Système d'éclairage de passerelle intelligent - Team Sailor Moon: 12 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Salut! Voici Grace Rhee, Srijesh Konakanchi et Juan Landi, et ensemble nous formons la Team Sailor Moon ! Aujourd'hui, nous vous proposons un projet de bricolage en deux parties que vous pouvez mettre en œuvre directement dans votre propre maison. Notre système d'éclairage de passerelle intelligent final comprend un capteur à ultrasons, un capteur de mouvement PIR, un convertisseur lumière-fréquence, un écran OLED, un lecteur/enregistreur de carte SD, une télécommande/récepteur IR, un capteur d'humidité et de température et une photorésistance, dont trois peuvent être testés dans notre modèle environnemental.

Ce système d'éclairage de passerelle est un prototype conçu pour minimiser la pollution lumineuse grâce à des méthodes de protection créatives (en forme de croissant de lune, en l'honneur du nom de notre équipe), rassembler de nombreux types de données et les enregistrer, et être esthétiquement agréable pour le spectateur. Nous vous souhaitons bonne chance dans ce projet et amusez-vous bien!

Amour, Équipe Sailor Moon

Fournitures

• Pour le modèle environnemental:

  • Plusieurs panneaux de mousse
  • Papier de construction
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Des tonnes de fils
  • écran OLED
  • Capteur à ultrasons
  • Récepteur/télécommande IR
  • Photorésistance
  • Planche à pain
  • couteau exacto
  • Règle
  • Bâtonnets de Popsicle
  • Tiges de goujon

• Pour le modèle final:

  • Arduino Mega 2560
  • Imprimante 3D
  • Ordinateur/Portable
  • Ruban adhésif double face
  • Pistolet à colle chaude
  • Lecteur/graveur de carte SD
  • écran OLED
  • Demi-planche à pain et mini-planche à pain
  • Quelques LED jaunes
  • Fils mâle x femelle et fils mâle x mâle
  • Pinces à dénuder et fils personnalisés (non nécessaires)

  • Capteurs:

    • PIR
    • Télécommande infrarouge et récepteur
    • Capteur à ultrasons
    • Photorésistance
    • Convertisseur lumière-fréquence
    • Capteur d'humidité/température

Assurez-vous de télécharger le fichier.zip sur ce lien:

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

Étape 1: Projet parallèle facultatif: Modèle environnemental

Maintenant, disons que vous voulez tester les capacités de notre système d'éclairage de passerelle, mais que vous voulez savoir dans quoi vous vous engagez avant de vous y lancer. Eh bien, une option simple consiste à créer notre modèle environnemental, qui affiche quelques caractéristiques sélectionnées de notre prototype afin de montrer comment les lumières peuvent fonctionner dans le monde réel.

Pour commencer, reportez-vous à la liste des fournitures dans notre introduction et présentez les documents de manière à ce qu'ils soient tous facilement accessibles.

Loger:

Coupez les planches de mousse en deux carrés de 17 x 17 cm et deux autres de la même taille, sauf avec un triangle en haut pour créer une forme de maison. Collez à chaud tout cela ensemble. Cela créera la maison modèle pour abriter tous vos appareils électroniques et les garder hors de vue. Découpez un carré sur le côté de l'un des carrés pour laisser passer le câble Arduino.

Maintenant, découpez deux planches de mousse en rectangles de 51 x 44 cm. Ceux-ci formeront la base de votre projet. Placez la maison à 17 cm du côté le plus court et créez une passerelle menant à la porte. Cela devrait vous aider à simuler quelqu'un marchant vers la maison plus tard. Ne collez pas encore la maison.

Passerelle et lumières:

Découpez une passerelle de 17 cm de long dans du papier de bricolage et collez-la en partant du bord le plus court (44 cm). Cela devrait vous aider à tout positionner.

Pour les lumières, découpez deux bandes de papier dans une bande de 2,5 cm (ou un pouce) d'épaisseur. Ils doivent mesurer 3 cm et 2 cm de long (1,25 et 0,75 po d'épaisseur).

Prenez le plus long et divisez-le en cinquièmes (0,25 po chacun) comme indiqué sur l'image. Pliez le long de ces lignes et collez le chevauchement. Il devrait maintenant ressembler à un prisme rectangulaire, comme illustré dans l'image suivante.

Une fois que la colle sèche, marquez un endroit à 0,25 pouce du haut et faites une découpe de ce côté uniquement. Cela devrait garantir que la LED peut briller. Maintenant, prenez la deuxième bande de papier et tracez une courbe comme indiqué sur l'image à découper. Enroulez l'autre extrémité autour des trois côtés du lampadaire qui n'ont pas de découpe et écrasez le haut sur l'ouverture, en vous assurant qu'il couvre complètement l'ouverture. Les plis qui vous restent doivent être comme ceux marqués sur la photo.

Collez le tout et bricolez jusqu'à ce que vous l'aimiez ! Répétez autant de fois que nécessaire.

