Хөнгөн бохирдлын шийдэл - Артемис: 14 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:01

Гэрлийн бохирдол бол дэлхийн өнцөг булан бүрт байгаа бүх хүмүүст нөлөөлдөг зүйл юм. Гэрлийн чийдэнг зохион бүтээснээс хойш гэрэл улам бүр түгээмэл болж, Нью -Йорк, Чикаго зэрэг томоохон хотуудад тусгайлан ашиглагдаж эхэлсэн. Энэ бүх гэрэл нь маш олон төрлийн амьтдад нөлөөлж болно; Жишээлбэл, сарыг ашиглан далай руу явах замыг хайж олох ёстой нялх яст мэлхий нь гудамжны гэрлийг аюултай гэж үзээд хурдны зам руу явдаг. Гэрэл нь шувуудын нүүдэл, тэдний үржлийн улиралд нөлөөлдөг. Гэрлийн бохирдол нөлөөлдөг бүх амьтдын дээр энэ нь бидэнд бас нөлөөлдөг. Шөнө бид гадаа алхаж, эдгээр цэнхэр гэрлийг харах болгонд бидний оюун ухаан өдөр болж байна гэж бодоход хүргэдэг. Тиймээс бидний тархи мелатонин үүсгэдэггүй; Унтахын тулд бидэнд хэрэгтэй химийн бодис. Энэ химийн бодис тийм ч их үйлдвэрлэгддэггүй тул бидний унтах хуваарь алдагддаг бөгөөд энэ нь бусад олон асуудал үүсгэдэг.

Гэсэн хэдий ч, Артемис хэмээх хөнгөн бохирдлын шийдлээрээ бид гэрлийн бохирдлын хувьд илүү сайн маргаашийг бий болгоход хялбар болгодог. Бидний гэрэл шөнийн цагаар сэрүүн байх ёстой гэж бодохын тулд цэнхэр гэрэл ялгаруулахгүйн тулд дулаан өнгөний температуртай байдаг. Arduino Uno, олон янзын мэдрэгч, гэнэтийн хэлхээний тусламжтайгаар бидний гэрэл тухайн бүс нутгийн үйл ажиллагаа, харанхуй болон бусад зүйл дээр үндэслэн асдаг эсвэл унтраагддаг. Бидний шийдлээр агаар мандалд гэрэл бага ялгарах тул бид бүх амьтдын хамт хүрээлэн буй орчноо аз жаргалтай байлгахад тусалдаг шөнийн тэнгэрийн гоо үзэсгэлэнг эдлэх боломжтой болно.

Алхам 1: Материалаа цуглуул

Артемида хийх эхний алхам бол материал цуглуулах явдал юм.

Дээрх эхний зургаас харахад танд хэрэгтэй физик материалын жагсаалт энд байна.

• Super Starter Kit Uno R3 төсөл - энэ нь таны микроконтроллер, талхны самбар, танд хэрэгтэй бүх мэдрэгчтэй байх тул та эдгээрийг ашиглан гэрлээ кодлох боломжтой болно. Тодруулбал, танд хэрэгтэй болно:

  • USB-Arduino кабель (хэрэв зөөврийн компьютерт USB порт байхгүй бол адаптер)
  • Эрэгтэй эрэгтэй утас
  • Эрэгтэй, эмэгтэй утас
  • Нэмэлт урт утас (шаардлагатай бол таслах)
  • Холбогч кабель (Snap Circuits photoresistor -ийг талхны самбартай холбох)
  • Бичил SD карт ба уншигч
  • OLED дэлгэц
  • Arduino Uno микроконтроллер
  • PIR мэдрэгч
  • DHT (чийгшил/температур) мэдрэгч
  • 220 к ом эсэргүүцэл
  • Талхны самбар
  • RGB LED (4x) эсвэл ердийн LED (4x)
  • Фоторезистор
• A Snap Circuits Classic багц (дээрх гарын авлагад үзүүлсэн шиг). Тодруулбал, танд Snap Circuits photoresistor хэрэгтэй болно.
• Хайч
• Модон саваа
• Exacto хутга
• Утас хуулагч
• Халив
• Хар хөөсөн цөм
• Барилгын цаас
• Хоёрдахь зурагт үзүүлсэн шиг мэдрэгчийг кодлохын тулд танд ширээний/зөөврийн компьютер дээр Arduino Genuino програм хэрэгтэй болно.
• Гурав дахь зурагт үзүүлсэн шиг танд үүнийг хийх найз нөхөд хэрэгтэй болно.

