Жарыкты булгоочу чечим - Артемида: 14 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Жарыктын булганышы - бул дүйнө жүзү боюнча баарыбызга тиешелүү нерсе. Лампочка ойлоп табылгандан бери, жарык бир топ популярдуу болуп, өзгөчө Нью -Йорк жана Чикаго сыяктуу чоң шаарларда колдонула баштады. Бул жарыктын баары ар кандай жаныбарларга таасир этиши мүмкүн; Мисалы, айдын жардамы менен океанга жол табышы керек болгон ташбакалар, ай үчүн коркунучтуу көчө жарыгы болуп, чоң жолго баратышат. Жарык канаттуулардын миграциясына жана алардын жупталуу мезгилине да таасир этет. Жарыктын булганышы таасир эткен бардык жаныбарлардын үстүнө, ал бизге да таасир этет. Качан биз түнкүсүн сыртта сейилдеп, бул сокур көк жарыктарды көргөнүбүздө, мээбиз күндүз деп ойлоп калат. Ошондуктан мээбиз мелатонинди чыгарбайт; уктоо үчүн керектүү химиялык зат. Бул химиялык зат көп өндүрүлбөгөндүктөн, биздин уйку графигибиз бузулат, бул көптөгөн башка көйгөйлөрдү жаратат.

Бирок, биздин Жарыкты булгоочу чечимибиз Артемида менен биз жарыктын булганышына байланыштуу жакшы эртеңки күндү түзүүнү жеңилдетебиз. Биздин жарык жылуу түстүү температурага ээ, ошондуктан көк жарык чыгарбоо үчүн, бизди түнгө чейин ойгонуу керек деп ойлошу керек. Ардуино Уно, бир нече түрдүү сенсорлор жана Snap Circuits жардамы менен, биздин жарык аймактагы активдүүлүккө, караңгылыкка жана башкалардын негизинде күйөт же өчөт. Чечимибиз менен, атмосферага азыраак жарык чыгарылат, андыктан биз, бардык жаныбарлар менен бирге, айлана -чөйрөбүздү бактылуу кылууга жардам берген түнкү асмандын кооздугунан ырахат ала алабыз.

1 -кадам: Сиздин материалдарды чогултуу

Артемида жасоонун биринчи кадамы - материалдарды чогултуу.

Жогорудагы биринчи сүрөттө көрүнүп тургандай, бул жерде сизге керектүү болгон физикалык материалдардын тизмеси:

• Super Starter Kit Uno R3 Project - бул сиздин микроконтроллериңизге, панелге жана сизге керектүү болгон бардык сенсорлорго ээ болот, андыктан сиз буларды жарык коддоо үчүн колдоно аласыз. Тактап айтканда, сизге керек болот:

  • USB-Arduino кабели (жана ноутбукта USB портуңуз жок болсо, адаптер)
  • Эркек-эркек зымдары
  • Эркек-ургаачы зымдар
  • Кошумча узун зымдар (керек болсо кесүү үчүн)
  • Jumper кабелдери (Snap Circuits фоторезисторун нанга туташтыруу үчүн)
  • Микро SD карта жана окурман
  • OLED экраны
  • An Arduino Uno микроконтроллери
  • PIR сенсор
  • DHT (нымдуулук/температура) сенсору
  • 220k Om каршылыгы
  • Нан тактасы
  • RGB LED (4x) же кадимки LED (4x)
  • Фоторезистор
• A Snap Circuits Classic топтому (жогоруда көрсөтмөдө көрсөтүлгөндөй). Тактап айтканда, сизге Snap Circuits фоторезистору керек болот.
• Кайчы
• Жыгач таякчалар
• Exacto бычагы
• Зым чечүүчү
• Бурагыч
• Кара көбүк өзөгү
• Курулуш кагазы
• Экинчи сүрөттө көрсөтүлгөндөй, сенсорлорду коддоо үчүн рабочий/ноутбук компьютериңизге Arduino Genuino тиркемеси керек болот.
• Үчүнчү сүрөттө көрсөтүлгөндөй, муну аткаруу үчүн сизге кээ бир достор керек болот!

