Sistema de Iluminação Smart Walkway - Equipe Sailor Moon: 12 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Oi! Estes são Grace Rhee, Srijesh Konakanchi e Juan Landi, e juntos somos o Time Sailor Moon! Hoje vamos apresentar um projeto DIY de duas partes que você pode implementar em sua própria casa. Nosso sistema de iluminação de passarela inteligente final inclui um sensor ultrassônico, sensor de movimento PIR, conversor de luz em frequência, tela OLED, leitor / gravador de cartão SD, receptor / remoto IR, sensor de umidade e temperatura e um fotorresistor, três dos quais podem ser testados em nosso modelo ambiental.

Este sistema de iluminação de passarela é um protótipo projetado para minimizar a poluição luminosa por meio de métodos criativos de blindagem (em forma de lua crescente, em homenagem ao nome de nossa equipe), reunir muitos tipos diferentes de dados e gravá-los, e ser esteticamente agradável ao espectador. Desejamos-lhe boa sorte com este projeto e se divirta muito!

Amar, Equipe Sailor Moon

Suprimentos

• Para o modelo ambiental:

  • Múltiplas placas de espuma
  • Papel de construção
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Toneladas de fios
  • Tela OLED
  • Sensor ultrasônico
  • Receptor IR / remoto
  • Fotorresistor
  • Tábua de pão
  • Faca exacto
  • Governante
  • Picolés
  • Varetas de cavilha

• Para o modelo final:

  • Arduino Mega 2560
  • impressora 3d
  • Computador / Laptop
  • Fita dupla face
  • Pistola de cola quente
  • Leitor / gravador de cartão SD
  • Tela OLED
  • Meia tábua de pão e mini tábua de pão
  • Alguns LEDs amarelos
  • Fios macho x fêmea e fios macho x macho
  • Decapantes de fios e fios personalizados (não necessários)

  • Sensores:

    • PIR
    • Remoto infravermelho e receptor
    • Sensor ultrasônico
    • Fotorresistor
    • Conversor de luz para frequência
    • Sensor de umidade / temperatura

Certifique-se de baixar o arquivo.zip neste link:

drive.google.com/file/d/1yRjkAYLwCxfwWWB7z…

Etapa 1: Projeto Paralelo Opcional: Modelo Ambiental

Agora, digamos que você queira testar as capacidades de nosso sistema de iluminação para passarelas, mas quer saber no que está se metendo antes de começar. Bem, uma opção fácil é fazer nosso modelo ambiental, que exibe alguns recursos selecionados de nosso protótipo para mostrar como as luzes podem funcionar no mundo real.

Para começar, consulte a lista de suprimentos em nossa introdução e organize os materiais de forma que todos sejam facilmente acessíveis.

Casa:

Corte as placas de espuma em dois quadrados de 17 x 17 cm e mais dois do mesmo tamanho, exceto com um triângulo no topo para criar uma forma de casa. Cole todos esses juntos com cola quente. Isso criará a casa modelo para abrigar todos os seus eletrônicos e mantê-los fora de vista. Corte um quadrado na lateral de um dos quadrados para permitir a passagem do cabo do Arduino.

Agora, corte duas placas de espuma em retângulos de 51 x 44 cm. Eles formarão a base do seu projeto. Posicione a casa de forma que fique 17 cm de distância do lado mais curto e crie uma passarela que leva até a porta. Isso deve ajudá-lo a simular alguém caminhando até a casa mais tarde. Não cole a casa ainda.

Passarela e luzes:

Recorte um passadiço com 17 cm de comprimento em cartolina e cole, começando pela borda mais curta (44 cm). Isso deve ajudá-lo a posicionar tudo.

Para as luzes, corte duas tiras de papel de uma tira de 2,5 cm (ou uma polegada) de espessura. Eles devem ter 3 cm e 2 cm de comprimento (1,25 e 0,75 pol. De espessura).

Pegue o mais comprido e divida-o em quintos (0,25 pol. Cada), conforme mostrado na imagem. Dobre ao longo dessas linhas e cole a sobreposição. Agora ele deve se parecer com um prisma retangular, conforme ilustrado na próxima imagem.

Quando a cola secar, marque um ponto a 0,25 pol. Do topo e faça um recorte apenas desse lado. Isso deve garantir que o LED possa brilhar. Agora, pegue a segunda tira de papel e marque uma curva como mostrado na imagem para recortar. Enrole a outra extremidade em torno dos três lados do poste de luz que não têm o recorte e amasse a parte superior sobre a abertura, garantindo que cubra totalmente a abertura. Os vincos que ficarem devem ser como os marcados na imagem.