Алхам 2: PIR / Фото -эсэргүүцэл - Код

Таны үүсгэсэн анхны код бол PIR (хөдөлгөөн мэдрэгч) ба фоторезистор юм. Эдгээр хоёр мэдрэгчийг нэг код болгон нэгтгэснээр бид гэрлийг харанхуй байдлын түвшин болон тухайн хэсгийн идэвхжил (эсвэл байхгүй) аль алинд нь хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой. Кодын үндсэн функц бүр дараахь зүйлийг хийдэг.

setup (): энэ функц нь цуваа дэлгэцийг идэвхжүүлж, LED зүүг гаралт, PIR зүүг оролт болгоно.

loop (): энэ функц нь photo_value () функц болон checkPIRStatus () функцийг ажиллуулдаг

NBhere (): энэ функц нь хөдөлгөөн мэдрэгч асахгүй байгаа тохиолдолд LED дээр унтарсан гэж бичдэг

SBhere (): энэ функц нь LED -ийг асаалттай байдлаар бичдэг тул хөдөлгөөн мэдрэгч асаалттай байвал гэрэл гэгээтэй харагдана

checkPIRStatus (): энэ функц нь мэдрэгчээс өгөгдөл авч, дараа нь мэдээлсэн утга 451 -ээс өндөр эсэхийг шалгадаг. Хэрэв энэ ба мэдрэгч унтарсан бол түүнийг асааж, SBhere () ажиллана. Гэсэн хэдий ч хэрэв мэдээлсэн тоо бага, мэдрэгч асаалттай байвал мэдрэгч унтарч NBhere () ажиллана.

photo_value (): энэ функц нь тоо өндөр, дунд эсвэл бага эсэхийг шалгаж, гэрлийн эрч хүчийг тохируулан өөрчилдөг.

Алхам 3: PIR / Фото -резистор - Цахилгааны схем

Таны кодыг амжилттай эмхэтгэсний дараа талхны самбараа дээрх Fritzing диаграммд заасны дагуу залгаарай. Дууссаны дараа бүх зүйл зөв залгуурт холбогдсон, ямар ч зүйл хоосон биш байгаа эсэхийг шалгаарай. 4 ердийн LED эсвэл RGB LED -ээс гадна танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

• PIR мэдрэгч
• Фоторезистор
• Эрэгтэй, эмэгтэй гурван утас
• Эрэгтэй эрэгтэй утас
• 4 220к Ом эсэргүүцэл

Таны кодыг самбар дээр амжилттай байршуулсны дараа гараа PIR мэдрэгч дээр даллана уу. Гэрэл асаж, гэрэлтэх ёстой бөгөөд хэрэв та цуваа дэлгэцээ нээвэл "Хөдөлгөөн илэрсэн!" Гэж унших ёстой. Та гараа PIR -ээс холдуулсны дараа цуваа дэлгэц дээр "Хөдөлгөөн дууслаа!" Гэж унших ёстой бөгөөд LED (эсвэл fritzing диаграммд үзүүлсэн шиг RGB LED) бүдгэрч унтрах ёстой:).

Фоторезисторын хувьд хэрэв та үүнийг таглавал LED нь гэрэлтэх ба/эсвэл асах ёстой бөгөөд гараа өргөхөд LED нь бүдэгрэх ёстой. Хэрэв та бүсийнхээ бүх гэрлийг асаах юм бол LED унтрах дөхсөн байх ёстой.