2 -кадам: PIR / Фото -резистор - Код

Сиз түзгөн биринчи код PIR (кыймыл сенсору) жана фоторезистор үчүн. Бул эки сенсорду бир кодго бириктирүү менен, биз жарыктын караңгылыктын деңгээлине да, ал жактагы активдүүлүгүнө (же жоктугуна) да реакция кыла алабыз. Бул жерде коддун ар бир негизги функциясы эмне кылат:

setup (): бул функция сериялык мониторду иштетет жана LED пинди чыгаруу катары жана PIR пинди кириш катары орнотот

loop (): бул функция photo_value () функциясын жана checkPIRStatus () функциясын иштетет

NBhere (): бул функция светодиоддордо кыймыл сенсору күйүк болбосо өчүрүлгөндөй жазат

SBhere (): бул функция светодиоддорду күйгүзүп жазат, андыктан алар кыймыл сенсору күйүп турганда жаркырап көрсөтүлөт

checkPIRStatus (): бул функция сенсордон маалыматтарды алат, андан кийин билдирилген маани 451ден жогору экендигин текшерет. ЭГЕР жана сенсор өчүк болсо, ал күйгүзүлөт жана SBhere () иштейт. Бирок, эгерде билдирилген саны аз болсо жана сенсор күйүк болсо, анда сенсор өчүрүлөт жана NBhere () иштейт.

photo_value (): бул функция сандын көп, орто же төмөн экенин текшерет жана ошого жараша жарыктын интенсивдүүлүгүн өзгөртөт.

3 -кадам: PIR / Фото -резистор - Электр схемасы

Сиздин код ийгиликтүү түзүлгөндөн кийин, нан табличкаңызды жогорудагы Фритзинг диаграммасындагыдай кылып туташтырыңыз. Бүткөндөн кийин, бардыгы туура сайылганын жана эч нерсе ордунда эмес экенин текшериңиз. 4 кадимки LED же RGB LEDден тышкары, сизге керек болот:

• PIR сенсор
• Фоторезистор
• Үч эркек-ургаачы зым
• Эркек-эркек зымдары
• 4 220k Om каршылыгы

Кодуңуз тактага ийгиликтүү жүктөлгөндөн кийин, колуңузду PIR сенсорунун үстүнө шилтеп коюңуз. Жарыктар күйүп жана жарык болуп турушу керек, эгер сиз сериялык мониторуңузду ачсаңыз, анда "Кыймыл аныкталды!" Деп жазылышы керек. Колуңузду PIRден алыстатканыңызда, сериялык монитор "Кыймыл бүттү!" Дегенди окушу керек, ал эми Светодиод (же диаграммада көрсөтүлгөндөй RGB LED) күңүрт болуп өчүп калышы керек:).

Фоторезисторго келсек, эгер сиз аны жапсаңыз, Светодиод жаркырап жана/же күйгүзүлүшү керек, жана колуңузду көтөргөндөн кийин, LED өчүшү керек. Эгерде сиз өзүңүздүн аймактагы бардык жарыкты күйгүзсөңүз, анда LED өчүп калууга жакын болушу керек.

4 -кадам: OLED / DHT - Code

Сиз коддун PIR/фоторезистор сегментин бүтүргөндөн кийин, сиз OLED/DHT кодуна өтүүгө даярсыз! Туура иштөө, бул код айлана -чөйрөдөн нымдуулук/температура маалыматын алышы керек жана ал маалыматты сериялык мониторго көрсөткөндөн кийин, ал маалыматты, ошондой эле башка сенсорлордун абалын OLED экранында көрсөтүшү керек.

Бул жерде коддогу ар бир функция эмне кылат:

setup (): бул функция сериялык мониторду иштетет жана китепканаларды баштайт

loop (): бул функция температура/нымдуулук үчүн өзгөрмөлөрдү жаратат, андан кийин нымдуулук/темп жөнүндө маалыматты OLED экранына жана сериялык мониторго көрсөтөт

Бул кодду иштетүү үчүн сиз жүктөп алууңуз керек болгон белгилүү китепканалар:

U8g2 китепканасы

Sidenote: жогорудагы код DHT/OLED үчүн да, SD карта үчүн да, жана көрсөтүлгөн функциялар DHT/OLED сенсорлорун гана көзөмөлдөгөн функциялар.

