EqualAir: Nosivi NeoPixel ekran pokreće senzor zagađenja zraka: 7 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Cilj projekta je izrada nosive majice koja prikazuje evokativnu grafiku kada je zagađenje zraka iznad postavljenog praga. Grafika je inspirisana klasičnom igrom "opeke za razbijanje cigle", u kojoj je automobil poput vesla koje izbacuje ispušne plinove (koji su poput loptica) koji "udaraju" komade pluća i razgrađuju ih. Kada je zagađenje zraka iznad praga (na primjer, pri hodanju automobilima), na ekranu će početi svirati inače bezazlene bijele majice. Ovaj projekt su izgradili Jordan, Mary, Nick i Odessa za čas pod nazivom Umjetnost i nauka stvaranja.

Korak 1: Prikupite materijale

Ekran:

• 6 * Adapruit NeoPixel digitalna RGBW LED traka - bijela PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (prema web stranici Adafruit, za korištenje više od nekoliko traka NeoPixela potreban je Arduino Mega)
• 1 * 9voltna baterija
• 1 * punjač za laptop

Osećanje:

1 * Adafruit MiCS5524 senzor (ovo je bio senzor zagađenja zraka koji smo koristili jer je jeftin. Nedostatak je to što osjeća više plinova i ne razlikuje ih)

Ostalo:

2 * bijela majica (predlažemo da kupite prevelike majice jer 1) mora postojati prostor za hardver i 2) morat ćete odrezati malo dodatne tkanine kako biste napravili džep sakrij hardver)

Alati:

• Džemperi
• Protoboard
• Kondenzator
• Otpornik
• Rezač žice
• Mašina za lemljenje
• Materijal za šivanje i/ili ljepilo za tkanine

Korak 2: Sklapanje NeoPixel mreže

Da biste sastavili NeoPixel rešetku, originalne NeoPixel trake potrebno je rezati i ponovno lemiti ovisno o željenim dimenzijama rešetke. Za ovaj dizajn gradili smo mrežu NeoPixela 47x16:

1. Izrežite 1-metarske (144 NeoPixel) trake u 47 koraka NeoPixel-a, pazeći da se omogući malo prostora za lemljenje na rubovima traka (postoje mali metalni vodiči koji su vidljivi na dnu NeoPixela). Obavezno izrežite tako da je cijela lemilica izložena (jer su već tako male za početak). Razlog zašto su trake 47 piksela umjesto (144/3 = 48) piksela je taj što ćete izgubiti barem jedan ako ih izrežete jer su neopikseli tako blizu jedan drugome.
2. Pažljivo položite stupove jedan do drugog (po želji ih držite električnom trakom) i pobrinite se da dimenzije budu željene (47x16). Postavite stupce u S-uzorak.
3. NeoPixeli imaju ulaze za ulaz napona, ulaz i masu koji bi trebali biti povezani sa svojim kolegama u sljedećoj traci. Koristeći višelančane žice, spojite vodiče stupova zajedno u S-uzorku, pazeći da povežete ispravne vodiče.
4. Ostavite elektrode na krajevima rešetke (trebala bi postojati 2 kraja - jedan na kojem ste započeli i jedan na kojem ste završili S -uzorak), te po želji dodajte produžne nastavke za praktičnost. Također možete opcionalno odlijepiti ili na drugi način pričvrstiti elektrode na kraju. Također, vruće ljepilo preko spojeva kako biste ih učvrstili.
5. Uvjerite se da je vaša novopostavljena rešetka sigurna dodavanjem još nekoliko slojeva električne trake ili drugog ljepila na stražnju stranu.

