EqualAir: صفحه نمایش پوشیدنی NeoPixel فعال شده توسط سنسور آلودگی هوا: 7 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

هدف از این پروژه ، ساخت یک تی شرت پوشیدنی است که هنگامی که آلودگی هوا بیش از یک آستانه تعیین شده است ، تصویری تکان دهنده نشان دهد. این گرافیک از بازی کلاسیک "آجر شکن" الهام گرفته شده است ، از این نظر که ماشین مانند یک پارو است که اگزوز را بیرون می ریزد (که شبیه توپ است) که به قطعات ریه "برخورد" کرده و آنها را تنزل می دهد. وقتی آلودگی هوا بیش از یک آستانه باشد (به عنوان مثال هنگام راه رفتن با ماشین) ، تی شرت های سفید بی ضرر شروع به نمایش صفحه نمایش می کنند. این پروژه توسط اردن ، مری ، نیک و اودسا برای کلاسی به نام هنر و علم ساخت ساخته شد.

مرحله 1: مواد خود را جمع آوری کنید

نمایش دادن:

• 6 * نوار LED Adafruit NeoPixel Digital RGBW - PCB سفید 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (طبق وب سایت Adafruit ، استفاده از بیش از چند نوار NeoPixel به Arduino Mega نیاز دارد)
• باتری 1 * 9 ولت
• شارژر لپ تاپ 1 *

حس کردن:

1 * سنسور Adafruit MiCS5524 (این سنسور آلودگی هوا بود که ما از آن استفاده کردیم زیرا ارزان است. اشکال آن این است که چندین گاز را حس می کند و بین آنها تمایز قائل نمی شود)

دیگر:

تی شرت سفید 2 * (پیشنهاد می کنیم تی شرت هایی بخرید که خیلی بزرگ هستند زیرا 1) برای سخت افزار باید جایی داشته باشید و 2) برای ایجاد جیب باید کمی پارچه اضافی را جدا کنید. مخفی کردن سخت افزار)

ابزارها:

• پرش کننده ها
• پروتو بورد
• خازن
• مقاومت
• سیم چین
• دستگاه لحیم کاری
• مواد دوخت و/یا چسب پارچه

مرحله 2: مونتاژ NeoPixel Grid

به منظور مونتاژ شبکه NeoPixel ، نوارهای NeoPixel اصلی بسته به ابعاد شبکه مورد نظر باید بریده و دوباره لحیم شوند. برای این طراحی ، ما در حال ساخت یک شبکه 47x16 از NeoPixels هستیم:

1. نوارهای 1 متری (144 NeoPixel) را با 47 افزایش NeoPixel برش دهید ، و مراقب باشید که قسمتی از اتاق در لبه نوارها لحیم شود (سرآهن های فلزی کوچکی وجود دارد که در انتهای NeoPixels قابل مشاهده است). اطمینان حاصل کنید که طوری برش دهید که کل لحیم کاری نمایان شود (زیرا در ابتدا بسیار کوچک هستند). دلیل اینکه نوارها به جای طول پیکسل 47 پیکسل (3/144 = 144 پیکسل) 47 پیکسل هستند این است که شما حداقل یکی از آنها را از بین می برید زیرا نئوپیکسل بسیار نزدیک یکدیگر هستند.
2. ستون ها را با دقت کنار هم قرار دهید (در صورت تمایل از نوار برقی برای نگه داشتن آنها استفاده کنید) ، و اطمینان حاصل کنید که ابعاد به دلخواه است (47x16). ستون ها را با الگوی S قرار دهید.
3. NeoPixels دارای سرنخ هایی برای ولتاژ ورودی و زمین است که باید در نوار بعدی به همتایان خود متصل شوند. با استفاده از سیم چند رشته ای ، سر ستون ها را در یک الگوی S به هم وصل کنید ، در اتصال سرهای مناسب دقت کنید.
4. سیم ها را در انتهای شبکه قرار دهید (باید 2 انتها وجود داشته باشد - یکی در انتهای کار و دیگری جایی که الگوی S را به پایان رسانده اید) ، و برای راحتی کار ، افزونه های سیم را اضافه کنید. همچنین می توانید به صورت اختیاری نوارها را بچسبانید یا در انتها آنها را محکم کنید. همچنین روی اتصالات چسب داغ بزنید تا محکم شوند.
5. با افزودن چند لایه نوار چسب برقی یا چسب دیگر به پشت ، مطمئن شوید که شبکه جدید شما جمع شده است.

اکنون باید یک شبکه کاری داشته باشید که بتوانید آن را آزمایش کنید. در کتابخانه ماتریس NeoPixel ، می توانید از کد نمونه ماتریست استفاده کنید تا ببینید آیا شبکه مطابق انتظار کار می کند یا خیر. اگر چنین است ، باید مانند عکس بالا باشد (Arduino Uno را در جلو نادیده بگیرید ، برای آزمایش چیز دیگری بود)

مرحله 3: اضافه کردن سنسور

یکی از جنبه های کلیدی این پروژه ، سنسور Adafruit MiCS5524 است که می تواند گازهای مختلف هوا را تشخیص داده و شدت آنها را از طریق ورودی آنالوگ نشان دهد.

