EqualAir : écran portable NeoPixel déclenché par un capteur de pollution atmosphérique : 7 étapes (avec images)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

L'objectif du projet est de créer un t-shirt portable qui affiche un graphique évocateur lorsque la pollution de l'air dépasse un seuil défini. Le graphisme est inspiré du jeu classique "brick breakers", en ce sens que la voiture est comme une pagaie qui crache les gaz d'échappement (qui sont comme des balles) qui "frappent" des morceaux de poumon et les dégradent. Lorsque la pollution de l'air dépasse un certain seuil (par exemple, lorsque vous marchez en voiture), les t-shirts blancs par ailleurs inoffensifs commencent à jouer. Ce projet a été construit par Jordan, Mary, Nick et Odessa pour un cours intitulé The Art and Science of Making.

Étape 1: Rassemblez vos documents

Affichage:

• 6 * Bande LED Adafruit NeoPixel Digital RGBW - PCB blanc 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (selon le site Web d'Adafruit, l'utilisation de plus de quelques bandes de NeoPixel nécessite un Arduino Mega)
• 1 * batterie 9 volts
• 1 * chargeur d'ordinateur portable

Détection:

1 * capteur Adafruit MiCS5524 (c'était le capteur de pollution de l'air que nous avons utilisé car il est bon marché. L'inconvénient est qu'il détecte plusieurs gaz et ne les distingue pas)

Autre:

2 * t-shirt blanc (nous vous suggérons d'acheter des t-shirts trop grands car 1) il doit y avoir de la place pour le matériel et 2) vous devrez couper un peu de tissu supplémentaire afin de faire une poche pour cacher le matériel)

Outils:

• Pulls
• Protoboard
• Condensateur
• Résistance
• Coupe-fil
• Machine à souder
• Matériel de couture et/ou colle à tissu

Étape 2: Assemblage de la grille NeoPixel

Afin d'assembler la grille NeoPixel, les bandes NeoPixel d'origine doivent être coupées et ressoudées en fonction des dimensions de grille souhaitées. Pour cette conception, nous construisions une grille 47x16 de NeoPixels:

1. Coupez les bandes de 1 mètre (144 NeoPixel) par incréments de 47 NeoPixel, en prenant soin de laisser un peu d'espace pour souder sur les bords des bandes (il y a de petits fils métalliques qui sont visibles sur le bas des NeoPixels). Assurez-vous de couper de manière à ce que tout le plot de soudure soit exposé (car ils sont déjà si petits au départ). La raison pour laquelle les bandes font 47 pixels au lieu de (144/3 = 48) pixels de long est que vous en perdrez au moins un en les coupant car les NeoPixel sont si proches les uns des autres.
2. Disposez soigneusement les colonnes les unes à côté des autres (utilisez éventuellement du ruban électrique pour les maintenir en place) et assurez-vous que les dimensions sont celles souhaitées (47x16). Disposez les colonnes en forme de S.
3. Les NeoPixels ont des fils pour la tension d'entrée, l'entrée et la terre qui doivent être connectés à leurs homologues dans la bande suivante. À l'aide d'un fil multibrin, connectez les fils des colonnes ensemble dans un schéma en S, en veillant à connecter les bons fils.
4. Laissez les fils aux extrémités de la grille (il devrait y avoir 2 extrémités - une où vous avez commencé et une où vous avez terminé le motif en S), et ajoutez éventuellement des rallonges de fil pour plus de commodité. Vous pouvez également éventuellement scotcher ou sécuriser les fils à la fin. Appliquez également de la colle chaude sur les connexions pour les fixer.
5. Assurez-vous que votre grille nouvellement assemblée est sécurisée en ajoutant quelques couches supplémentaires de ruban isolant ou d'un autre adhésif à l'arrière.