Sada biste trebali imati radnu mrežu koju možete testirati. U biblioteci NeoPixel Matrix možete koristiti ogledni kod matrixtest -a da vidite radi li mreža kako se očekuje. Ako se to dogodi, trebalo bi izgledati kao na gornjoj fotografiji (zanemarite Arduino Uno sprijeda, radilo se o testiranju nečeg drugog)

Korak 3: Dodavanje senzora

Ključni aspekt ovog projekta je senzor, Adafruit MiCS5524, koji može detektirati različite plinove u zraku i signalizirati njihov intenzitet putem analognog ulaza.

1. Prvo provjerite jesu li tri kabela do senzora - naponski ulaz, izlaz i uzemljenje - ispravno ožičeni (opcionalno upotrijebite žicu odgovarajuće boje kako biste u tome pomogli).
2. Priključite napon na izlaz 5V na Arduino ploči i spojite masu na masu na ploči.
3. Zatim spojite izlaz na A0 (ili analogni pin po vašem izboru) na Arduino ploči. Ovo je sve što je potrebno za povezivanje senzora s Arduinom.
4. Po izboru, upotrijebite serijski monitor da provjerite da li senzor prijavljuje očitanja (očitanja bi se trebala kretati oko jednog broja i mijenjati se kada je senzor postavljen blizu izvora ugljičnog monoksida ili drugih isparenja).

Na mreži postoje upute za kalibriranje ovog senzora posebno kako bi bio osjetljiv na promjenu okruženja. Ono što smo učinili bilo je ostaviti senzor na nekoliko sati kako bismo utvrdili koji je "redovni" raspon očitanja za prostoriju u kojoj se nalazi. Zatim smo, da bismo testirali "aktiviranje" ekrana, koristili vatu natopljenu alkoholom tako da očitavanje senzora bi skočilo iznad postavljenog praga da započne jednu petlju grafike.

Korak 4: Otklanjanje grešaka u kodu

U prilogu je kôd. Primijetite da je na vrhu mnogo zaglavlja. Da biste preuzeli potrebna zaglavlja, u Arduino IDE -u kliknite skica, uključi biblioteku, a zatim upravljajte bibliotekama. Prije nego što možete učitati priloženu datoteku, morat ćete preuzeti sljedeće biblioteke:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Adafruit GFX biblioteka

Nakon što preuzmete ove biblioteke, u Arduino IDE -u, pod datotekom, primjeri, pronaći ćete primjer koda koji se može promijeniti kako biste ga testirali. Na primjer, strandtest i matrixtest bili su vrlo korisni za testiranje NeoPixel mreže. Na mreži je takođe lako pronaći uzorke testova za senzor zagađenja vazduha.

Prije nego što možete učitati datoteku i vidjeti radnu mrežu, evo nekoliko redova koda koji se mogu izmijeniti:

#define PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Pin 6 treba prebaciti na broj pina kojim je NeoPixel mreža pričvršćena na Arduino

Pin AO treba prebaciti na broj pina kojim je senzor priključen na Arduino

#define STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Adafruit_NeoMatrix matrica = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB8 + NEO);

Broj 300 definira koliko je piksela pluća degradirano da se računa kao jedan ciklus prikaza. Povećanjem broja produžio bi se ciklus (npr. Više pluća je razgrađeno) i obrnuto.

Broj 8 definira broj "kuglica" (ispuh) koje izlaze iz automobila

Sada, ako ste slijedili upute za točno konstruiranje mreže, konfiguracija NeoMatrix -a bi trebala funkcionirati. Međutim, dobro je napomenuti da ovo postavljanje govori da se koordinata 0, 0 nalazi u gornjem lijevom kutu, povezali smo kolone traka, a trake su povezane u S-formaciju. Stoga, ako vaša mreža izgleda savršeno osim ako je preslikana ili isključena za 90 stepeni, vjerojatno ste mrežu postavili drugačije i ovdje biste trebali promijeniti kôd. Do kraja ovog koraka trebali biste imati nešto što izgleda kao video, aktiviramo majicu s vatom namočenom u alkohol, grafika igra jednu petlju i ne može se ponovo aktivirati dok se petlja ne aktivira kompletan.