Étape 2: Modèle environnemental: Assembler le circuit

Le circuit lui-même est assez simple, mais faites attention à bien brancher les fils. Après avoir tout connecté à la maquette et à l'arduino, découpez deux trous dans la base du projet. Faites passer les fils LED dans un trou et les capteurs OLED et à ultrasons dans l'autre.

Pour la LED, découpez autant de fentes carrées que nécessaire et insérez les LED à travers elles. Fixez-le avec du ruban adhésif et glissez les dessus d'éclairage dessus. Nous avons décidé de dissimuler le capteur à ultrasons avec une base de popsicle, mais n'hésitez pas à faire preuve de créativité ! Assurez-vous simplement de le positionner au tout début de la passerelle, sans aucun élément pour le bloquer. Pour l'écran OLED, placez-le dans un endroit où il peut être facilement vu. Nous l'avons positionné à la base du projet. Le récepteur IR et la photorésistance ont été placés près des fenêtres que nous avons découpées dans la maison.

Étape 3: Modèle environnemental: Dépannage et code

Une fois que vous avez terminé la construction électrique, téléchargez le code qui est joint et exécutez-le. J'espère que cela fonctionnera, mais si ce n'est pas le cas, dépannez ! Une fois que tout fonctionne, procédez à la découpe des tiges de goujon que vous avez en 3 cm. morceaux et collez-le aux quatre bords de la base. Il s'agit d'un dernier mouvement, alors assurez-vous que tout est finalisé avant de le faire.

Toutes nos félicitations! Vous avez terminé les aspects techniques de cette construction ! Il ne vous reste plus qu'à l'agrémenter à votre guise. Nous espérons que vous avez apprécié ce mini modèle:)

Étape 4: Modèle final: Création du circuit

Étape 5: Modèle final: Téléchargement du code sur le circuit

Après avoir installé le fichier.zip à partir du lien Google Drive ci-dessus, vous devriez pouvoir trouver le dossier de codage. Dans celui-ci, vous avez le code à la fois pour la construction environnementale ainsi que pour l'unité réelle.

Ouvrez celui que vous souhaitez télécharger, puis appuyez simplement sur le bouton de téléchargement de l'IDE Arduino. Assurez-vous que les câbles sont correctement placés et vous devriez pouvoir exécuter le programme avec succès.

Tout le code est commenté, alors n'hésitez pas à jeter un œil à la façon dont tout cela fonctionne ensemble. Vous pouvez également voir un diagramme expliquant comment l'écran OLED a été codé pour utiliser un système d'état numérique pour afficher le texte que vous voyez.

Le contrôle des lumières LED utilise des instructions if pour modifier la luminosité de la LED en fonction de la situation dans laquelle elle se trouve.

Étape 6: Modèle final: Aide au dépannage

Vous pouvez rencontrer de nombreux problèmes lors de la construction de n'importe quelle structure Arduino. Si vous rencontrez des problèmes, il est plus que probable qu'il s'agisse d'un problème électrique, car c'est là que beaucoup de nos propres erreurs sont survenues. Nous énumérerons un certain nombre de problèmes courants que nous avons rencontrés afin de vous aider. repérez-les rapidement.

• Les données ne sont pas lues:

  Vérifiez que toutes les broches sont correctement placées d'une broche à l'autre sur la planche à pain et l'Arduino Mega

• Le code ne se télécharge pas:

  Si vous avez un port occupé ou simplement une erreur de téléchargement, alors le plus souvent, il y a eu un court-circuit. Cela signifie que l'une de vos broches de terre (GND) ou de tension (VCC) n'était pas correctement placée, provoquant un court-circuit qui interfère avec le processus de téléchargement

• Téléchargements de code, mais ne fait rien:

  Dans le code, la première chose qu'il vérifie est si la carte SD est détectée ou non, donc si elle n'est pas détectée, le programme ne quittera même pas la configuration. Dans ce cas, vérifiez que toutes les broches de la carte SD sont correctement placées et que les broches d'alimentation sont également correctes

Si vous ne parvenez toujours pas à faire fonctionner cela, ouvrez le moniteur série sur l'IDE Arduino et changez le débit en BAUD pour qu'il corresponde à ce qu'il dit dans le code. À partir de là, vous pouvez ajouter du Serial.println(data); lignes pour vérifier où le programme s'arrête ou s'il reçoit ou non des valeurs des capteurs.

Étape 7: Modèle final: Impression 3D de fichiers.stl

Veuillez vous assurer de niveler votre lit. Ce sont des impressions 3D très longues et nous détesterions qu'elles se trompent n'importe où. La plupart d'entre eux n'ont pas non plus besoin de supports. Je l'ai imprimé en 0,28 pour des vitesses plus élevées, mais 0,16 et tout ce qui se trouve entre les deux convient également parfaitement si vous voulez plus de détails. Ces impressions pour moi ont pris environ 20 heures et je les avais réglées à 250% sur mon Ender-3.