Алхам 4: OLED / DHT - Код

Та кодын PIR/photoresistor сегментийг дуусгасны дараа OLED/DHT код руу шилжихэд бэлэн боллоо! Зөв ажиллахын тулд энэ код нь хүрээлэн буй орчны чийгшил/температурын өгөгдлийг авах ёстой бөгөөд энэ мэдээллийг цуваа монитор дээр харуулсны дараа OLED дэлгэц дээр энэ мэдээлэл болон бусад мэдрэгчийн статусыг харуулах ёстой.

Кодын функц бүр дараахь зүйлийг хийдэг.

setup (): энэ функц нь цуваа дэлгэцийг идэвхжүүлж, сангуудыг эхлүүлдэг

loop (): энэ функц нь температур/чийгшилд хувьсагч үүсгэж дараа нь чийг/температурын мэдээллийг OLED дэлгэц болон цуваа монитор дээр харуулдаг.

Энэ кодыг ажиллуулахын тулд татаж авах шаардлагатай тодорхой номын сангуудыг энд оруулав.

U8g2 номын сан

Sidenote: Дээрх код нь DHT/OLED болон SD картын аль алинд нь байдаг бөгөөд жагсаасан функцууд нь зөвхөн DHT/OLED мэдрэгчийг хянадаг.

Алхам 5: OLED / DHT - Цахилгааны схем

Таны кодыг амжилттай эмхэтгэсний дараа талхны самбараа дээрх Fritzing диаграммд заасны дагуу залгаарай. Дууссаны дараа бүх зүйл зөв залгуурт холбогдсон, ямар ч зүйл хоосон биш байгаа эсэхийг шалгаарай. 4 ердийн LED эсвэл RGB LED -ээс гадна танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

• OLED дэлгэц
• DHT мэдрэгч
• Эрэгтэй эрэгтэй утас
• 4 220к Ом эсэргүүцэл

Кодыг самбар дээр амжилттай байршуулсны дараа чийгшил/температурын мэдээлэл цуваа дэлгэц дээр гарч ирэх ёстой бөгөөд OLED дэлгэц нь Adafruit дэлгэцээ харуулсны дараа чийгшлийн температурын өгөгдөл нь мэдрэгч бүрийн статусыг харуулна. доор нь 'ON' эсвэл 'OFF' гэж хэлээд:).

Алхам 6: OLED -ээс мэдээлэл цуглуулах

Цуваа мониторыг ашигласнаар бид чийгшил/температурын өгөгдлийг график болгон хөрвүүлэх боломжтой болсон. Таны код амжилттай ажиллаж, цуваа монитор дээр чийгшил/температурын зөв мэдээллийг олж хармагц 'Хэрэгсэл', дараа нь 'Цуваа плоттер' дээр дарна уу. Үүнийг дарсны дараа та өгөгдлийн графикийг авах ёстой. Өгөгдөл цуглуулахын тулд DHT мэдрэгчийг талхны самбар дээр холбож, эцсийн кодыг ажиллуулаад өгөгдлийг олж авахын тулд DHT мэдрэгчийг цонхны ойролцоо эсвэл нар жаргахаас нар мандах хүртэл тохируулаарай.

Цельсийн температур ба цаг хугацааны баруун талын график дээр нар шингэх үед температур аажмаар буурдаг. Энэхүү өгөгдлийг нар жаргах үед 19.00-22.00 цагийн хооронд цуглуулсан. Нар нь тэр газрыг шууд дулаацуулахаа больсон тул шөнийн цагаар өдөртэй харьцуулахад бага температур өгдөг. Эдгээр хэмжилтийг температур, чийгшлийн аль алиныг нь цуглуулдаг DHT мэдрэгч ашиглан цуглуулсан болно.