5 -кадам: OLED / DHT - Электр схемасы

Сиздин код ийгиликтүү түзүлгөндөн кийин, нан табличкаңызды жогорудагы Фритзинг диаграммасындагыдай кылып туташтырыңыз. Бүткөндөн кийин, баары туура сайылганын жана эч нерсе ордунда эмес экенин текшериңиз. 4 кадимки LED же RGB LEDден тышкары, сизге керек болот:

• OLED экраны
• DHT сенсору
• Эркек-эркек зымдары
• 4 220k Om каршылыгы

Код тактага ийгиликтүү жүктөлгөндөн кийин, нымдуулук/темп -ралык маалымат сериялык монитордо пайда болушу керек, жана OLED экраны Adafruit экранын көрсөткөндөн кийин, нымдуулуктун температурасы жөнүндө маалыматтар үстү жагында, сенсорлордун ар биринин статусу менен көрүнүшү керек. анын астына 'ON' же 'OFF' деп айтуу:).

6 -кадам: OLEDден маалыматтарды чогултуу

Сериялык мониторду колдонуу менен биз нымдуулук/температура маалыматтарын графка айландыра алдык. Сиздин код ийгиликтүү иштеп жатканда жана сериялык монитордо нымдуулук/темп -ранын туура маалыматын көргөндө, 'Аспаптарды' чыкылдатыңыз, андан кийин 'Сериялык плоттер'. Аны баскандан кийин, сиз маалыматтардын графигин алышыңыз керек. Маалыматтарды чогултуу үчүн, DHT сенсорун нанга тиркеп, акыркы кодду иштетип, анан маалыматты алуу үчүн DHT сенсорун терезеңиздин жанында же күн баткандан күн чыкканга чейин коюңуз.

Цельсий температурасынын оң жагындагы графикте убакытка каршы температура күн баткан сайын акырындык менен төмөндөйт. Бул маалыматтар күн батканда 19.00дөн 22.00гө чейин чогултулган. Түн көбүнчө күнгө салыштырмалуу төмөн температураны берет, анткени күн бул жерди түздөн -түз жылытпайт. Бул өлчөөлөр температура жана нымдуулук маалыматтарын чогулткан DHT сенсорунун жардамы менен чогултулган.

Сол жактагы график - абанын нымдуулугунун пайызга карата убактысы. Маалыматтар 19: 00дөн 22: 00гө чейин DHT сенсорунун жардамы менен чогултулган. Убакыттын өтүшү менен нымдуулук жогорулай баштады, бул жакынкы убакта жаан -чачынды көрсөтүшү мүмкүн. Жаан -чачын чырактарды иштеп чыгууда эске алынышы керек болгон маанилүү фактор, анткени жамгыр, кар жана туман сыяктуу аба ырайы көрүнүштөрдү азайтып, жарык чачыроосуна таасир этиши мүмкүн.

7 -кадам: SD карта - код

Эми сиз OLED/DHT сегментин жана PIR/фоторезистор сегментин ийгиликтүү коддогондон кийин, сиз акыркы сегментке даярсыз: SD картанын коду. Туура иштөө, бул коддун максаты - SD картага фоторезистордун маалыматын окуу жана күн бою жарык берүү тенденцияларын көрсөтүү.

Бул жерде коддогу ар бир функция эмне кылат:

setup (): бул функция сериялык мониторду иштетет жана каалаган маалыматты сериялык мониторго каттайт

loop (): бул функция таймерди орнотот

writeHeader (): бул функция SD карта файлына маалыматтын башын басып чыгарат

logData (): бул функция убакытты, нымдуулукту жана температураны SD карт файлына киргизет

Кошумча китепканалар сизге керек болот:

• SD. FAT китепканасы
• Жөнөкөй DHT китепканасы

8 -кадам: SD карта - Электр схемасы

Сиздин код ийгиликтүү түзүлгөндөн кийин, нан табличкаңызды жогорудагы Фритзинг диаграммасындагыдай кылып туташтырыңыз. Бүткөндөн кийин, бардыгы туура сайылганын жана эч нерсе ордунда эмес экенин текшериңиз. Сага керек болот:

• SD карта окугуч
• Фоторезистор
• Эркек-эркек зымдары
• 1 220k Ом каршылыгы

Код ийгиликтүү жүктөлгөндөн кийин, фоторезисторду терезеңиздин жанында калтырыңыз же сыртка корооңузга алып чыгыңыз. Күн баткандан күн батканча ошол жерде калтырып, кайра келгенде микро SD картаны алып салыңыз. Андан кийин, SD карта окурмандын жардамы менен, ноутбуктун маалыматын окуп, аны менен график түзүңүз!