Étape 8: Modèle final: Montez le circuit à l'intérieur

Nous avons juste utilisé le dos collant de la planche à pain et l'avons monté directement à l'arrière du boîtier. Ce sera un ajustement très difficile à l'intérieur, nous vous recommandons fortement d'utiliser un câblage personnalisé car cela facilite les choses, mais dans notre cas, vous pouvez voir que c'était un peu trop serré. De plus, en bas, veuillez insérer le module d'alimentation avec la batterie dans le boîtier. Dans cette image, nous l'avions retiré afin qu'il soit plus facile de voir le contenu dans le boîtier. De plus, si vous n'utilisez pas de câblage personnalisé, utilisez des attaches zippées ou des attaches pour cheveux pour enrouler les câbles, c'est un travail très fastidieux, mais cela rendra l'intérieur beaucoup plus beau et plus spacieux pour que vous puissiez travailler.

Étape 9: Modèle final: Gros plan sur le luminaire

Nous l'avons temporairement fermé avec du ruban adhésif, mais nous vous recommandons fortement d'utiliser de la colle chaude ou un support magnétique. La raison de notre utilisation de ruban adhésif était que nous devions effectuer un dépannage électrique. Cela s'est produit pour nous, mais en utilisant cette méthode, nous avons rapidement pu corriger la solution. Nous ne recommandons pas le ruban pour le projet final, mais jusqu'à ce que vous soyez complètement confiant, ne fixez pas le panneau latéral de manière permanente, sinon le dépannage devient incroyablement difficile.

Étape 10: Modèle final: Fixez le croissant et attachez-le

Nous avons percé des trous de taille moyenne sur les côtés du boîtier et le croissant pour le passage des fils. De plus, nous avons percé des trous en forme de croissant pour les LED. Nous avons percé 9 trous mais n'avons utilisé que 4 de ces trous car les LED étaient suffisamment lumineuses ensemble. De plus, nous avons collé à chaud le croissant sur la boîte et l'y avons apposé. Notre croissant a 5 trous principaux que nous avons utilisés, 4 pour les LED et un pour la fixation à la carte mère. Une fois votre câblage terminé, assurez-vous de le fixer sur la corniche supérieure du croissant.

Étape 11: Modèle final: testez-le et collectez des données

Il s'agit d'un graphique de deux photorésistances au cours de la nuit. La ligne bleue est la photorésistance qui n'a rien de connecté. C'est une résistance nue. Mais la ligne rouge est plus basse, et c'est parce que c'est une photorésistance à circuit instantané et qu'elle a un cylindre noir pour pointer dans une seule direction. Cela nous donnerait des lectures plus précises et éliminerait la lumière de toute autre direction. Pour ce faire vous-même, vous pouvez prendre la carte SD et ouvrir la feuille Excel. À partir de là, sélectionnez l'heure et toute autre colonne que vous souhaitez. Il est très facile de représenter graphiquement et de modifier ce que vous aimeriez en voir. Espérons que, à mesure que la pollution lumineuse s'améliore, nous pourrons voir des nuits plus sombres et des valeurs plus basses !

Étape 12: Conclusion et remerciements

Et… c'était ça de la Team Sailor Moon !

Nous espérons que vous avez pu accomplir ce que vous cherchiez à faire, et j'espère que cela vous a suffisamment plu pour envisager de mettre en œuvre notre prototype dans votre propre maison;)

Mais nous n'aurions pas pu arriver ici tout seuls - nous voudrions rendre hommage là où le mérite est dû.

Tout d'abord, à notre merveilleux mentor, Jésus, qui était là à chaque étape du processus - nous vous sommes très reconnaissants et pour tout ce que vous avez fait pour nous dans la mise en place de ce programme incroyable.

Nous tenons également à remercier Ken, Geza, Kelly, Chris et Cynthia pour toutes les fois où ils sont venus aux réunions et ont travaillé avec nous, nous donnant des commentaires indispensables qui nous ont aidés à nous améliorer, ou des connaissances de base sur les sujets sur lesquels nous travaillions. avec.

Merci à Elenco d'avoir fourni à tous les participants de l'atelier des ensembles de circuits instantanés - ils ont été très utiles lors de la construction de notre projet.

Et aux donateurs qui ont rendu ce programme possible, nous vous remercions de votre soutien dans cet atelier. Sans vous, rien de tout cela n'aurait pu arriver.

Enfin, à Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette et Leilani, nos camarades participantes, merci pour tout votre soutien et pour avoir créé un environnement aussi accueillant. Nous avons adoré faire votre connaissance au cours des trois dernières semaines, et restons en contact !

-Équipe Sailor Moon

PS. Nous avons ajouté une version étendue de la vidéo ci-dessus où nous partageons plus de nos problèmes que nous avons traversés pour créer ce projet. Nous espérons que vous apprécierez nos randonnées !