ระบบไฟทางเดินอัจฉริยะ - ทีมเซเลอร์มูน: 12 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

สวัสดี! นี่คือเกรซ รี, ศรีเจช โคนาคันจิ และฮวน แลนดี้ และเราเป็นทีมเซเลอร์มูน! วันนี้เราจะนำเสนอโครงการ DIY สองส่วนที่คุณสามารถนำไปใช้ในบ้านของคุณเองได้ ระบบไฟส่องสว่างทางเดินอัจฉริยะขั้นสุดท้ายของเราประกอบด้วยเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก, เซ็นเซอร์ตรวจจับความเคลื่อนไหว PIR, ตัวแปลงแสงเป็นความถี่, หน้าจอ OLED, การอ่าน/เขียนการ์ด SD, รีโมท/ตัวรับสัญญาณ IR, เซ็นเซอร์ความชื้นและอุณหภูมิ และโฟโตรีซีสเตอร์ ซึ่งสามารถทดสอบได้สามแบบ แบบจำลองด้านสิ่งแวดล้อมของเรา

ระบบไฟส่องสว่างสำหรับทางเดินนี้เป็นต้นแบบที่ออกแบบมาเพื่อลดมลภาวะทางแสงด้วยวิธีการป้องกันอย่างสร้างสรรค์ (ในรูปของพระจันทร์เสี้ยวเพื่อเป็นเกียรติแก่ชื่อทีมของเรา) รวบรวมข้อมูลประเภทต่างๆ มากมายและบันทึก และทำให้ผู้ชมพึงพอใจในสุนทรียภาพ. เราขอให้คุณโชคดีกับโครงการนี้และขอให้สนุก!

ความรัก, ทีมเซเลอร์มูน

เสบียง

• สำหรับแบบจำลองด้านสิ่งแวดล้อม:

  • แผ่นโฟมหลายแผ่น
  • กระดาษก่อสร้าง
  • Arduino Mega 2560 R3
  • สายไฟมากมาย
  • หน้าจอ OLED
  • เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก
  • ตัวรับสัญญาณ IR/รีโมท
  • โฟโตรีซีสเตอร์
  • เขียงหั่นขนม
  • มีดตรง
  • ไม้บรรทัด
  • ไอติมแท่ง
  • แท่งเดือย

• สำหรับรุ่นสุดท้าย:

  • Arduino Mega 2560
  • เครื่องพิมพ์ 3 มิติ
  • คอมพิวเตอร์/แล็ปท็อป
  • เทปสองหน้า
  • ปืนกาวร้อน
  • เครื่องอ่าน/เขียนการ์ด SD
  • หน้าจอ OLED
  • เขียงหั่นขนมครึ่งและเขียงหั่นขนมขนาดเล็ก
  • ไฟ LED สีเหลืองสองสามดวง
  • สายตัวผู้ x ตัวเมีย และตัวผู้ x สายตัวผู้
  • เครื่องปอกสายไฟและสายไฟแบบกำหนดเอง (ไม่จำเป็น)

  • เซนเซอร์:

    • PIR
    • รีโมทและตัวรับสัญญาณอินฟราเรด
    • อัลตราโซนิกเซนเซอร์
    • โฟโตรีซีสเตอร์
    • ตัวแปลงแสงเป็นความถี่
    • เซ็นเซอร์ความชื้น/อุณหภูมิ

อย่าลืมดาวน์โหลดไฟล์.zip ที่ลิงค์นี้:

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

ขั้นตอนที่ 1: โครงการด้านเสริม: แบบจำลองด้านสิ่งแวดล้อม

ในตอนนี้ สมมติว่าคุณต้องการทดสอบความสามารถของระบบไฟส่องสว่างสำหรับทางเดินของเรา แต่คุณต้องการทราบว่าคุณกำลังทำอะไรอยู่ก่อนที่จะเริ่มใช้งาน ตัวเลือกที่ง่ายคือการสร้างแบบจำลองด้านสิ่งแวดล้อมของเรา ซึ่งแสดงคุณลักษณะบางอย่างของต้นแบบของเราเพื่อแสดงให้เห็นว่าไฟทำงานอย่างไรในโลกแห่งความเป็นจริง

ในการเริ่มต้น ให้อ้างอิงรายการวัสดุสิ้นเปลืองในบทนำของเรา และจัดวางสื่อต่างๆ เพื่อให้เข้าถึงได้ง่าย

บ้าน:

ตัดแผ่นโฟมออกเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 17 x 17 ซม. สองแผ่น และอีกสองแผ่นที่มีขนาดเท่ากันทุกประการ ยกเว้นด้วยสามเหลี่ยมที่ด้านบนเพื่อสร้างรูปทรงบ้าน กาวร้อนทั้งหมดนี้เข้าด้วยกัน สิ่งนี้จะสร้างบ้านจำลองสำหรับเก็บอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดของคุณ และป้องกันไม่ให้อุปกรณ์มองเห็น ตัดสี่เหลี่ยมด้านหนึ่งของสี่เหลี่ยมเพื่อให้สาย Arduino ลอดผ่าน

ตอนนี้ ให้ตัดแผ่นโฟมสองแผ่นเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสขนาด 51 x 44 ซม. สิ่งเหล่านี้จะเป็นฐานของโครงการของคุณ จัดตำแหน่งบ้านโดยให้ห่างจากด้านที่สั้นกว่า 17 ซม. และสร้างทางเดินที่นำไปสู่ประตู วิธีนี้จะช่วยให้คุณจำลองคนที่เดินขึ้นไปที่บ้านได้ในภายหลัง อย่าเพิ่งกาวบ้านลง

ทางเดินและไฟ:

ตัดทางเดินที่ยาว 17 ซม. จากกระดาษก่อสร้างแล้วทากาว โดยเริ่มจากขอบที่สั้นกว่า (44 ซม.) สิ่งนี้จะช่วยคุณวางตำแหน่งทุกอย่าง

สำหรับไฟ ให้ตัดกระดาษสองแถบออกจากแถบที่มีความหนา 2.5 ซม. (หรือหนึ่งนิ้ว) ควรมีความยาว 3 ซม. และ 2 ซม. (หนา 1.25 และ 0.75 นิ้ว)

เอาอันที่ยาวกว่าแล้วแบ่งเป็นห้าส่วน (อันละ 0.25 นิ้ว) ตามที่แสดงในภาพ พับตามเส้นเหล่านี้แล้วทากาวทับซ้อนกัน ตอนนี้ควรมีลักษณะเป็นปริซึมสี่เหลี่ยมดังที่แสดงในภาพถัดไป

เมื่อกาวแห้ง ให้ทำเครื่องหมายที่จุด 0.25 นิ้วจากด้านบน แล้วตัดเฉพาะด้านนั้น สิ่งนี้ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่า LED สามารถส่องผ่านได้ ตอนนี้เอากระดาษแผ่นที่สองแล้วทำเครื่องหมายเส้นโค้งตามที่แสดงในภาพเพื่อตัดออก พันปลายอีกด้านไว้รอบๆ ทั้งสามด้านของเสาไฟที่ไม่มีช่องตัด แล้วบีบด้านบนเหนือช่องเปิด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปิดช่องเปิดจนสุด รอยพับที่เหลือควรเหมือนกับรอยที่ทำเครื่องหมายไว้ในภาพ

กาวทั้งหมดนี้ลงและปรับแต่งจนกว่าคุณจะชอบ! ทำซ้ำได้บ่อยเท่าที่คุณต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: แบบจำลองด้านสิ่งแวดล้อม: การรวมวงจร

วงจรนั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา แต่ระวังเรื่องการต่อสายไฟให้ถูกต้อง หลังจากเชื่อมต่อทุกอย่างกับเขียงหั่นขนมและ Arduino แล้วให้ตัดสองรูที่ฐานของโครงการ ร้อยสายไฟ LED ผ่านรูหนึ่ง และใช้เซ็นเซอร์ OLED และ Ultrasonic ผ่านอีกรูหนึ่ง

สำหรับ LED ให้ตัดช่องสี่เหลี่ยมออกมากเท่าที่คุณต้องการ แล้วจิ้ม LED เข้าไป ยึดด้วยเทปแล้วสอดไฟส่องสว่างทับ เราตัดสินใจที่จะปกปิดเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกด้วยฐานไอติม แต่อย่าลังเลที่จะสร้างสรรค์! เพียงให้แน่ใจว่าได้วางมันไว้ที่จุดเริ่มต้นของทางเดินโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง สำหรับหน้าจอ OLED ให้วางตำแหน่งไว้ที่ตำแหน่งที่มองเห็นได้ง่าย เราวางไว้ที่ฐานของโครงการ ตัวรับสัญญาณ IR และโฟโตรีซีสเตอร์ถูกวางไว้ข้างหน้าต่างที่เราตัดออกจากบ้าน

