EqualAir: ტარებადი NeoPixel ჩვენება გააქტიურებულია ჰაერის დაბინძურების სენსორით: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

პროექტის მიზანია აცვიათ მაისური, რომელიც აჩვენებს გამომწვევ გრაფიკას, როდესაც ჰაერის დაბინძურება დადგენილ ზღვარს აღემატება. გრაფიკა შთაგონებულია კლასიკური თამაშით "აგურის ამომრთველები", იმით, რომ მანქანა ჰგავს ტალღას, რომელიც გამოყოფს გამონაბოლქვს (რომლებიც ბურთებს ჰგავს), რომლებიც ფილტვის "დარტყმებს" და ამცირებენ მათ. როდესაც ჰაერის დაბინძურება ზღურბლს აღემატება (მაგალითად, მანქანებით სიარულისას), სხვაგვარად უვნებელი თეთრი მაისურები იწყებენ ეკრანის თამაშს. ეს პროექტი ააშენეს ჟორდანიამ, მერიმ, ნიკმა და ოდესამ კლასისთვის სახელწოდებით "ხელოვნების და მეცნიერების დამზადება".

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ თქვენი მასალები

ჩვენება:

• 6 * Adafruit NeoPixel ციფრული RGBW LED ზოლები - თეთრი PCB 144 LED/მ
• 1 * Arduino Mega (ადაფრუტის ვებგვერდის თანახმად, NeoPixel– ის რამდენიმე წყვილზე მეტის გამოყენება მოითხოვს Arduino მეგას)
• 1 * 9 ვოლტიანი ბატარეა
• 1 * ლეპტოპის დამტენი

შეგრძნება:

1 * Adafruit MiCS5524 სენსორი (ეს იყო ჰაერის დაბინძურების სენსორი, რომელიც ჩვენ გამოვიყენეთ, რადგან ის იაფია. ნაკლი ის არის, რომ ის გრძნობს მრავალ გაზს და არ განასხვავებს მათ შორის)

სხვა:

2 * თეთრი მაისური (ჩვენ გირჩევთ შეიძინოთ მაისურები, რომლებიც ძალიან დიდია, რადგან 1) უნდა იყოს ადგილი ტექნიკისთვის და 2) თქვენ უნდა შეწყვიტოთ ცოტაოდენი ქსოვილი, რათა გააკეთოთ ჯიბე ტექნიკის დამალვა)

ინსტრუმენტები:

• მხტუნავები
• პროტობორდი
• კონდენსატორი
• რეზისტორი
• მავთულის საჭრელი
• შედუღების მანქანა
• სამკერვალო მასალა და/ან ქსოვილის წებო

ნაბიჯი 2: NeoPixel ბადის აწყობა

NeoPixel ქსელის შესაქმნელად, NeoPixel– ის ორიგინალური ზოლები უნდა გაიჭრას და ხელახლა შედუღდეს, სასურველი ქსელის ზომებიდან გამომდინარე. ამ დიზაინისთვის ჩვენ ვაშენებდით NeoPixels– ის 47x16 ბადეს:

1. გაჭერით 1 მეტრიანი (144 ნეოპიქსელი) ზოლები 47 ნეოპიქსელის საფეხურზე, ფრთხილად იყავით, რომ დაუშვათ ოთახის შეჯვარება ზოლების კიდეებზე (არის პატარა ლითონის ბალიშები, რომლებიც ჩანს ნეოპიქსელების ძირში). დარწმუნდით, რომ გაჭრა ისე, რომ მთელი soldering pad არის გამოვლენილი (რადგან ისინი უკვე იმდენად პატარა დასაწყისში). იმის გამო, რომ ზოლები 47 პიქსელია (144/3 = 48) პიქსელის ნაცვლად არის ის, რომ თქვენ დაკარგავთ მინიმუმ ერთს მათი მოჭრის გამო, რადგან NeoPixel- ები ერთმანეთთან ძალიან ახლოს არიან.
2. ფრთხილად დადეთ სვეტები ერთმანეთის გვერდით (სურვილისამებრ გამოიყენეთ ელექტრული ლენტი, რომ დაიჭიროთ) და დარწმუნდით, რომ ზომები სასურველია (47x16). განალაგეთ სვეტები S- ნიმუშით.
3. NeoPixels- ს აქვს ძაბვის, შეყვანისა და გრუნტის ლიდერი, რომელიც უნდა იყოს დაკავშირებული მათ კოლეგებთან მომდევნო ზოლში. მრავალსართულიანი მავთულის გამოყენებით, დააკავშირეთ სვეტების ლიდერები S- შაბლონში, ფრთხილად იყავით სწორი მიერთებების დასაკავშირებლად.
4. დატოვეთ ბადეები ბადის ბოლოებში (უნდა იყოს 2 ბოლო - ერთი, სადაც დაიწყეთ და ერთი, სადაც დაასრულეთ S- ნიმუში), და სურვილისამებრ დაამატეთ მავთულის გაფართოება მოხერხებულობისთვის. თქვენ ასევე შეგიძლიათ სურვილისამებრ გადააფაროთ ფირფიტა ან სხვაგვარად უზრუნველყოთ ლიდერები ბოლოს. ასევე, ცხელი წებო კავშირებზე, რათა დაიცვათ ისინი.
5. დარწმუნდით, რომ ახლად აწყობილი ბადე დაცულია უკანა ნაწილზე კიდევ რამდენიმე ფენის ელექტრული ლენტის ან სხვა წებოვანი მასალის დამატებით.