9 -кадам: SD картадан маалыматтарды чогултуу

Жогоруда биз SD картадан фоторезистордук баалуулуктардан чогултулган маалыматтардын сүрөтү. Бул маалыматтарды чогултуунун максаты - түн ичинде жарык берүү тенденцияларын көрүү, ошондуктан жер бетиндеги бардык жаныбарлардын жашоосун бузган жасалма жарыктын өтө интрузивдүү булагы бар -жогун көрө алабыз.

Маалымат чогултуу үчүн, фоторезисторду Fritzing диаграммасын колдонуп, нон тактаңызга туташтырыңыз жана Нускаманын аягында zip файлында турган акыркы кодду иштетиңиз. Микро SD картаңызды окурманга сайыңыз жана фоторезисторду терезеңизге же сыртка күн баткандан күн батканга чейин коюп, маалыматтарды чогултуңуз.

Бул маалыматтарды жарыктын интенсивдүүлүгүн өлчөөчү фоторезистор чогулткан. Маалыматтар таңкы саат 12: 00дөн таңкы 6: 45ке чейин чогултулган жана күндүн чыгышын камтыйт. Күн чыккандан кийин, жарыктын интенсивдүүлүгү жогорулап, фоторезистор тарабынан алынган баалуулуктардын өсүшүнө алып келди. Бул маалыматтар жасалма жарыктандыруунун зарылдыгын аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн, анткени фоторезистор анын тегерегиндеги табигый жарыктын интенсивдүүлүгүн аныктайт жана жасалма жарыксыз көрүнүүчү пейзажды түзүүгө жаркыраган убакта айта алат.

10 -кадам: Бардык кодду бириктирүү

Сиз коддун үч бөлүгүн бөлүп бүтүргөндөн кийин, алардын баарын чогултуу убактысы келди! Кодуңуздун үч компонентин алып, бардык программалардын ортосунда эч нерсе окшош эмес экенин текшерип, анан аларды башка программага салыңыз. Андан кийин, бардыгы Fritzing диаграммасында көрсөтүлгөндөй, сиздин нан тактаңызга илинип калганын текшериңиз жана программаны иштетиңиз! Биз үчүн, бардык компоненттерди бириктиргенде, код иштебей калган учурлар болгон, андыктан, эгерде бул нерселер алгач иштебей жатса, ушул Нускаманын көйгөйлөрдү чечүү бөлүгүн караңыз.

11 -кадам: Сунуштар/Мүчүлүштүктөрдү Оңдоо

Төмөндө кодуңуздун үстүндө иштеп жаткан көйгөйлөр боюнча сунуштар бар. Тажрыйбабыздан билебиз, код кээде абдан тажатма жана стресстүү болушу мүмкүн, ошондуктан бул кеңештер биздин * жарык булганышын чечүүбүздү кайталоого жардам берет деп үмүттөнөбүз:):).

Жалпы:

• Бардык зымдарыңыз өзгөрмөлөрдү аныктоодо программада айтылган оң казыктарга туташтырылганын текшериңиз.
• Бардык зымдарыңыздын туура туташканын текшериңиз (мисалы, сиздин LED терс жагы жана оң жагы которулушу керек)
• Светодиоддорду коддоодо, тескерисинче, нан табакчаңызда RGB жок экенине ынангыла

Эгерде программист жооп бербесе:

• Arduino жана микроконтроллериңизди өчүрүп күйгүзүңүз
• USBңизди сууруп, кайра сайыңыз
• Сиздин портуңуз Arduino Uno экенин текшериңиз ("Куралдарга", андан кийин "Портко")
• Жаңы бош файлды ачып, аны иштетип, анан баштапкы кодуңузду иштетип көрүңүз

Бул жерде чечим таба албай жатасызбы?