ขั้นตอนที่ 3: แบบจำลองด้านสิ่งแวดล้อม: การแก้ไขปัญหาและรหัส

หลังจากที่คุณทำบิลด์ไฟฟ้าเสร็จแล้ว ให้อัปโหลดโค้ดที่แนบและเรียกใช้ หวังว่าจะใช้งานได้ แต่ถ้าไม่ ให้แก้ไขปัญหา! เมื่อทุกอย่างเรียบร้อย ให้ดำเนินการตัดเดือยเดือยที่คุณมีเป็น 3 ซม. แล้วทากาวที่ขอบทั้งสี่ของฐาน นี่เป็นขั้นตอนสุดท้าย ดังนั้นตรวจสอบให้แน่ใจว่าทุกอย่างได้รับการสรุปผลก่อนที่คุณจะดำเนินการดังกล่าว

ยินดีด้วย! คุณได้เสร็จสิ้นด้านเทคนิคของงานสร้างนี้แล้ว! ตอนนี้สิ่งที่คุณต้องทำคือแจ๊สตามความชอบของคุณ เราหวังว่าคุณจะสนุกกับมินิโมเดลนี้:)

ขั้นตอนที่ 4: โมเดลสุดท้าย: การสร้างวงจร

ขั้นตอนที่ 5: โมเดลสุดท้าย: การอัปโหลดรหัสไปยังวงจร

หลังจากติดตั้งไฟล์.zip จากลิงก์ Google ไดรฟ์ด้านบนแล้ว คุณควรจะสามารถค้นหาโฟลเดอร์การเข้ารหัสได้ ในนั้นคุณมีรหัสสำหรับทั้งการสร้างด้านสิ่งแวดล้อมและหน่วยจริง

เปิดอันที่คุณต้องการอัพโหลด จากนั้นกดปุ่มอัพโหลดบน Arduino IDE ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวางสายเคเบิลอย่างถูกต้อง และคุณควรจะสามารถเรียกใช้โปรแกรมได้สำเร็จ

โค้ดทั้งหมดได้รับการแสดงความคิดเห็น ดังนั้นอย่าลังเลที่จะดูว่ามันทำงานร่วมกันอย่างไร คุณยังสามารถดูไดอะแกรมเกี่ยวกับวิธีการเข้ารหัสหน้าจอ OLED เพื่อใช้ระบบสถานะตัวเลขเพื่อแสดงข้อความที่คุณเห็น

การควบคุมไฟ LED ใช้คำสั่ง if เพื่อเปลี่ยนความสว่างของ LED ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ที่อยู่ในนั้น

ขั้นตอนที่ 6: รุ่นสุดท้าย: ความช่วยเหลือในการแก้ไขปัญหา

คุณสามารถพบปัญหามากมายขณะสร้างโครงสร้าง Arduino หากคุณพบปัญหาใด ๆ มีความเป็นไปได้มากกว่าที่จะเป็นปัญหาทางไฟฟ้า เนื่องจากเป็นที่มาของข้อผิดพลาดของเราเอง เราจะแสดงรายการปัญหาทั่วไปจำนวนหนึ่งที่เราพบเพื่อช่วยคุณ พบพวกเขาอย่างรวดเร็ว

• ข้อมูลไม่ถูกอ่าน:

  ตรวจสอบอีกครั้งว่าพินทั้งหมดถูกวางอย่างถูกต้องจากพินหนึ่งไปอีกพินหนึ่งบนเขียงหั่นขนมและ Arduino Mega

• รหัสไม่อัปโหลด:

  หากคุณมีพอร์ตไม่ว่างหรือเพียงแค่เกิดข้อผิดพลาดในการอัปโหลด ส่วนใหญ่มักจะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร ซึ่งหมายความว่าหมุดกราวด์ (GND) หรือแรงดันไฟฟ้า (VCC) อันใดอันหนึ่งของคุณไม่ได้วางอย่างเหมาะสม ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรซึ่งรบกวนกระบวนการอัปโหลด

• อัปโหลดโค้ดแต่ไม่ทำอะไรเลย:

  ในโค้ด สิ่งแรกที่จะตรวจสอบคือตรวจพบการ์ด SD หรือไม่ ดังนั้นหากตรวจไม่พบ โปรแกรมจะไม่ออกจากการตั้งค่าด้วยซ้ำ ในกรณีนี้ ให้ตรวจสอบว่าพินการ์ด SD ทั้งหมดถูกวางอย่างถูกต้องและพินพาวเวอร์นั้นถูกต้องด้วย

หากคุณยังไม่สามารถทำงานได้ ให้ดึง Serial Monitor บน Arduino IDE และเปลี่ยนอัตรา BAUD เพื่อให้สอดคล้องกับสิ่งที่ระบุไว้ในโค้ด จากตรงนั้น คุณสามารถเพิ่ม Serial.println(data); บรรทัดเพื่อตรวจสอบตำแหน่งที่โปรแกรมหยุดหรือรับค่าจากเซ็นเซอร์หรือไม่

ขั้นตอนที่ 7: โมเดลสุดท้าย: 3D Print.stl Files

โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ปรับระดับเตียงของคุณ งานพิมพ์ 3 มิติเหล่านี้เป็นงานพิมพ์ 3 มิติที่มีความยาวมาก และเราไม่อยากให้มันผิดพลาดตรงไหนเลย ส่วนใหญ่ไม่ต้องการการสนับสนุนอย่างใดอย่างหนึ่ง ฉันพิมพ์ออกมาเป็น 0.28 สำหรับความเร็วที่สูงกว่า แต่ 0.16 และอะไรก็ตามที่อยู่ตรงกลางก็ใช้ได้ดีถ้าคุณต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม งานพิมพ์เหล่านี้สำหรับฉันใช้เวลาประมาณ 20 ชั่วโมง และฉันได้ตั้งค่าไว้ที่ 250% ใน Ender-3 ของฉัน

ขั้นตอนที่ 8: รุ่นสุดท้าย: ต่อวงจรเข้ากับภายใน

เราเพิ่งใช้แท่งสติกกี้ด้านหลังของเขียงหั่นขนมและติดตั้งเข้ากับด้านหลังของเคสโดยตรง มันจะใส่เข้าไปข้างในยากมาก เราขอแนะนำให้คุณใช้สายเคเบิลแบบกำหนดเองเพราะมันทำให้ง่ายขึ้น แต่ในกรณีของเรา คุณจะเห็นว่ามันคับไปหน่อย นอกจากนี้ ที่ด้านล่าง โปรดใส่โมดูลแหล่งจ่ายไฟที่มีแบตเตอรี่อยู่ภายในตัวเครื่อง ในภาพนี้ เรานำมันออกมาเพื่อให้ดูเนื้อหาภายในเคสได้ง่ายขึ้น นอกจากนี้ หากคุณไม่ได้ใช้สายเคเบิลแบบกำหนดเอง ใช้ที่ผูกซิปหรือที่คาดผมเพื่อพันสายเคเบิล อาจเป็นงานที่น่าเบื่อหน่ายมาก แต่จะทำให้ด้านในดูดีขึ้นและกว้างขวางมากขึ้นสำหรับคุณในการทำงาน

ขั้นตอนที่ 9: โมเดลสุดท้าย: Close Up Light Fixture

เราปิดมันชั่วคราวด้วยเทปบางๆ แต่เราขอแนะนำอย่างยิ่งให้ใช้กาวร้อนหรือฟิกซ์เจอร์แม่เหล็ก เหตุผลของการใช้เทปของเราถูกซ่อนไว้ เราจำเป็นต้องดำเนินการแก้ไขปัญหาทางไฟฟ้า สิ่งนี้เกิดขึ้นกับเรา แต่ด้วยการใช้วิธีนี้ เราสามารถแก้ไขปัญหาได้อย่างรวดเร็ว เราไม่แนะนำเทปนี้สำหรับโปรเจ็กต์สุดท้าย แต่จนกว่าคุณจะมั่นใจอย่างที่สุด อย่าติดแผงด้านข้างอย่างถาวร มิฉะนั้น การแก้ไขปัญหาจะกลายเป็นเรื่องยากอย่างเหลือเชื่อ

