuj
• 4 rezistente 220k Om

Pasi kodi të jetë ngarkuar me sukses në tabelë, informacioni i lagështisë/temperaturës duhet të shfaqet në monitorin serik, dhe pasi ekrani OLED të shfaqë ekranin e tij Adafruit, të dhënat e temperaturës së lagështisë duhet të shfaqen në krye, me statusin e secilit prej sensorëve duke thënë 'ON' ose 'OFF' poshtë tij:).

Hapi 6: Mblidhni të dhëna nga OLED

Duke përdorur monitorin serik, ne ishim në gjendje të shndërronim të dhënat e lagështisë/temperaturës në një grafik. Kur kodi juaj funksionon me sukses dhe shihni informacionin e duhur të lagështisë/temperaturës në monitorin serik, klikoni në 'Tools', pastaj 'Serial Plotter'. Pasi ta shtypni atë, duhet të merrni një grafik të të dhënave. Për të mbledhur të dhëna, bashkëngjitni sensorin DHT në tabelën e bukës, ekzekutoni kodin përfundimtar dhe më pas vendosni sensorin DHT pranë dritares tuaj ose jashtë nga perëndimi i diellit në lindje të diellit për të marrë të dhënat.

Në grafikun në të djathtë të Celsius Temperatura vs Time, temperatura gradualisht zvogëlohet me perëndimin e diellit. Këto të dhëna u mblodhën gjatë perëndimit të diellit nga ora 19:00 deri në orën 10:00 të mbrëmjes. Nata shpesh jep temperatura më të ulëta në krahasim me ditën sepse dielli nuk po e ngroh më drejtpërdrejt zonën. Këto matje u mblodhën duke përdorur një sensor DHT, i cili mbledh të dhëna për temperaturën dhe lagështinë.

Grafiku në të majtë është një matje e përqindjes së lagështisë në ajër kundrejt kohës. Të dhënat u mblodhën nga ora 19:00 deri në orën 22:00 duke përdorur sensorin DHT. Me kalimin e kohës, lagështia filloi të rritet, gjë që ndoshta mund të tregojë reshje në të ardhmen e afërt. Reshjet janë një faktor i rëndësishëm që duhet marrë parasysh gjatë projektimit të pajisjeve të ndriçimit sepse ngjarjet e motit si shiu, bora dhe mjegulla mund të zvogëlojnë dukshmërinë dhe të ndikojnë në shpërndarjen e dritës.

Hapi 7: Karta SD - Kodi

Tani që keni koduar me sukses segmentin OLED/DHT dhe segmentin PIR/photoresistor, jeni gati për segmentin përfundimtar: kodin e kartës SD. Duke punuar në mënyrë korrekte, qëllimi i këtij kodi është që karta SD të lexojë të dhënat e rezistencës së fotos dhe të tregojë ndonjë tendencë ndriçimi gjatë gjithë ditës.

Këtu është ajo që bën secili funksion në kod:

setup (): ky funksion aktivizon monitorin serik dhe regjistron çdo të dhënë në monitorin serik

loop (): ky funksion krijon kohëmatësin

writeHeader (): ky funksion printon titujt për të dhënat në skedarin e kartës SD

logData (): ky funksion regjistron kohën, lagështinë dhe temperaturën në skedarin e kartës SD

Ju do të keni nevojë për biblioteka shtesë:

• Biblioteka SD. FAT
• Biblioteka e thjeshtë DHT

Hapi 8: Kartë SD - Skema Elektrike

Pasi kodi juaj të jetë përpiluar me sukses, lidhni tabelën tuaj të bukës në të njëjtën mënyrë si në diagramin Fritzing më sipër. Pasi të keni mbaruar, sigurohuni që gjithçka është e lidhur siç duhet dhe se asgjë nuk është në vend. Do t'ju duhet:

• Një lexues i kartave SD
• Një fotorezistues
• Tela meshkuj-meshkuj
• 1 rezistencë 220k Om

Pasi kodi të jetë ngarkuar me sukses, lini fotorezistën pranë dritares tuaj ose çojeni jashtë në oborrin tuaj. Lëreni atje në perëndim të diellit gjatë lindjes së diellit dhe kur të ktheheni, nxirrni kartën micro SD. Pastaj, duke përdorur një lexues të kartave SD, lërini laptopin tuaj të lexojë informacionin dhe krijoni një grafik me të!