ახლა თქვენ უნდა გქონდეთ სამუშაო ქსელი, რომლის გამოცდა შეგიძლიათ. NeoPixel Matrix ბიბლიოთეკის ქვეშ შეგიძლიათ გამოიყენოთ მატრიქსის ნიმუშის კოდი იმის დასადგენად, მუშაობს თუ არა ქსელი ისე, როგორც მოსალოდნელი იყო. თუ ასეა, ის უნდა გამოიყურებოდეს ზემოთ მოცემულ ფოტოზე (იგნორირება გაუკეთეთ Arduino Uno- ს წინ, ეს იყო სხვა რამის შესამოწმებლად)

ნაბიჯი 3: სენსორის დამატება

ამ პროექტის მთავარი ასპექტია სენსორი, Adafruit MiCS5524, რომელსაც შეუძლია ჰაერში განსხვავებული გაზების გამოვლენა და მათი ინტენსივობის სიგნალი ანალოგური შეყვანის საშუალებით.

1. უპირველეს ყოვლისა, დარწმუნდით, რომ სამი სენსორი - ძაბვა, გამომუშავება და მიწა - სწორად არის შეყვანილი (სურვილისამებრ გამოიყენეთ შესაბამისი ფერის მავთული ამაში დასახმარებლად).
2. შეაერთეთ ძაბვა არდუინოს დაფაზე 5 ვ გამომავალს და დააკავშირეთ მიწა მიწასთან დაფაზე.
3. შემდეგ, დაუკავშირეთ გამომავალი A0- ს (ან თქვენი არჩევანის ანალოგიურ პინს) არდუინოს დაფაზე. ეს არის ყველაფერი რაც აუცილებელია სენსორის არდუინოსთან დასაკავშირებლად.
4. სურვილისამებრ, გამოიყენეთ სერიული მონიტორი იმის დასადასტურებლად, რომ სენსორი აჩვენებს კითხვებს (კითხვები უნდა გადაადგილდეს ერთი რიცხვის გარშემო და შეიცვალოს, როდესაც სენსორი მოთავსებულია ნახშირბადის მონოქსიდის წყაროსთან ან სხვა ორთქლმავალთან).

ონლაინ რეჟიმში, არსებობს მითითებები, განსაკუთრებით ამ სენსორის დაკალიბრებისთვის, რათა ის იყოს მგრძნობიარე გარემოს ცვლილების მიმართ. რაც ჩვენ გავაკეთეთ, დავტოვეთ სენსორი რამდენიმე საათით იმის დასადგენად, თუ რა იყო "რეგულარული" კითხვის დიაპაზონი იმ ოთახისთვის. სენსორის კითხვა გაიზრდება მითითებული ბარიერის ზემოთ, რათა დაიწყოს გრაფიკის ერთი მარყუჟი.

ნაბიჯი 4: კოდის გამართვა

თან ერთვის კოდი. გაითვალისწინეთ, რომ თავში არის ბევრი სათაური. საჭირო სათაურების ჩამოსატვირთად, Arduino IDE– ში დააწკაპუნეთ ესკიზზე, ჩართეთ ბიბლიოთეკა და შემდეგ მართეთ ბიბლიოთეკები. სანამ ატვირთავთ თანდართულ ფაილს, თქვენ უნდა გადმოწეროთ შემდეგი ბიბლიოთეკები:

• ადაფრუტი ნეოპიქსელი
• ადაფრუტ ნეომატრიქსი
• ადაფრუტის GFX ბიბლიოთეკა

მას შემდეგ რაც გადმოწერეთ ეს ბიბლიოთეკები, Arduino IDE– ში, ფაილის ქვეშ, მაგალითები, თქვენ ნახავთ კოდის მაგალითს, რომელიც შეიძლება შეიცვალოს შესამოწმებლად. მაგალითად, strandtest და matrixtest ძალიან სასარგებლო იყო NeoPixel ქსელის შესამოწმებლად. ინტერნეტით, ასევე ადვილია ჰაერის დაბინძურების სენსორის ნიმუშის ტესტების პოვნა.