Зүүн талд байгаа график нь агаарт байгаа чийгшил ба цагийг харьцуулсан хэмжилт юм. Өгөгдлийг 19.00-22.00 цагийн хооронд DHT мэдрэгч ашиглан цуглуулсан. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам чийгшил нэмэгдэж эхэлсэн бөгөөд энэ нь ойрын ирээдүйд хур тунадас орох магадлалтай юм. Бороо, цас, манан гэх мэт цаг агаарын үзэгдлүүд нь алсын харааг бууруулж, гэрлийн сарнилд нөлөөлж болзошгүй тул гэрэлтүүлгийн төхөөрөмжийг зохион бүтээхдээ хур тунадасыг анхаарч үзэх нь чухал юм.

Алхам 7: SD карт - код

Одоо та OLED/DHT сегмент болон PIR/фоторезисторын сегментийг амжилттай кодчилсон бол та эцсийн сегмент болох SD картны кодод бэлэн боллоо. Зөв ажиллахын тулд энэхүү кодын зорилго нь SD картыг фоторезисторын өгөгдлийг уншиж, өдрийн турш гэрэлтүүлгийн чиг хандлагыг харуулах явдал юм.

Кодын функц бүр дараахь зүйлийг хийдэг.

setup (): энэ функц нь цуваа дэлгэцийг идэвхжүүлж, өгөгдлийг цуваа дэлгэц дээр бүртгэдэг

loop (): энэ функц нь таймерыг тогтоодог

writeHeader (): энэ функц нь өгөгдлийн толгой хэсгийг SD карт файлд хэвлэдэг

logData (): энэ функц нь SD картны файлд цаг, чийгшил, температурыг бүртгэдэг

Нэмэлт номын сан танд хэрэгтэй болно:

• SD. FAT номын сан
• DHT -ийн энгийн номын сан

Алхам 8: SD карт - Цахилгааны схем

Таны кодыг амжилттай эмхэтгэсний дараа талхны самбараа дээрх Fritzing диаграммд заасны дагуу залгаарай. Дууссаны дараа бүх зүйл зөв залгуурт холбогдсон, ямар ч зүйл хоосон биш байгаа эсэхийг шалгаарай. Танд хэрэгтэй болно:

• SD карт уншигч
• Фоторезистор
• Эрэгтэй эрэгтэй утас
• 1 220 к ом эсэргүүцэл

Кодыг амжилттай байршуулсны дараа фоторезисторыг цонхныхоо хажууд үлдээх эсвэл хашаандаа гадагш аваачна уу. Нар мандах хүртэл нар жаргахыг тэнд үлдээгээрэй, буцаж ирэхдээ микро SD картаа гаргаж аваарай. Дараа нь SD карт уншигч ашиглан зөөврийн компьютерээ уг мэдээллийг уншаад график үүсгээрэй!

Алхам 9: SD картнаас мэдээлэл цуглуулах

Дээрх нь SD картаас авсан фоторезисторын утгуудаас бидний цуглуулсан өгөгдлийн зураг юм. Энэхүү өгөгдлийг цуглуулах зорилго нь шөнийн турш гэрэлтүүлгийн чиг хандлагыг харах явдал бөгөөд ингэснээр дэлхий дээрх бүх амьтдын амьдралыг алдагдуулдаг хиймэл гэрлийн эх үүсвэр байгаа эсэхийг олж мэдэх боломжтой юм.

Өгөгдөл цуглуулахын тулд фоторезисторыг Fritzing диаграм ашиглан талхны самбартаа холбож, зааврын төгсгөлд байгаа зип файлд байгаа эцсийн кодыг ажиллуулна уу. Мэдээлэл цуглуулахын тулд микро SD картаа уншигч руу залгаж, фоторезисторыг цонхоо эсвэл гадаа нар жаргахаас нар мандах хүртэл байрлуул.