1. اول ، اطمینان حاصل کنید که سه سیم منتقل کننده به سنسور - ولتاژ ، خروجی و زمین - به درستی سیم کشی شده اند (در صورت تمایل از سیم رنگ مناسب برای کمک به این امر استفاده کنید).
2. ولتاژ ورودی را به خروجی 5 ولت روی برد آردوینو وصل کنید و زمین را روی برد به زمین وصل کنید.
3. سپس ، خروجی را به A0 (یا پین آنالوگ دلخواه خود) در برد Arduino وصل کنید. این تنها چیزی است که برای اتصال سنسور به آردوینو لازم است.
4. در صورت تمایل ، از مانیتور سریال برای تأیید اینکه قرائت توسط سنسور گزارش می شود استفاده کنید (قرائت ها باید در حدود یک عدد بمانند و هنگامی که سنسور در نزدیکی منبع مونوکسید کربن یا سایر بخارات قرار می گیرد تغییر کند).

به صورت آنلاین ، دستورالعمل هایی برای کالیبراسیون این سنسور به ویژه به گونه ای وجود دارد که به تغییر محیط حساس باشد. کاری که ما انجام دادیم این بود که سنسور را برای چند ساعت رها کردیم تا تعیین کنیم که محدوده خواندن "معمولی" برای اتاقی که در آن قرار دارد چقدر است. سپس ، برای آزمایش "فعال شدن" صفحه نمایش ، از یک توپ پنبه آغشته به مالش الکل استفاده کردیم تا برای شروع یک حلقه از نمودار ، خواندن سنسور از آستانه تنظیم شده بیشتر می شود.

مرحله 4: اشکال زدایی کد

کد پیوست شده است. توجه داشته باشید که سرصفحه های زیادی در بالا موجود است. برای بارگیری سرفصل های مورد نیاز ، در Arduino IDE ، روی طرح کلیک کنید ، شامل کتابخانه شود و سپس کتابخانه ها را مدیریت کنید. قبل از بارگذاری فایل پیوست ، باید کتابخانه های زیر را بارگیری کنید:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• کتابخانه Adafruit GFX

هنگامی که این کتابخانه ها را بارگیری کردید ، در Arduino IDE ، در زیر فایل ، مثال ها ، کد نمونه ای را می بینید که می تواند برای آزمایش در حین تغییر اصلاح شود. به عنوان مثال ، strandtest و matrixtest برای آزمایش شبکه NeoPixel بسیار مفید بودند. به صورت آنلاین ، یافتن نمونه آزمایش برای سنسور آلودگی هوا نیز آسان است.

قبل از اینکه بتوانید فایل را بارگذاری کرده و شبکه کار را مشاهده کنید ، در اینجا چند خط کد وجود دارد که می توانید آنها را اصلاح کنید:

#پین 6 را تعریف کنید

#تعریف SENSOR_PIN A0

پین 6 باید به شماره پینی که شبکه NeoPixel به آردوینو متصل شده است ، تغییر کند.

پین AO باید به شماره پینی که سنسور با آردوینو وصل شده است ، تغییر کند

توقف 300 را #تعریف کنید

#تعریف NUM_BALLS 8

ماتریس Adafruit_NeoMatrix = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS ، GRID_ROWS ، PIN ، NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG ، NEO_GRB + NEO_GRB8 ، NEO_GRB +

عدد 300 تعداد پیکسل های ریه را تخریب می کند تا به عنوان یک چرخه نمایش در نظر گرفته شود. افزایش تعداد چرخه را طولانی تر می کند (به عنوان مثال تعداد بیشتری از ریه ها تخریب می شوند) و بالعکس.

عدد 8 تعداد "توپ" (اگزوز) که از ماشین خارج می شود را مشخص می کند

حال ، اگر دستورالعمل های دقیق ساخت شبکه را دنبال کرده اید ، پیکربندی NeoMatrix باید کار کند. با این حال ، فقط خوب است توجه داشته باشید که آنچه این تنظیم می گوید این است که مختصات 0 ، 0 در بالا سمت چپ است ، ما ستون هایی از نوارها را به هم متصل کرده ایم و نوارها به شکل S متصل شده اند. بنابراین ، اگر شبکه شما کاملاً زیبا به نظر می رسد ، مگر اینکه آینه شده باشد یا 90 درجه خاموش باشد ، به احتمال زیاد شما شبکه را متفاوت تنظیم کرده اید و باید کد را در اینجا تغییر دهید. در پایان این مرحله ، شما باید چیزی شبیه ویدئو داشته باشید ، ما تی شرت را با یک پنبه آغشته به الکل آغشته می کنیم ، گرافیک یک حلقه بازی می کند و نمی تواند دوباره فعال شود تا زمانی که حلقه باشد کامل.