Hapi 9: Mbledhja e të dhënave nga karta SD

Më sipër është një fotografi e të dhënave që kemi mbledhur nga vlerat e rezistencës së fotos nga karta SD. Qëllimi i mbledhjes së këtyre të dhënave është të shohim tendencat e ndriçimit gjatë gjithë natës, kështu që ne mund të shohim nëse ka ndonjë burim shumë ndërhyrës të dritës artificiale që prish jetën e të gjitha kafshëve në tokë.

Për të mbledhur të dhëna, lidhni rezistencën e fotografisë me tabelën tuaj të bukës duke përdorur diagramin Fritzing dhe ekzekutoni kodin përfundimtar që gjendet në skedarin zip në fund të Instructable. Lidheni kartën tuaj mikro SD me lexuesin dhe vendosni rezistencën e fotografisë pranë dritares tuaj ose jashtë nga perëndimi i diellit në lindje të diellit për të mbledhur të dhënat tuaja.

Këto të dhëna u mblodhën nga një fotorezistues, i cili mat intensitetin e dritës. Të dhënat u mblodhën nga ora 12:00 deri në 6:45 të mëngjesit dhe përfshijnë lindjen e diellit. Me lindjen e diellit, intensiteti i dritës u rrit, duke bërë që vlerat e marra nga fotorezistuesi të rriten. Këto të dhëna mund të përdoren për të përcaktuar kur është e nevojshme ndriçimi artificial sepse fotorezistuesi përcakton intensitetin e dritës natyrore në rrethinën e tij dhe mund të tregojë kur është mjaft i ndritshëm për të krijuar një peizazh të dukshëm pa dritë artificiale.

Hapi 10: Kombinimi i të gjithë Kodit

Pasi të keni mbaruar kodimin e tre përbërësve të veçantë të kodit, është koha t'i bashkoni të gjitha! Duke marrë tre përbërësit e kodit tuaj, sigurohuni që asgjë nuk është e njëjtë midis të gjitha programeve, dhe pastaj vendosini ato në një program tjetër. Pas kësaj, sigurohuni që gjithçka është e lidhur në tabelën tuaj të bukës ashtu siç është në diagramin Fritzing dhe drejtoni programin! Për ne, kishte disa raste kur kodi nuk funksiononte kur kombinonim të gjithë përbërësit, kështu që hidhini një sy pjesës së zgjidhjes së problemeve të këtij Udhëzuesi nëse gjërat nuk duken se funksionojnë në fillim.

Hapi 11: Sugjerime/Zgjidhja e problemeve

Më poshtë janë disa sugjerime për problemet që mund të keni gjatë punës në kodin tuaj. Ne e dimë nga përvoja se kodi ndonjëherë mund të jetë shumë i bezdisshëm dhe stresues, kështu që shpresojmë se këto këshilla do t'ju ndihmojnë të përsërisni zgjidhjen tonë të ndotjes nga drita *:).

Të përgjithshme:

• Sigurohuni që të gjithë telat tuaj janë të lidhur me kunjat e duhur, të cilat ju tregohen në program kur përcaktoni variablat.
• Sigurohuni që të gjithë telat tuaj të jenë lidhur siç duhet (për shembull, ndoshta ana negative dhe pozitive e LED -it tuaj duhet të ndizen)
• Sigurohuni që të mos keni RGB në tabelën tuaj të bukës kur kodoni LED dhe anasjelltas

Nëse programuesi nuk përgjigjet:

• Rinisni Arduino dhe mikrokontrolluesin tuaj
• Shkëputeni dhe lidheni përsëri USB-në tuaj
• Kontrolloni për t'u siguruar që porti juaj është Arduino Uno (shkoni te 'Veglat' pastaj 'Port')
• Hapni një skedar të ri, bosh dhe provoni ta ekzekutoni atë dhe më pas të ekzekutoni kodin tuaj origjinal

Nuk mund të gjeni një zgjidhje këtu?

