EqualAir: Bærbar NeoPixel -skjerm utløst av luftforurensningssensor: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Målet med prosjektet er å lage en bærbar t-skjorte som viser en stemningsfull grafikk når luftforurensning er over en angitt terskel. Grafikken er inspirert av det klassiske spillet "brick breakers", ved at bilen er som en padle som spytter ut eksosen (som er som baller) som "treffer" biter av lungen og nedbryter dem. Når luftforurensning er over en terskel (f.eks. Når du går med biler), begynner de ellers uskyldige hvite t-skjortene å spille på displayet. Dette prosjektet ble bygget av Jordan, Mary, Nick og Odessa for en klasse kalt The Art and Science of Making.

Trinn 1: Samle materialet ditt

Vise:

• 6 * Adafruit NeoPixel Digital RGBW LED Strip - Hvit PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (ifølge Adafruit -nettstedet krever bruk av mer enn et par strimler NeoPixel en Arduino Mega)
• 1 * 9 volt batteri
• 1 * bærbar lader

Sensing:

1 * Adafruit MiCS5524 sensor (dette var luftforurensningssensoren vi brukte fordi den er billig. Ulempen er at den registrerer flere gasser og ikke skiller mellom dem)

Annen:

2 * hvit t-skjorte (vi foreslår at du kjøper for store t-skjorter fordi 1) det må være plass til maskinvaren og 2) du må kutte av litt ekstra stoff for å lage en lomme til skjul maskinvaren)

Verktøy:

• Gensere
• Protoboard
• Kondensator
• Motstand
• Wire cutter
• Loddemaskin
• Symateriale og/eller stofflim

Trinn 2: Montering av NeoPixel Grid

For å montere NeoPixel-rutenettet må de originale NeoPixel-stripene kuttes og loddes på nytt, avhengig av ønsket rutenettdimensjon. For denne designen bygde vi et 47x16 rutenett med NeoPixels:

1. Skjær 1-meters (144 NeoPixel) -listene i 47 NeoPixel-trinn, vær forsiktig så du får litt plass til å lodde i kantene på stripene (det er små metallledninger som er synlige på NeoPixels bunn). Sørg for å kutte slik at hele loddeputen blir eksponert (fordi de allerede er så små til å begynne med). Grunnen til at stripene er 47 piksler i stedet for (144/3 = 48) piksler lange er at du mister minst én fra å klippe dem fordi NeoPixel er så tett sammen.
2. Legg kolonnene forsiktig ved siden av hverandre (bruk eventuelt elektrisk tape for å holde dem på plass), og sørg for at dimensjonene er som ønsket (47x16). Legg ut kolonnene i et S-mønster.
3. NeoPixels har ledninger for spenning-inn, inngang og jord som bør kobles til sine kolleger i neste stripe. Ved å bruke flerstrenget ledning, kobler du søylenes ledninger sammen i et S-mønster, og vær forsiktig med å koble de riktige ledningene.
4. La ledningene ligge i enden av rutenettet (det skal være 2 ender - en der du begynte, og en der du endte S -mønsteret), og legg eventuelt til trådforlengelser for enkelhets skyld. Du kan også velge å tape av eller på annen måte sikre ledningene på slutten. Varm lim over tilkoblingene for å sikre dem.
5. Sørg for at det nymonterte rutenettet er sikkert ved å legge til noen flere lag med elektrisk tape eller annet lim på baksiden.

Nå bør du ha et arbeidsgitter som du kan teste. Under NeoPixel Matrix -biblioteket kan du bruke matrikstest -prøvekoden for å se om rutenettet fungerer som forventet. Hvis det gjør det, skal det se ut som bildet ovenfor (ignorere Arduino Uno foran, det var for å teste noe annet)

Trinn 3: Legge til sensoren

Et sentralt aspekt ved dette prosjektet er sensoren, en Adafruit MiCS5524, som kan detektere varierende gasser i luften og signalisere intensiteten gjennom analog inngang.

1. Først må du kontrollere at de tre ledningene til sensoren - spenning -inn, utgang og jord - er koblet til riktig (valgfritt bruk riktig farget ledning for å hjelpe dette).
2. Koble spenningen til 5V-utgangen på Arduino-kortet, og koble bakken til bakken på kortet.
3. Koble deretter utgangen til A0 (eller den analoge pinnen du ønsker) på Arduino -kortet. Dette er alt som er nødvendig for å koble sensoren til Arduino.
4. Du kan eventuelt bruke den serielle monitoren til å kontrollere at avlesninger rapporteres av sensoren (målingene bør sveve rundt ett tall og endres når sensoren plasseres i nærheten av en kilde til karbonmonoksid eller andre røyk).

Online, det er instruksjoner for å kalibrere denne sensoren spesielt slik at den er følsom for en endring i miljøet. Det vi gjorde var å la sensoren stå i noen timer for å finne ut hva et "vanlig" leseavstand var for rommet det var i. Så, for å teste "utløsende" av displayet, brukte vi en bomullsdott gjennomvåt i sprit, slik at sensoravlesningen ville stige over en angitt terskel for å starte en sløyfe med grafikken.