Энэхүү өгөгдлийг гэрлийн эрч хүчийг хэмждэг фоторезистор цуглуулсан болно. Өгөгдлийг өглөөний 12:00 цагаас өглөөний 6:45 хүртэл цуглуулсан бөгөөд нар мандахыг багтаасан болно. Нар мандах тусам гэрлийн эрч хүч нэмэгдэж фоторезисторын олж авсан утгыг нэмэгдүүлэхэд хүргэжээ. Энэхүү өгөгдлийг хиймэл гэрэлтүүлэг шаардлагатай үед тодорхойлоход ашиглаж болно, учир нь фоторезистор нь хүрээлэн буй орчны байгалийн гэрлийн эрч хүчийг тодорхойлж, хиймэл гэрэлгүйгээр үзэгдэх ландшафтыг бий болгоход хэр гэрэл гэгээтэй болохыг хэлж чадна.

Алхам 10: Бүх кодыг нэгтгэх

Кодын гурван тусдаа бүрэлдэхүүн хэсгийг кодлож дууссаны дараа бүгдийг нь нэгтгэх цаг боллоо! Кодын гурван бүрэлдэхүүн хэсгийг аваад бүх програмын хооронд ижил зүйл байхгүй эсэхийг шалгаад дараа нь өөр програмд оруулна уу. Үүний дараа бүх зүйл Fritzing диаграмд байгаа шиг талхны тавцан дээрээ холбогдсон эсэхийг шалгаад програмыг ажиллуулна уу! Бидний хувьд, бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нэгтгэх үед код ажиллахгүй байсан тохиолдол цөөнгүй байсан, тиймээс хэрэв ямар нэгэн зүйл ажиллахгүй байгаа юм бол энэ зааварчилгааны алдааг олж засварлах хэсгийг үзнэ үү.

Алхам 11: Зөвлөмж/Алдааг олж засварлах

Таны код дээр ажиллаж байхдаа танд тулгарч болзошгүй асуудлуудын талаархи зарим зөвлөмжийг доор өгөв. Код нь заримдаа маш их ядаргаатай, стресстэй байдгийг бид туршлагаасаа мэднэ, тиймээс эдгээр зөвлөмжүүд нь бидний * гэрлийн бохирдлын шийдлийг * хуулбарлахад тусална гэж найдаж байна:).

Ерөнхий:

• Хувьсагчийг тодорхойлохдоо програмд заасан бүх утаснуудаа зөв зүүгээр холбосон эсэхийг шалгаарай.
• Таны бүх утас зөв холбогдсон эсэхийг шалгаарай (жишээлбэл, таны LED -ийн сөрөг ба эерэг талыг солих хэрэгтэй)
• LED -г кодлохдоо талхны самбар дээр RGB байхгүй эсэхийг шалгаарай

Хэрэв програмист хариу өгөхгүй бол:

• Arduino болон микроконтроллероо дахин эхлүүлнэ үү
• USB-ээ салгаад дахин залгаарай
• Таны портыг Arduino Uno эсэхийг шалгаарай ('Хэрэгсэл', дараа нь 'Порт' руу очно уу).
• Шинэ хоосон файл нээгээд үүнийг ажиллуулаад анхны кодоо ажиллуулж үзээрэй

Энд шийдэл олж чадахгүй байна уу?

Https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (Arduino Алдааг олж засварлах албан ёсны сайт) руу ороод асуудлаа хайж үзээрэй.