Provoni të shkoni në https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (faqja zyrtare e Arduino Troubleshooting) dhe kërkoni problemin tuaj.

Hapi 12: Hartimi i modelit

Përdorni diagramet në skedarin zip për të dizajnuar dhe printuar dritat 3d (megjithatë, një printer 3d nuk është i nevojshëm). Për të filluar hartimin e modelit, prerë një copë bërthamë shkumë ose posterboard me përmasa rreth 56cm x 37 cm. Për ta bërë instalimin më të lehtë, ngrini bordin duke ngjitur blloqe druri të nxehtë në qoshe. Krijoni rrugën dhe barin tuaj duke ngjitur shirita prej letre të zezë të konstruksionit në tabelë dhe prerë vrimat aty ku duhet të jenë llambat. Hapini ato në mënyrë të barabartë duke ndarë gjatësinë e tabelës në 4 dhe duke prerë hapësirat në bazë. përcaktoni vendndodhjen e sensorëve tuaj (fotorezistues dhe PIR) dhe ekranit OLED gjithashtu, në mënyrë që të mund të prisni pjesë të bazës për të ushqyer telat në arduino. Pasi të jenë prerë të gjitha vrimat, filloni të ushqeni telat në mënyrë që ato të kalojnë nën modelin dhe të ngjiten në arduino. Pasi të jetë përfunduar gjithçka, ngjitni nxehtësisht sensorët dhe dritat në vend!

Hapi 13: Provoni gjithçka së bashku

Tani, meqenëse përbërësit e projektimit, elektrik dhe kodues kanë përfunduar, është koha për të testuar punën tuaj! Shkoni përpara dhe ngarkoni programin tuaj në tabelë, dhe nëse funksionon, urime !! Nëse jo, kthehuni te pjesa e zgjidhjes së problemeve të këtij Instructable për të parë nëse mund ta kuptoni çështjen.

Zgjidhjet e Ndotjes nga Drita si Artemis janë thelbësore për të sjellë qiellin e natës tek të gjithë. Për shekuj, njerëzit janë frikësuar nga qielli i natës dhe e kanë perceptuar dritën si shpëtimtare, megjithëse shumë kafshë vuajnë nga bollëku i dritës pranë habitateve të tyre natyrore. Duke përdorur këtë Zgjidhje të Ndotjes së Dritës, ne mund të bëjmë një hap drejt të pasurit një mjedis më të mirë në mënyrë që ne dhe të gjitha kafshët e tjera në Tokë të mos shqetësohemi nga oraret e tyre natyrore, në mënyrë që të gjithë të jetojmë të lumtur dhe të shëndetshëm!

Hapi 14: Mirënjohje

Faleminderit shumë që lexuat Instructable tonë!:) Ky projekt nuk mund të ishte i mundur pa grupet e mëposhtme, kështu që këtu janë disa njerëz që do të donim të falënderonim:

• Jesus Garcia (instruktori ynë në programin Adler ASW) për të na mësuar se si t'i përdorim këta sensorë dhe duke na ndihmuar në zgjidhjen e problemeve!
• Ken, Geza, Chris, Kelly dhe pjesa tjetër e ekipit të Adler Teen Programs për të na ndihmuar me këtë projekt
• Folësit mysafirë LaShelle Spencer, Carlos Roa dhe Li-Wei Hung për fjalimet magjepsëse që na frymëzuan të vazhdojmë të jemi krijues me projektet tona
• Qarqet Snap për të na dërguar një çantë shumë interesante që na ndihmoi të mësojmë më shumë rreth qarqeve dhe na ndihmoi me projektin tonë përfundimtar
• donatorët e Adler për të parë prezantimin tonë përfundimtar dhe për të na dhënë reagime:)

Gjithashtu, më lart është një skedar zip me të gjitha diagramet, modelet, bibliotekat dhe kodin që kemi përdorur për të bërë këtë zgjidhje të ndotjes së dritës. Ne ju inkurajojmë ta shkarkoni nëse doni ta bëni këtë në shtëpi!

Shkarkoni të gjithë depon tonë për këtë zgjidhje të ndotjes së dritës këtu!