Trinn 4: Feilsøking av koden

Koden er vedlagt. Legg merke til at det er mange overskrifter inkludert på toppen. For å laste ned de nødvendige overskriftene i Arduino IDE, klikk på skisse, inkluder bibliotek og administrer deretter biblioteker. Før du kan laste opp den vedlagte filen, må du laste ned følgende biblioteker:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Adafruit GFX bibliotek

Når du har lastet ned disse bibliotekene, i Arduino IDE, under fil, eksempler, finner du eksempelkode som kan endres for å teste mens du går. For eksempel var strandtest og matrixtest veldig nyttige for testing av NeoPixel -rutenettet. På nettet er det også enkelt å finne prøvetester for luftforurensningssensoren.

Før du kan laste opp filen og se arbeidsrutenettet, er det noen kodelinjer som kan endres:

#definere PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

Pinnen 6 bør byttes til PIN -nummeret som NeoPixel -nettet er festet til Arduino med

Pinnen AO bør byttes til pinnummeret som sensoren er festet til Arduino med

#define STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Adafruit_NeoMatrix matrise = Adafruit_NeoMatrix (GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_K;)

Tallet 300 definerer hvor mange piksler av lungen som degraderes for å telle som en syklus av displayet. Å øke antallet vil gjøre syklusen lengre (f.eks. Blir flere av lungene degradert) og omvendt.

Tallet 8 definerer antall "kuler" (eksos) som kommer ut av bilen

Hvis du fulgte instruksjonene for å konstruere rutenettet nøyaktig, bør konfigurasjonen av NeoMatrix fungere. Imidlertid er det bare godt å merke seg at det dette oppsettet sier er at 0, 0-koordinaten er øverst til venstre, vi koblet sammen kolonner med strimler, og stripene er koblet til i en S-formasjon. Så hvis rutenettet ditt ser perfekt ut bortsett fra at det er speilet eller 90 grader av, er det sannsynlig at du konfigurerer rutenettet annerledes og bør endre koden her. På slutten av dette trinnet bør du ha noe som ligner på videoen. Vi utløser t-skjorten med en bomullsdott gjennomvåt i alkohol, grafikken spiller en sløyfe og kan ikke aktiveres på nytt før løkken er fullstendig.

Trinn 5: Sette sammen T-skjorten

Jippi! Nå som du har displayet, sensoren og koden som fungerer, er det på tide å sette alt sammen. Til slutt har vi all maskinvaren festet til den indre skjorten, og deretter skjuler den ytre skjorten på toppen alt. T-skjortene var for store, så vi klippet en stripe av bunnen. Dette ga oss stoffet vi trengte for å sy en lomme for å skjule maskinvaren.

Innvendig skjorte:

1. Begynn med å først legge strimler med elektrisk tape på baksiden av NeoPixel -rutenettet bare for å sikre det (du vet at du har det bra hvis du kan bære rutenettet i ett stykke)
2. Lim stoffet NeoPixel på den indre t-skjorten. Sørg for at rutenettet er sentrert, og over hvor lungene faktisk er.
3. La limet tørke etter behov, pass på at limet ikke siver inn på baksiden av skjorten og lim skjorten lukket. Når rutenettet er på, kan du se hvor langt unna Arduino, batteri osv. Kan plasseres. For oss hadde vi loddet jumpertrådene slik at våre elektroniske komponenter skulle ligge bak på skjorten.
4. Sy stoffstrimlen for å lage en liten lomme for de elektroniske komponentene. Du kan sy noen komponenter i lommen (f.eks. Arduino) for å gjøre den mer sikker.
5. Klipp en liten spalte for sensoren å titte ut av, for oss var dette i midten av kragen på baksiden av skjorten.

Ytre skjorte: Grunnen til den ytre skjorten er fordi den ser bedre ut med en ytre skjorte. Den ytre skjorten skjuler elektronikken og sprer lyset fra NeoPixels.

1. Legg den ytre skjorten forsiktig over den indre skjorten
2. Stofflim eller sy den indre skjorten til den ytre skjorten slik at rutenettet ser lært ut når det lyser opp (på bildet er de svarte streker der stofflimet er)

Trinn 6: Feilsøking

Gratulerer! Du har nå en bærbar t-skjorte som lyser basert på luftforurensningsnivåer. Hvis ikke, har du sannsynligvis truffet en ulempe (vi treffer mange), så her er noen forslag til feilsøking:

• Loddeputene på NeoPixel -stripene er vanvittig små, så det er vanskelig å få nettforbindelsene sikre. Vi brukte blylodd, flerstrenget elektrisk ledning og varmlimte forbindelsene.
• Som et resultat av at NeoPixel var så tett på stripen, mistet vi minst 1 piksel hver gang vi klippet tråden. Å bruke saks var bedre enn å bruke en exacto -kniv, bare skrell plastharpiksen og kutt den.
• Hvis NeoPixel -skjermen viser en merkelig farge (f.eks. En nedtoning til rød, hvilken som helst rød farge i stedet for hvit), er det sannsynligvis fordi nettet ikke får nok strøm. For å laste opp kode, hadde vi alt koblet fra, lastet opp koden, koblet deretter fra datamaskinen, koblet til batteriet til Arduino og til slutt koblet til den bærbare adapteren til nettet.
• Hvis NeoPixel -skjermen viser helt tilfeldige farger med tilfeldige intervaller, må du kontrollere at begrunnelsen er vanlig.
• Når du bruker stofflim, må du passe på at du ikke bruker for mye slik at det siver gjennom og limer t-skjorten. Vi la en treplank mellom to stoffstykker som ellers ville være rørende.

Vi håper du likte dette instruerbare! Det neste trinnet er å koble nettet til et bærbart batteri og ta det et spinn ute på gatene, der luftforurensning fra biler og andre forurensninger vil utløse displayet.