სანამ ფაილს ატვირთავთ და ნახავთ სამუშაო ქსელს, აქ არის რამოდენიმე კოდის ხაზი, რომლის შეცვლაც შესაძლებელია:

#განსაზღვრეთ PIN 6

#განსაზღვრეთ SENSOR_PIN A0

პინ 6 უნდა იყოს გადართული პინ ნომერზე, რომლითაც NeoPixel ბადე მიმაგრებულია არდუინოზე

პინი AO უნდა იყოს გადართული პინის ნომერზე, რომლითაც სენსორი ერთვის არდუინოს

#განსაზღვრეთ STOP 300

#განსაზღვრეთ NUM_BALLS 8

Adafruit_NeoMatrix მატრიცა = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG + NEO_GRB8, NEO_GRB8)

რიცხვი 300 განსაზღვრავს ფილტვის პიქსელის დეგრადირებას, რომ ჩაითვალოს ეკრანის ერთი ციკლი. რიცხვის გაზრდა ციკლს გახანგრძლივებს (მაგალითად, ფილტვების მეტი ნაწილი დეგრადირებულია) და პირიქით.

ნომერი 8 განსაზღვრავს "ბურთების" (გამონაბოლქვის) რაოდენობას, რომელიც გამოდის მანქანიდან

ახლა, თუ თქვენ მიჰყევით ინსტრუქციას ქსელის ზუსტად შესაქმნელად, NeoMatrix– ის კონფიგურაცია უნდა იმუშაოს. თუმცა, უბრალოდ კარგია იმის აღნიშვნა, რომ რას ამბობს ეს კონფიგურაცია არის ის, რომ 0, 0 კოორდინატი არის ზედა მარცხნივ, ჩვენ დავუკავშირეთ ზოლების სვეტები და ზოლები დაკავშირებულია S- ფორმირებით. ამრიგად, თუ თქვენი ბადე იდეალურად გამოიყურება, გარდა სარკისებური ან 90 გრადუსიანი დაშორებისა, სავარაუდოა, რომ თქვენ ქსელი სხვაგვარად დააყენეთ და აქ უნდა შეცვალოთ კოდი. ამ ნაბიჯის დასასრულს, თქვენ უნდა გქონდეთ ისეთი რამ, რაც ვიდეოს ჰგავს, ჩვენ მაისურს ვუშვებთ ალკოჰოლთან ერთად დასველებული ბამბით, გრაფიკა თამაშობს ერთ მარყუჟს და არ შეიძლება ხელახლა გააქტიურდეს სანამ მარყუჟი არ არის სრული.

ნაბიჯი 5: მაისურის ერთად შედგენა

კაი! როდესაც თქვენ გაქვთ ეკრანი, სენსორი და კოდი ყველა მუშაობს, დროა ყველაფერი ერთად ააწყოთ. საბოლოო ჯამში, ჩვენ გვექნება მთელი ტექნიკა, რომელიც დამაგრებულია შიდა პერანგზე, შემდეგ კი გარე პერანგი, რომელიც ყველაფერს მალავს. მაისურები ძალიან დიდი იყო, ასე რომ ჩვენ ქვედა ნაწილი გავჭერით. ამან მოგვცა ქსოვილი, რომელიც გვჭირდებოდა ჯიბის შესაკერავად ტექნიკის დასამალად.