ขั้นตอนที่ 10: โมเดลสุดท้าย: แก้ไข Crescent และแนบมัน

เราเจาะรูขนาดกลางที่ด้านข้างของตัวเรือนและรูปพระจันทร์เสี้ยวเพื่อให้สายไฟลอดผ่าน นอกจากนี้เรายังเจาะรูเป็นรูปพระจันทร์เสี้ยวสำหรับ LED เราเจาะ 9 รู แต่ใช้แค่ 4 รูนั้นเพราะ LED สว่างพออยู่ด้วยกัน นอกจากนี้ เรายังติดกาวพระจันทร์เสี้ยวบนกล่องและติดไว้ที่นั่น พระจันทร์เสี้ยวของเรามีรูหลัก 5 รูที่เราใช้ 4 รูสำหรับ LED และอีกรูสำหรับติดกับเมนบอร์ด เมื่อเดินสายเสร็จแล้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้แก้ไขที่ฝาครอบด้านบนสำหรับเสี้ยว

ขั้นตอนที่ 11: โมเดลสุดท้าย: ทดสอบและรวบรวมข้อมูล

นี่คือกราฟของโฟโตรีซีสเตอร์สองตัวในตอนกลางคืน เส้นสีน้ำเงินคือโฟโตรีซีสเตอร์ที่ไม่มีอะไรเชื่อมต่อกัน มันเป็นตัวต้านทานเปล่า แต่เส้นสีแดงอยู่ต่ำกว่า และนั่นเป็นเพราะมันเป็นโฟโตรีซีสเตอร์วงจรสแน็ป และมีกระบอกสีดำชี้ไปในทิศทางเดียวเท่านั้น ซึ่งจะทำให้เราอ่านค่าได้แม่นยำยิ่งขึ้นและนำแสงออกจากทิศทางอื่น ในการทำเช่นนี้ คุณสามารถนำการ์ด sd และเปิดแผ่นงาน excel จากนั้นเลือกเวลาและคอลัมน์อื่นๆ ที่คุณต้องการ มันง่ายมากที่จะสร้างกราฟและเปลี่ยนสิ่งที่คุณต้องการดูจากกราฟ หวังว่าเมื่อมลภาวะทางแสงดีขึ้น เราจะเห็นคืนที่มืดมิดและมีค่าน้อยลง!

ขั้นตอนที่ 12: บทสรุปและรับทราบ

และ… นั่นคือจากทีมเซเลอร์มูน!

เราหวังว่าคุณจะสามารถบรรลุสิ่งที่คุณต้องการทำ และหวังว่าคุณจะชอบมันมากพอที่จะพิจารณานำต้นแบบของเราไปใช้ในบ้านของคุณเอง;)

แต่เราไม่สามารถมาที่นี่คนเดียวได้ เราอยากจะให้เครดิตเมื่อถึงกำหนดเครดิต

ประการแรก ถึงที่ปรึกษาที่ยอดเยี่ยมของเรา พระเยซู ผู้ทรงอยู่ที่นั่นในทุกขั้นตอน เรารู้สึกขอบคุณคุณและสำหรับทุกสิ่งที่คุณได้ทำเพื่อเราในการจัดทำโปรแกรมที่น่าทึ่งนี้

เราอยากจะขอบคุณ Ken, Geza, Kelly, Chris และ Cynthia ตลอดเวลาที่พวกเขาเข้าร่วมการประชุมและทำงานร่วมกับเรา โดยให้ข้อเสนอแนะที่จำเป็นอย่างมากแก่เรา ซึ่งช่วยให้เราปรับปรุง หรือให้ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับเรื่องที่เรากำลังทำงานอยู่ กับ.

ขอบคุณ Elenco ที่จัดหาชุดวงจร snap ให้ผู้เข้าร่วมในเวิร์กช็อปทุกคน ซึ่งมีประโยชน์มากในระหว่างการก่อสร้างโครงการของเรา

และสำหรับผู้บริจาคที่ทำให้โปรแกรมนี้เป็นไปได้ เราขอขอบคุณสำหรับการสนับสนุนของคุณในเวิร์กชอปนี้ หากไม่มีคุณ สิ่งเหล่านี้ก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้

สุดท้ายนี้ ถึง Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette และ Leilani ผู้ร่วมงานของเรา ขอขอบคุณสำหรับการสนับสนุนทั้งหมดของคุณและสร้างสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น เราชอบที่จะรู้จักคุณในช่วงสามสัปดาห์ที่ผ่านมา และมาติดต่อกัน!

-ทีมเซเลอร์มูน

ป.ล. เราได้เพิ่มวิดีโอเวอร์ชันขยายด้านบนซึ่งเราแชร์ปัญหาต่างๆ ที่เราได้ดำเนินการเพื่อสร้างโครงการนี้ เราหวังว่าคุณจะสนุกกับการเดินเตร่ของเรา!