Vous devriez maintenant avoir une grille de travail que vous pouvez tester. Sous la bibliothèque NeoPixel Matrix, vous pouvez utiliser l'exemple de code matrixtest pour voir si la grille fonctionne comme prévu. Si c'est le cas, cela devrait ressembler à la photo ci-dessus (ignorez l'Arduino Uno à l'avant, c'était pour tester autre chose)

Étape 3: Ajout du capteur

Un aspect clé de ce projet est le capteur, un Adafruit MiCS5524, qui peut détecter divers gaz dans l'air et signaler leur intensité via une entrée analogique.

1. Tout d'abord, assurez-vous que les trois fils du capteur - tension d'entrée, sortie et terre - ont été correctement câblés (utilisez éventuellement un fil de couleur appropriée pour vous aider).
2. Connectez la tension d'entrée à la sortie 5V de la carte Arduino et connectez la terre à la terre sur la carte.
3. Ensuite, connectez la sortie à l'A0 (ou à la broche analogique de votre choix) sur la carte Arduino. C'est tout ce qui est nécessaire pour connecter le capteur à l'Arduino.
4. En option, utilisez le moniteur série pour vérifier que les lectures sont signalées par le capteur (les lectures doivent osciller autour d'un chiffre et changer lorsque le capteur est placé près d'une source de monoxyde de carbone ou d'autres vapeurs).

En ligne, il existe des instructions pour calibrer ce capteur notamment afin qu'il soit sensible à un changement d'environnement. Ce que nous avons fait, c'est laisser le capteur pendant quelques heures pour déterminer quelle était une plage de lecture "normale" pour la pièce dans laquelle il se trouvait. Ensuite, pour tester le "déclenchement" de l'affichage, nous avons utilisé un coton imbibé d'alcool à friction afin que la lecture du capteur augmenterait au-dessus d'un seuil défini pour commencer une boucle du graphique.

Étape 4: Débogage du code

Ci-joint le code. Notez qu'il y a de nombreux en-têtes inclus en haut. Pour télécharger les en-têtes requis, dans l'IDE Arduino, cliquez sur sketch, include library, puis gérez les bibliothèques. Avant de pouvoir télécharger le fichier joint, vous devez télécharger les bibliothèques suivantes:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Bibliothèque Adafruit GFX

Une fois que vous avez téléchargé ces bibliothèques, dans l'IDE Arduino, sous fichier, exemples, vous trouverez des exemples de code qui peuvent être modifiés pour être testés au fur et à mesure. Par exemple, strandtest et matrixtest ont été très utiles pour tester la grille NeoPixel. En ligne, il est également facile de trouver des échantillons de tests pour le capteur de pollution de l'air.

Avant de pouvoir télécharger le fichier et voir la grille de travail, voici quelques lignes de code qui peuvent être modifiées:

#définir le code PIN 6

#define SENSOR_PIN A0

La broche 6 doit être commutée sur le numéro de broche auquel la grille NeoPixel est attachée à l'Arduino avec

La broche AO doit être commutée sur le numéro de broche auquel le capteur est attaché à l'Arduino avec

#définir STOP 300

#define NUM_BALLS 8

Matrice Adafruit_NeoMatrix = Adafruit_NeoMatrix(GRID_COLS, GRID_ROWS, PIN, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

Le nombre 300 définit combien de pixels du poumon sont dégradés pour compter comme un cycle d'affichage. Augmenter le nombre allongerait le cycle (par exemple, plus de poumons sont dégradés) et vice versa.

Le chiffre 8 définit le nombre de "boules" (échappement) qui sortent de la voiture

Maintenant, si vous avez suivi les instructions pour construire la grille exactement, la configuration de la NeoMatrix devrait fonctionner. Cependant, il est juste bon de noter que ce que cette configuration dit, c'est que la coordonnée 0, 0 est en haut à gauche, nous avons connecté des colonnes de bandes et les bandes sont connectées en une formation en S. Ainsi, si votre grille semble parfaite sauf qu'elle est en miroir ou à 90 degrés, il est probable que vous ayez configuré la grille différemment et que vous deviez modifier le code ici. À la fin de cette étape, vous devriez avoir quelque chose qui ressemble à la vidéo, nous déclenchons le t-shirt avec un coton imbibé d'alcool à friction, le graphique joue une boucle et ne peut pas être redéclenché tant que la boucle n'est pas Achevée.