შიდა პერანგი:

1. დაიწყეთ ნეოპიქსელის ბადის უკანა ნაწილზე ელექტრული ლენტის მოთავსებით მხოლოდ იმის უზრუნველსაყოფად (თქვენ გეცოდინებათ, რომ კარგად ხართ, თუ ქსელის ერთ ნაწილად გადატანა შეგიძლიათ)
2. ქსოვილი წებოვანა NeoPixel ქსელს შიდა მაისურზე. დარწმუნდით, რომ ბადე ცენტრშია და იქ, სადაც ფილტვებია რეალურად.
3. დატოვეთ წებო საჭიროებისამებრ, დარწმუნდით, რომ წებო არ გადის მაისურის უკანა ნაწილზე და დახურეთ პერანგი. მას შემდეგ რაც ქსელი ჩართულია, ნახეთ რამდენად შორს შეიძლება განთავსდეს არდუინო, ბატარეა და ა.შ. ჩვენთვის ჩვენ ჯამპერის მავთულები ისე შევაერთეთ, რომ ჩვენი ელექტრონული კომპონენტები პერანგის უკანა ნაწილში იყოს.
4. შეკერეთ ქსოვილის ზოლები, რათა გააკეთოთ პატარა ჯიბე ელექტრონული კომპონენტებისთვის. ჯიბეში შეგიძლიათ შეკეროთ ზოგიერთი კომპონენტი (მაგალითად, არდუინო), რათა ის უფრო უსაფრთხო იყოს.
5. გაჭერით სენსორის პატარა ნაპრალი, ჩვენთვის ეს იყო პერანგის უკანა მხარეს საყელოს ცენტრში.

გარე პერანგი: გარე პერანგის მიზეზი ის არის, რომ გარე პერანგით უკეთ გამოიყურება. გარე პერანგი მალავს ელექტრონიკას და ავრცელებს სინათლეს ნეოპიქსელებისგან.

1. ფრთხილად მოათავსეთ გარე პერანგი შიდა მაისურზე
2. ქსოვილის წებო ან შეკერეთ შიდა პერანგი გარე პერანგზე ისე, რომ ბადე ასწავლოს განათებისას (სურათზე შავი ქსოვილი არის იქ, სადაც არის ქსოვილის წებო)

ნაბიჯი 6: პრობლემების მოგვარება

Გილოცავ! ახლა თქვენ გაქვთ ტარებადი მაისური, რომელიც ანათებს ჰაერის დაბინძურების დონიდან გამომდინარე. თუ არა, მაშინ თქვენ ალბათ შეაფერხეთ (ჩვენ ბევრს შევეჯახეთ), ასე რომ აქ არის რამოდენიმე პრობლემის მოგვარების წინადადება:

• NeoPixel ზოლზე შედუღების ბალიშები ძალიან მცირეა, ამიტომ ძნელია ქსელის კავშირების უსაფრთხოება. ჩვენ გამოვიყენეთ ტყვიის შესაკრავი, მრავალწლიანი ელექტრული მავთული და ცხელი წებოთი კავშირები.
• იმის გამო, რომ NeoPixel ასე ახლოს იყო ზოლზე, ჩვენ დავკარგეთ მინიმუმ 1 პიქსელი, როდესაც ძაფს ვჭრით. მაკრატლის გამოყენება უკეთესი იყო ვიდრე ზუსტი დანის გამოყენება, უბრალოდ ამოიღეთ პლასტიკური ფისი და გაჭერით.
• თუ NeoPixel დისპლეი აჩვენებს უცნაურ ფერს (მაგ. გაფერმკრთალდება წითლამდე, წითელი ფერის ნაცვლად თეთრი), ეს სავარაუდოდ იმიტომ ხდება, რომ ქსელი არ იღებს საკმარის ენერგიას. კოდის ასატვირთად ჩვენ ყველაფერი გავთიშეთ, ატვირთეთ კოდი, შემდეგ გავთიშეთ კომპიუტერი, ჩავრთეთ ბატარეა არდუინოში და ბოლოს ჩავრთეთ ლეპტოპის ადაპტერი ქსელში.
• თუ NeoPixel ეკრანი აჩვენებს სრულიად შემთხვევით ფერებს შემთხვევითი ინტერვალებით, დარწმუნდით, რომ საფუძვლები საერთოა.
• ქსოვილის წებოს გამოყენებისას, დარწმუნდით, რომ არ იყენებთ ძალიან ბევრს ისე, რომ ის გაჟღენთილი იყოს და მაისური დაიხუროს. ჩვენ დავდეთ ხის ფიცარი ქსოვილის ორ ნაწილს შორის, რომელიც სხვაგვარად შეხება იქნებოდა.

ვიმედოვნებთ, რომ მოგეწონათ ეს სასწავლო! შემდეგი ნაბიჯი არის ქსელის დაკავშირება პორტატულ ბატარეასთან და მისი გადატანა ქუჩაში, სადაც მანქანების და სხვა დამაბინძურებლების ჰაერის დაბინძურება გამოიწვევს ჩვენებას.