مرحله 5: کنار هم قرار دادن تی شرت

بله! حالا که صفحه نمایش ، سنسور و کد همه کار می کنند ، وقت آن است که همه چیز را کنار هم قرار دهیم. در پایان ، ما تمام سخت افزار را به پیراهن داخلی متصل می کنیم و سپس پیراهن بیرونی در بالا همه چیز را پنهان می کند. تی شرت ها خیلی بزرگ بودند بنابراین یک نوار از قسمت پایین بریدیم. این به ما پارچه ای را برای دوختن یک جیب برای پنهان کردن سخت افزار به ما داد.

پیراهن داخلی:

1. ابتدا با قرار دادن نوارهای نوار برقی در پشت شبکه NeoPixel فقط برای محکم کردن آن شروع کنید (اگر بتوانید شبکه را به صورت یک تکه حمل کنید ، خوب هستید)
2. پارچه ، شبکه NeoPixel را روی تی شرت داخلی بچسبانید. اطمینان حاصل کنید که شبکه متمرکز است و در واقع ریه ها واقع شده اند.
3. بگذارید چسب در صورت نیاز خشک شود ، مطمئن شوید که چسب به پشت پیراهن نفوذ نکند و پیراهن بسته را بچسبانید. پس از روشن شدن شبکه ، ببینید آردوینو ، باتری و غیره تا چه فاصله ای قرار دارند. برای ما ، سیم های بلوز را به گونه ای لحیم کرده بودیم که قطعات الکترونیکی ما در پشت پیراهن قرار داشته باشد.
4. نوار پارچه را بدوزید تا یک جیب کوچک برای قطعات الکترونیکی ایجاد شود. می توانید برخی قطعات را در جیب (به عنوان مثال آردوینو) بدوزید تا ایمن تر شود.
5. برای شکاف سنسور یک شکاف کوچک برش دهید ، برای ما این قسمت در قسمت یقه پشت پیراهن بود.

پیراهن بیرونی: دلیل پیراهن بیرونی این است که با پیراهن بیرونی بهتر به نظر می رسد. پیراهن بیرونی لوازم الکترونیکی را پنهان می کند و نور را از NeoPixels پخش می کند.

1. پیراهن بیرونی را با دقت روی پیراهن داخلی قرار دهید
2. چسب پارچه ای یا پیراهن داخلی را به پیراهن بیرونی بدوزید به گونه ای که هنگام روشن شدن شبکه به نظر برسد (در تصویر ، خطوط سیاه جایی است که چسب پارچه ای است)

مرحله 6: عیب یابی

تبریک می گویم! شما در حال حاضر یک تی شرت پوشیدنی دارید که بر اساس میزان آلودگی هوا روشن می شود. در غیر این صورت ، احتمالاً شما به یک مشکل برخورد کرده اید (ما تعداد زیادی را زدیم) ، بنابراین در اینجا چند پیشنهاد عیب یابی وجود دارد:

• نوارهای لحیم کاری روی نوارهای NeoPixel بسیار کوچک هستند ، بنابراین ایمن سازی اتصالات شبکه سخت است. ما از لحیم سربی ، سیم برق چند رشته ای و اتصالات چسب داغ استفاده کردیم.
• در نتیجه نزدیک بودن NeoPixel بر روی نوار ، ما هر زمان که رشته را قطع کردیم حداقل 1 پیکسل را از دست دادیم. استفاده از قیچی بهتر از چاقوی دقیق بود ، فقط رزین پلاستیکی را جدا کرده و برش دهید.
• اگر صفحه نمایش NeoPixel رنگ عجیبی نشان می دهد (به عنوان مثال کم رنگ شدن قرمز ، هر رنگ قرمز به جای سفید) ، احتمالاً به این دلیل است که شبکه قدرت کافی را دریافت نمی کند. برای بارگذاری کد ، همه چیز را جدا کرده بودیم ، کد را بارگذاری کردیم ، سپس کامپیوتر را قطع کردیم ، باتری را به آردوینو وصل کردیم و در نهایت آداپتور لپ تاپ را به شبکه وصل کردیم.
• اگر صفحه نمایش NeoPixel رنگهای کاملاً تصادفی را در فواصل زمانی تصادفی نشان می دهد ، مطمئن شوید که زمینه ها مشترک هستند.
• هنگام استفاده از چسب پارچه ، اطمینان حاصل کنید که زیاد از آن استفاده نکنید تا تی شرت را نفوذ کرده و به آن چسب بزند. ما بین دو تکه پارچه یک تخته چوبی قرار دادیم که در غیر این صورت لمس می شد.

امیدواریم از این آموزش آموزنده لذت برده باشید! گام بعدی این است که شبکه را به باتری قابل حمل متصل کرده و آن را برای گردش در خیابان ها انجام دهید ، جایی که آلودگی هوا از خودروها و سایر آلاینده ها باعث ایجاد صفحه نمایش می شود.