Étape 5: Assembler le t-shirt

Yay! Maintenant que l'écran, le capteur et le code fonctionnent tous, il est temps de tout assembler. En fin de compte, nous aurons tout le matériel attaché à la chemise intérieure, puis la chemise extérieure sur le dessus cachant tout. Les t-shirts étaient trop grands alors nous avons coupé une bande du bas. Cela nous a donné le tissu dont nous avions besoin pour coudre une poche pour cacher le matériel.

Chemise intérieure:

1. Commencez par placer d'abord des bandes de ruban électrique à l'arrière de la grille NeoPixel juste pour la fixer (vous saurez que tout va bien si vous pouvez transporter la grille en un seul morceau)
2. Le tissu colle la grille NeoPixel sur le t-shirt intérieur. Assurez-vous que la grille est centrée et sur l'endroit où se trouvent réellement les poumons.
3. Laissez la colle sécher au besoin, assurez-vous que la colle ne s'infiltre pas à l'arrière de la chemise et collez la chemise fermée. Une fois la grille allumée, voyez à quelle distance l'Arduino, la batterie, etc. peuvent être placés. Pour nous, nous avions soudé les fils de liaison de manière à ce que nos composants électroniques soient à l'arrière de la chemise.
4. Cousez la bande de tissu pour faire une petite poche pour les composants électroniques. Vous pouvez coudre certains composants dans la poche (par exemple l'Arduino) pour la rendre plus sûre.
5. Découpez une petite fente pour que le capteur puisse voir, pour nous, c'était au centre du col à l'arrière de la chemise.

Chemise extérieure: La raison de la chemise extérieure est qu'elle est plus belle avec une chemise extérieure. La chemise extérieure cache l'électronique et diffuse la lumière des NeoPixels.

1. Placez soigneusement la chemise extérieure sur la chemise intérieure
2. Collez le tissu ou cousez la chemise intérieure sur la chemise extérieure de manière à ce que la grille ait l'air enseignée lorsqu'elle est allumée (sur l'image, les tirets noirs sont l'endroit où se trouve la colle à tissu)

Étape 6: Dépannage

Félicitations! Vous avez maintenant un t-shirt portable qui s'illumine en fonction des niveaux de pollution de l'air. Si ce n'est pas le cas, vous rencontrez probablement un problème (nous en avons rencontré beaucoup), alors voici quelques suggestions de dépannage:

• Les pastilles à souder sur les bandes NeoPixel sont incroyablement petites, il est donc difficile de sécuriser les connexions au réseau. Nous avons utilisé de la soudure au plomb, du fil électrique multibrin et des connexions collées à chaud.
• En raison de la proximité des NeoPixel sur la bande, nous avons perdu au moins 1 pixel chaque fois que nous avons coupé la mèche. Il était préférable d'utiliser des ciseaux que d'utiliser un couteau exacto, il suffit de retirer la résine plastique et de la couper.
• Si l'écran NeoPixel affiche une couleur étrange (par exemple, un fondu au rouge, n'importe quelle nuance de rouge au lieu de blanc), c'est probablement parce que la grille ne reçoit pas assez de puissance. Pour télécharger le code, nous avons tout débranché, téléchargé le code, puis déconnecté l'ordinateur, branché la batterie à l'Arduino et enfin branché l'adaptateur pour ordinateur portable au réseau.
• Si l'écran NeoPixel affiche des couleurs complètement aléatoires à des intervalles aléatoires, assurez-vous que les motifs sont communs.
• Lorsque vous utilisez de la colle à tissu, assurez-vous de ne pas en mettre trop pour qu'elle s'infiltre et colle le t-shirt. Nous mettons une planche de bois entre deux morceaux de tissu qui, autrement, se toucheraient.

Nous espérons que vous avez apprécié cette instructable ! L'étape suivante consiste à connecter le réseau à une batterie portable et à l'emmener faire un tour dans les rues, où la pollution de l'air par les voitures et d'autres polluants déclenchera l'affichage.