Https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (Arduino Troubleshooting расмий сайты) сайтына кирип, көйгөйүңүздү издеп көрүңүз.

12 -кадам: моделдин долбоорлоо

Жарыктарды иштеп чыгуу жана 3d басып чыгаруу үчүн zip файлындагы диаграммаларды колдонуңуз (бирок, 3d принтердин кереги жок). Модельди иштеп чыгууну баштоо үчүн 56см х 37см өлчөмүндөгү көбүк өзөгүн же плакатты кесип алыңыз. Электр өткөргүчтөрүн оңой кылуу үчүн, жыгач блокторду бурчтарга ысык желимдөө менен тактайды көтөрүңүз. Кара курулуш кагазынын тилкелерин тактага жабыштырып, лампалар болушу керек болгон тешиктерди кесип, жолуңузду жана чөптү түзүңүз. Тактайдын узундугун 4кө бөлүп, базадан боштуктарды кесип, аларды бирдей бөлүңүз. сенсорлоруңуздун (фоторезистор жана PIR) жана OLED экранынын жайгашкан жерин аныктаңыз, андыктан зымдарды arduino аркылуу жеткирүү үчүн базанын бөлүктөрүн кесип аласыз. Бардык тешиктер кесилгенден кийин, зымдарды азыктандырууну баштаңыз, алар моделдин астынан өтүп, ардуиного бекитилет. Баары аяктагандан кийин, сенсорлорду жана жарыктарды ысык желим менен жабыңыз!

13 -кадам: Бардыгын бирге сынап көрүңүз

Эми, дизайн, электр жана коддоо компоненттери бүткөндүктөн, ишиңизди сыноо убактысы келди! Баргыла жана программаңарды тактага жүктөгүлө, эгер ал иштесе, куттуктайм !! Болбосо, бул Нускаманын көйгөйлөрдү чечүү бөлүмүнө кайрылып, маселени чече алаарыңызды билиңиз.

Артемида сыяктуу жарык булгоочу чечимдер түнкү асманды баарына кайтаруу үчүн абдан маанилүү. Кылымдар бою адамдар түнкү асмандан коркушкан жана жарыкты куткаруучу катары кабыл алышкан, бирок көптөгөн жаныбарлар табигый жашаган жерлеринин жанында жарыктын көптүгүнөн жапа чегишет. Бул Жарыкты булгоочу Чечимди колдонуу менен, биз жана Жердеги башка бардык жаныбарлар табигый графиктери менен бузулбашы үчүн, биз баарыбыз бактылуу жана дени сак жашай алышыбыз үчүн, жакшы чөйрө болушуна карай кадам таштай алабыз!

14 -кадам: Ыраазычылыктар

Биздин Нускаманы окуганыңыз үчүн чоң рахмат!:) Бул долбоор төмөнкү топторсуз ишке ашмак эмес, андыктан биз ыраазычылык билдиргибиз келген кээ бир адамдар:

• Иса Гарсия (Adler ASW программасындагы биздин инструктор) бизге бул сенсорлорду кантип колдонуу керектигин үйрөтүү жана көйгөйлөрдү чечүүгө жардам берүү үчүн!
• Кен, Геза, Крис, Келли жана башка Adler Teen Programs командасы бизге бул долбоорго жардам бергени үчүн
• Коноктор баяндамачылар ЛаШелле Спенсер, Карлос Роа жана Ли-Вэй Хунг биздин долбоорлорубуз менен чыгармачыл болууга дем берген кызыктуу сүйлөшүүлөр үчүн.
• Snap Circuits бизге схемалар жөнүндө көбүрөөк билүүгө жана акыркы долбоорубузга жардам берген абдан кызыктуу комплектти жөнөтүү үчүн
• Адлер донорлору биздин акыркы презентацияны көрүп, бизге жооп кайтарышты:)

Ошондой эле, жогоруда биз бул Жарыкты булгоочу Чечимди жасоодо колдонгон бардык фризинг диаграммалары, моделдери, китепканалары жана коду бар zip файлы бар. Биз муну үйдө жасоону кааласаңыз, муну жүктөп алууну сунуштайбыз!

Бул жарык булганышынын чечими үчүн биздин репозиторийди бул жерден жүктөп алыңыз!