Cole tudo isso e mexa até gostar! Repita quantas vezes você precisar.

Etapa 2: Modelo Ambiental: Montando o Circuito

O circuito em si é bastante simples, mas tome cuidado ao prender os fios corretamente. Depois de conectar tudo à placa de ensaio e ao arduino, corte dois orifícios na base do projeto. Passe os fios do LED por um orifício e o OLED e o sensor ultrassônico pelo outro.

Para o LED, corte quantas ranhuras quadradas forem necessárias e insira os LEDs nelas. Prenda-o com fita adesiva e deslize as tampas de iluminação por cima. Decidimos ocultar o sensor ultrassônico com uma base de picolé, mas fique à vontade para ser criativo! Apenas certifique-se de posicioná-lo bem no início da passarela, sem nenhum item para bloqueá-lo. Para a tela OLED, posicione-a em algum lugar onde possa ser vista facilmente. Nós o posicionamos na base do projeto. O receptor IR e o fotorresistor foram colocados perto das janelas que cortamos da casa.

Etapa 3: Modelo Ambiental: Solução de Problemas e Código

Depois de concluir a construção elétrica, carregue o código que está anexado e execute-o. Esperamos que funcione, mas se não funcionar, solucione o problema! Depois que tudo estiver funcionando, corte as hastes de encaixe em 3 cm. peças e cole nas quatro bordas da base. Este é um movimento final, então certifique-se de que tudo esteja finalizado antes de fazer isso.

Parabéns! Você concluiu os aspectos técnicos desta construção! Agora tudo o que você precisa fazer é ajustá-lo ao seu gosto. Esperamos que você tenha gostado desse mini modelo:)

Etapa 4: Modelo Final: Criando o Circuito

Etapa 5: Modelo Final: Carregando o Código para o Circuito

Depois de instalar o arquivo.zip do link do Google Drive acima, você deverá encontrar a pasta de codificação. Nele, você tem o código tanto para a construção ambiental quanto para a unidade real.

Abra aquele que deseja enviar e pressione o botão de upload no IDE do Arduino. Certifique-se de que os cabos estejam colocados corretamente e você poderá executar o programa com êxito.

Todo o código é comentado, então fique à vontade para dar uma olhada em como tudo funciona junto. Você também pode ver um diagrama de como a tela OLED foi codificada para usar um sistema de estado numérico para exibir o texto que você vê.

O controle de luzes LED usa instruções if para alterar o brilho do LED dependendo da situação em que ele se encontra.

Etapa 6: modelo final: ajuda para solução de problemas

Você pode encontrar muitos problemas ao construir qualquer estrutura do Arduino. Se você tiver algum problema, é mais do que provável que seja um problema elétrico, pois é aí que muitos dos nossos próprios erros ocorreram. Listaremos uma série de problemas comuns que encontramos para ajudá-lo localizá-los rapidamente.

• Os dados não estão sendo lidos:

  Verifique novamente se todos os pinos estão colocados corretamente de um pino a outro na placa de ensaio e no Arduino Mega

• Código não carrega:

  Se você tiver uma porta ocupada ou apenas um erro de upload, na maioria das vezes houve um curto-circuito. Isso significa que um de seus pinos de aterramento (GND) ou de tensão (VCC) não foi colocado corretamente, causando um curto-circuito que interfere no processo de upload

• Uploads de código, mas não faz nada:

  No código, a primeira coisa que ele verifica é se o cartão SD foi detectado ou não, portanto, se não for detectado, o programa nem sairá do setup. Neste caso, verifique se todos os pinos do cartão SD estão colocados corretamente e se os pinos de alimentação também estão corretos

Se você ainda não conseguir fazer isso funcionar, abra o Serial Monitor no Arduino IDE e mude a taxa BAUD para corresponder ao que diz no código. A partir daí, você pode adicionar alguns Serial.println (dados); linhas para verificar onde o programa pára ou se está ou não recebendo valores dos sensores.

Etapa 7: Modelo final: arquivos.stl de impressão 3D

Certifique-se de nivelar sua cama. Estas são impressões 3D muito longas e odiaríamos que elas possivelmente dessem errado em qualquer lugar. A maior parte dele também não precisa de suporte. Eu imprimi em 0,28 para velocidades mais altas, mas 0,16 e qualquer valor intermediário também são perfeitamente adequados se você quiser mais detalhes. Essas impressões para mim levaram cerca de 20 horas e eu as tinha definido em 250% no meu Ender-3.