Алхам 12: Загвар зохион бүтээх

Гэрлийг зохион бүтээх, 3d хэвлэхийн тулд зип файл дахь диаграммыг ашиглаарай (гэхдээ 3d принтер шаардлагагүй). Загвар зохион бүтээх ажлыг эхлүүлэхийн тулд 56см х 37см орчим хэмжээтэй хөөсөн цөм эсвэл зурагт хуудас хайчилж ав. Цахилгааны утсыг хөнгөвчлөхийн тулд модон блокуудыг булан руу халуун нааж хавтанг дээш өргөх хэрэгтэй. Самбар дээр хар барилгын цаас тууз нааж, дэнлүү байх ёстой нүхийг хайчилж, зам, өвсөө бий болго. Самбарын уртыг 4 болгон хувааж, суурийн зайг хайчилж ав. мэдрэгч (фото резистор ба PIR) болон OLED дэлгэцийн байршлыг тодорхойлж, утсыг arduino руу дамжуулахын тулд суурийн хэсгийг хайчилж аваарай. Бүх нүхийг хайчилж авсны дараа утсыг дамжуулж эхлэх бөгөөд ингэснээр загвар доор өнгөрч, ардуинод бэхлэгдэнэ. Бүх зүйл дууссаны дараа мэдрэгч, гэрлийг халуун цавуугаар байрлуул!

Алхам 13: Бүгдийг хамтад нь туршиж үзээрэй

Одоо дизайн, цахилгаан, кодчиллын бүрэлдэхүүн хэсгүүд дууссан тул ажлаа туршиж үзэх цаг боллоо! Үргэлжлүүлэн програмаа самбар дээр байршуулаарай, хэрэв энэ нь ажиллах бол танд баяр хүргэе !! Үгүй бол энэ зааварчилгааны алдааг олж засварлах хэсэг рүү буцаж очоод асуудлыг шийдэж чадах эсэхээ шалгаарай.

Артемис гэх мэт хөнгөн бохирдлын шийдлүүд нь шөнийн тэнгэрийг хүн бүрт буцааж өгөхөд зайлшгүй шаардлагатай юм. Олон зууны туршид хүмүүс шөнийн тэнгэрээс айж, гэрлийг аврагч гэж ойлгодог байсан ч олон амьтад байгалийн амьдрах орчныхоо ойролцоо гэрлийн элбэг дэлбэг байдлаас болж зовдог. Энэхүү хөнгөн бохирдлын шийдлийг ашигласнаар бид илүү сайн орчинтой болох алхам хийх боломжтой бөгөөд ингэснээр бид болон дэлхий дээрх бусад бүх амьтдын байгалийн хуваарь зөрчигдөхгүй, ингэснээр бид бүгд аз жаргалтай, эрүүл амьдарч чадна!

Алхам 14: Талархал

Манай зааврыг уншсанд маш их баярлалаа!:) Дараах бүлгүүдгүйгээр энэ төслийг хэрэгжүүлэх боломжгүй байсан тул энд талархал илэрхийлье.

• Есүс Гарсиа (Adler ASW хөтөлбөрийн манай багш) эдгээр мэдрэгчийг хэрхэн ашиглах талаар зааж, алдааг олж засварлахад тусалсан!
• Кен, Геза, Крис, Келли болон бусад Adler Teen Programs багийнхан энэ төсөлд бидэнд тусалсан.
• Зочин илтгэгчид ЛаШелле Спенсер, Карлос Роа, Ли-Вэй Хунг нар сонирхолтой төслүүд өрнүүлж, төслүүдээ бүтээлчээр үргэлжлүүлэх урам зориг өгсөн юм.
• Snap Circuits нь хэлхээний талаар илүү ихийг олж мэдэхэд тусалж, эцсийн төсөл боловсруулахад бидэнд тусалсан маш сонирхолтой иж бүрдлийг бидэнд илгээсэн болно
• Адлер хандивлагчид бидний эцсийн танилцуулгыг үзэж, бидэнд санал хүсэлтээ өгсөнд:)

Мөн дээр дурдсан гэрлийн бохирдлын шийдлийг гаргахад ашигладаг бүх fritzing диаграм, загвар, номын сан, код бүхий zip файл байна. Хэрэв та үүнийг гэртээ хийхийг хүсч байвал үүнийг татаж авахыг зөвлөж байна.

Энэхүү Гэрлийн бохирдлын шийдлийн манай репозиторыг эндээс татаж аваарай!