Korak 5: Sastavljanje majice

Jej! Sada kada zaslon, senzor i kôd rade, vrijeme je da sve spojite. Na kraju ćemo imati sav hardver pričvršćen za unutrašnju košulju, a zatim vanjsku košulju na vrhu koja sve skriva. Majice su bile prevelike pa smo odrezali traku sa dna. To nam je dalo tkaninu koja nam je bila potrebna za šivanje džepa kako bismo sakrili hardver.

Unutrašnja majica:

1. Počnite tako što ćete prvo postaviti trake električne trake na stražnju stranu NeoPixel rešetke samo da biste je učvrstili (znat ćete da ste u redu ako mrežu možete nositi u jednom komadu)
2. Tkanina zalijepi NeoPixel rešetku na unutrašnju majicu. Uvjerite se da je mreža centrirana i tamo gdje se pluća zapravo nalaze.
3. Pustite da se ljepilo osuši po potrebi, pazite da ljepilo ne procuri na stražnju stranu majice i zalijepite košulju. Kada je mreža uključena, pogledajte koliko daleko mogu biti smješteni Arduino, baterija itd. Za nas smo lemili kratkospojnike tako da naše elektroničke komponente budu na stražnjoj strani majice.
4. Sašite traku tkanine kako biste napravili mali džep za elektroničke komponente. Možete ušiti neke komponente u džep (npr. Arduino) kako biste bili sigurniji.
5. Izrežite mali prorez iz kojeg bi senzor mogao proviriti, za nas je to bilo u sredini ovratnika na stražnjoj strani majice.

Vanjska košulja: Razlog vanjske košulje je taj što bolje izgleda s vanjskom košuljom. Vanjska košulja skriva elektroniku i raspršuje svjetlo iz NeoPixela.

1. Pažljivo postavite vanjsku košulju preko unutrašnje košulje
2. Zalijepite tkaninu ili zašijte unutrašnju košulju na vanjsku košulju tako da rešetka izgleda osvijetljeno kada je osvijetljena (na slici su crne crtice tamo gdje je ljepilo za tkaninu)

Korak 6: Rješavanje problema

Čestitam! Sada imate nosivu majicu koja svijetli na osnovu nivoa zagađenosti zraka. Ako ne, onda ste vjerojatno pogodili (mi smo pogodili mnoge), pa evo nekoliko prijedloga za rješavanje problema:

• Jastučići za lemljenje na NeoPixel trakama su ludo mali pa je teško osigurati mrežne veze. Koristili smo olovno lemljenje, višežilnu električnu žicu i vruće lijepili spojeve.
• Kao rezultat toga što je NeoPixel tako blizu jedan na drugom na traci, izgubili smo najmanje 1 piksel kad god smo odrezali pramen. Korištenje škara bilo je bolje nego korištenje egzaktnog noža, samo ogulite plastičnu smolu i izrežite je.
• Ako ekran NeoPixel prikazuje čudnu boju (na primjer, nestaje do crvene, bilo koja nijansa crvene umjesto bijele), to je vjerojatno zato što mreža ne dobiva dovoljno energije. Da bismo učitali kôd, sve smo isključili, učitali kôd, zatim isključili računar, priključili bateriju na Arduino i na kraju priključili adapter laptopa na mrežu.
• Ako zaslon NeoPixel prikazuje potpuno nasumične boje u nasumičnim intervalima, provjerite jesu li osnove zajedničke.
• Kada koristite ljepilo za tkanine, pazite da ne koristite previše tako da procuri i zalijepi majicu. Stavili smo drvenu dasku između dva komada tkanine koji bi se inače dodirivali.

Nadamo se da ste uživali u ovom uputstvu! Sljedeći korak je povezivanje mreže s prijenosnom baterijom i iznošenje na ulicu, gdje će zagađenje zraka iz automobila i drugih zagađivača pokrenuti prikaz.