Etapa 8: Modelo final: circuito de montagem para o interior

Acabamos de usar a parte traseira da placa de ensaio e montá-la diretamente na parte de trás do invólucro. Será um ajuste muito difícil por dentro, recomendamos fortemente que você use um cabeamento personalizado, pois torna mais fácil, mas no nosso caso, você pode ver que ficou um pouco apertado. Além disso, na parte inferior, coloque o módulo de fonte de alimentação com a bateria dentro da caixa. Nesta imagem, nós o removemos para que fosse mais fácil visualizar o conteúdo do gabinete. Além disso, se você não estiver usando cabeamento personalizado, use laços de zíper ou laços de cabelo para enrolar os cabos, é um trabalho muito tedioso, mas fará com que o interior pareça muito melhor e mais espaçoso para você trabalhar.

Etapa 9: Modelo final: close-up da luminária

Nós o fechamos temporariamente com um pouco de fita, mas recomendamos o uso de cola quente ou um acessório de ímã. O motivo de nosso uso de fita adesiva foi porque precisávamos fazer qualquer solução de problemas elétricos. Isso aconteceu para nós, mas usando esse método, fomos capazes de corrigir a solução rapidamente. Não recomendamos a fita para o projeto final, mas até que você esteja completamente confiante, não torne o painel lateral permanentemente afixado, ou então a solução de problemas se torna incrivelmente difícil.

Etapa 10: Modelo final: conserte o crescente e anexe-o

Fizemos furos de tamanho médio nas laterais da carcaça e na meia-lua para a passagem dos fios. Além disso, perfuramos orifícios em forma de crescente para os LEDs. Fizemos 9 furos, mas usamos apenas 4 desses furos porque os LEDs eram brilhantes o suficiente juntos. Além disso, colamos a meia-lua a quente na caixa e a colocamos lá. Nosso crescente tem 5 orifícios principais que usamos, 4 para LEDs e um para prender na placa-mãe. Assim que a fiação estiver concluída, certifique-se de fixá-la na tampa superior do crescente.

Etapa 11: Modelo Final: Teste e Colete Dados

Este é um gráfico de dois fotoresistores ao longo da noite. A linha azul é o fotorresistor que não tem nada conectado. É um resistor simples. Mas a linha vermelha é mais baixa, porque é um fotorresistor de circuito instantâneo e tem um cilindro preto para apontar em apenas uma direção. Isso nos daria leituras mais precisas e tiraria a luz de qualquer outra direção. Para fazer isso sozinho, você pode pegar o cartão SD e abrir a planilha do Excel. A partir daí, selecione a hora e quaisquer outras colunas que desejar. É muito fácil representar graficamente e alterar o que você gostaria de ver a partir dele. Esperançosamente, conforme a poluição luminosa melhora, podemos ver noites mais escuras e valores mais baixos!

Etapa 12: Conclusão e Agradecimentos

E… foi isso da Equipe Sailor Moon!

Esperamos que você tenha conseguido realizar o que procurava fazer e, com sorte, você gostou o suficiente para considerar a implementação de nosso protótipo em sua própria casa;)

Mas não poderíamos ter chegado aqui sozinhos - gostaríamos de dar crédito a quem merece.

Em primeiro lugar, ao nosso maravilhoso mentor, Jesus, que esteve presente em cada passo do caminho - somos muito gratos a você e por tudo o que você fez por nós na criação deste programa incrível.

Também gostaríamos de agradecer a Ken, Geza, Kelly, Chris e Cynthia por todas as vezes que compareceram às reuniões e trabalharam conosco, dando-nos o feedback necessário que nos ajudou a melhorar, ou conhecimento prévio sobre os assuntos em que estávamos trabalhando com.

Obrigado à Elenco por fornecer a todos os participantes do workshop conjuntos de circuitos instantâneos - eles foram muito úteis durante a construção de nosso projeto.

E aos doadores que tornaram este programa possível, agradecemos seu apoio neste workshop. Sem você, nada disso teria sido capaz de acontecer.

Finalmente, a Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette e Leilani, nossos companheiros participantes, obrigado por todo o seu apoio e por criar um ambiente tão acolhedor. Adoramos conhecê-lo nas últimas três semanas e vamos manter o contato!

-Equipe Sailor Moon

PS. Adicionamos uma versão estendida do vídeo acima, onde compartilhamos mais de nossos problemas pelos quais passamos para criar este projeto. Esperamos que você goste de nossas caminhadas!