IlluMOONation - isang Smart Lighting Model: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:10

Napatingin ka ba sa langit sa gabi at hindi makakita ng anumang mga bituin?

Milyun-milyong mga bata sa buong mundo ay hindi kailanman makakaranas ng Milky Way kung saan sila nakatira dahil sa pagtaas at kalat na paggamit ng artipisyal na ilaw sa gabi na hindi lamang nakakapinsala sa aming pananaw sa uniberso ngunit nakakaapekto sa ating kapaligiran, kaligtasan, pagkonsumo ng enerhiya, at kalusugan.

Sa loob ng tatlong bilyong taon, ang buhay sa Earth ay umiiral sa isang ritmo ng ilaw at madilim na nilikha lamang ng pag-iilaw ng Araw, Buwan, at mga bituin. Ngayon, pinipigilan ng mga artipisyal na ilaw ang kadiliman at ang aming mga lungsod ay kumikinang sa gabi, nakakagambala sa natural na pattern sa araw-gabi at paglilipat ng maselan na balanse ng aming kapaligiran. Ang isang species na lalo na nasaktan ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ang mga pagong sa dagat.

Kapag ipinanganak ang mga pagong sa dagat, tumingin sila sa buwan bilang isang mapagkukunan ng ilaw upang gabayan sila sa karagatan para sa kaligtasan. Ngunit sa mga araw na ito, ang mga ilaw ng lansangan sa pamamagitan ng mga beach ay naging napakaliwanag na ang mga pagong ng sanggol ay madalas na sumusunod sa kanila sa mga kalye, namamatay mula sa alinman sa pagkatuyot, maninila, o nasagasaan ng mga sasakyan sa kalsada. Ang iba pang mga hayop sa gabi ay sinasaktan din ng mga nakasisilaw na ilaw na ito, kahit na hindi sa parehong lawak ng mga pagong. Ang nadagdagang paggamit ng mga cool na toneladang ilaw na ito sa gabi ay maaaring maging sanhi sa kanila upang maligaw mula sa kanilang normal na ritmo ng sirkadian at mabawi ang kanilang biological function, kung minsan kahit hanggang sa sukat ng kamatayan.

Para sa mga tao, ang asul na ilaw ay nakakaapekto sa aming mga antas ng melatonin, na humahantong sa mas kaunting pagtulog at isang kalabisan ng iba pang mga problema na dumating bilang isang resulta. Iminumungkahi ng pananaliksik na ang artipisyal na ilaw sa gabi ay maaaring dagdagan ang mga panganib para sa labis na timbang, pagkalumbay, mga karamdaman sa pagtulog, diabetes, kanser sa suso, at marami pa.

Kung nabasa mo na ito, maaari kang magtanong, ano ang maaari nating gawin upang makatulong? Sa gayon, ang simpleng pag-patay ng iyong mga ilaw kapag hindi kinakailangan at palitan ang kulay ng iyong mga ilaw sa pula at dilaw ay isang magandang pagsisimula. Gayunpaman, kailangan namin ng isang sistema na maaaring ipatupad sa mga lungsod sa buong mundo upang tunay na makagawa ng epekto at baligtarin ang mga nagwawasak na tol na kinunan ng light polusyon sa ating Daigdig.

Narito kami sa SEAside Lighting Co. na nakagawa ng perpektong solusyon. Ipinakita namin sa iyo: illuMOONation -ang aming sariling Smart Lighting System na binubuo ng mga eco-friendly na ilaw ng kalye na gawa sa pangunahing mga sensor at LED. ang illuMOONation ay hindi lamang naka-aktibo ng bagay at kontrolado ng kapaligiran, ngunit isang bagay na magagawa NINYO sa bahay! Na-intriga? Kaya, basahin upang malaman kung paano lumikha ng iyong sariling bersyon ng Smart Lighting Model na ito … at baka isang araw gawin itong isang buong sukat na katotohanan!

Pangunahing tampok:

• Mga Mabilis na Paggalaw - Nakita ng sensor ng Ultrasonic kung saan matatagpuan ang isang bagay at binubuksan ang kani-kanilang ilaw, habang ang natitira ay nananatiling patay
• Isang panig - Sa gilid ng karagatan at ituro ang layo mula sa beach kaya ang mga hayop na dumarating sa baybayin sa gabi ay hindi ginulo ng ilaw, habang nagbibigay pa rin ng buong saklaw na saklaw para sa mga sasakyan at naglalakad
• Mga pulang ilaw na ilaw - Ang mga hayop na pang-gabi ay pinahusay ang mga kakayahan upang makita ang mga mas maikling haba ng haba, kaya't ang mga mas maiinit na tono ay hindi nakakaapekto sa kanila, mas mabuti rin para sa mga tao dahil sa nakakapinsalang epekto ng asul na ilaw sa gabi na nabanggit sa itaas
• Reflective Shielding at Downward Angle - Ang ilaw ay nakadirekta gamit ang sumasalamin na materyal sa loob ng module ng pagsasanggalang at naka-anggulo pababa upang masakop nito ang isang mas malaking lugar nang hindi pinapataas ang light dispers
• Light / Dark Mode - Ang mga ilaw at sensor na hindi kinakailangan ay hindi pinagana kapag maliwanag upang makatipid ng enerhiya
• Tumutugon sa Panahon - Tumatagal sa pagbabasa ng temperatura at halumigmig at nababawasan ang tindi kapag madaling kapitan ng mas maraming light dispers
• Eco-Friendly - Smart system ng enerhiya na gumagamit ng solar panel upang singilin ang baterya na may madaling magagamit na sikat ng araw upang mabawasan ang pagdaragdag ng mga fossil fuel sa kapaligiran
• Gitnang Pagpapakita - Ipinapakita ng screen ng OLED ang mga halaga ng sensor at mode ng sistema ng pag-iilaw, mas madaling ma-access sa pangkalahatang gumagamit at mga tagapangasiwa
• Pag-log ng Data - Ang data ng sensor ay nakaimbak sa isang SD card upang masuri ito upang higit na mapabuti ang modelo at mai-calibrate sa kapaligiran

Mga gamit

Istraktura -

• 2 11 "x 14" Mga foam board
• 2 Mga Pickicle Sticks
• 6 "x 6" square ng Aluminium Foil
• 3 Mga Green Pipe Cleaner
• 1 Dowel Rod (1/2 "diameter)
• 3 Malapad na Straws
• Buhangin
• Dilaw, berde, asul, kayumanggi, at Itim na Papel ng Konstruksyon

Electronics -

• 3 RGB LEDs
• Ultrasonic Sensor
• DHT Temperatura / Humidity Sensor
• Photoresistor (Snap Circuits Kit, o mula sa Arduino Kit)
• Mini Solar Panel
• Mini OLED Display
• Reader ng Micro SD Card
• Micro SD Card
• 2 Arduinos
• 2 DC-to-9 Volt Power Connectors
• 2 9 Volt Baterya
• Breadboard
• 100 kOhm Resistor
• 6 100 Ohm Resistors
• Rectifier ng Diode
• Arduino IDE (naka-install upang patakbuhin ang code)
• Alligator Clip-to-Lalaki, Lalaki-sa-Babae, at Mga Lalaki-hanggang-Lalaki na Mga Wires

(Mag-click upang DITO bilhin ang Arduino UNO Starter Kit na may mga sensor, wire, atbp)

Kagamitan -

• Mainit na glue GUN
• X-Acto Knife
• Gunting
• Pandikit
• Liquid Glue
• Paintbrush
• Mga Cutter ng Wire

Hakbang 1: Buuin ang Kapaligiran

1. Kunin ang mga foam board at mainit na pandikit kasama ang mga mas mahabang panig na mapula ang bawat isa upang lumikha ng isang mas malaking base para sa iyong modelo.
2. Hatiin ang mga stick ng popsicle sa kalahati at mainit na pandikit ang mga ito na pantay na spaced at patayo sa linya na kung saan nagtagpo ang 2 board. Ito ay upang mapalakas ang pinagsamang.
3. Markahan ang pamalo ng dowel sa 4 na piraso ng 2-pulgada at gupitin ito gamit ang X-Acto na kutsilyo.
4. Gumawa ng mga butas sa 4 na sulok ng pisara tungkol sa 1.5 "mula sa mga gilid at mainit na pandikit ang mga piraso ng dowel. Siguraduhin na ang mga dowel ay patayo sa board mula sa lahat ng mga anggulo.
5. I-flip ang board at suriin upang makita kung ito ay antas (dapat itong maging tulad ng isang mini-table). Gupitin ang mga piraso ng papel sa konstruksyon upang mabuo ang kalsada, damo, bangketa, at divider.
6. Idikit ang mga piraso sa board gamit ang pandikit na stick upang ipakita ang kapaligiran para sa sistema ng pag-iilaw.
7. Gamitin ang paintbrush upang kumalat ang likidong pandikit sa walang laman na bahagi ng pisara. Bago ito matuyo, magdagdag ng buhangin at pantay na patas sa pandikit hanggang sa dumikit ito. Pagkatapos ay gumamit ng asul na papel upang gayahin ang tubig sa "beach" na ito.
8. I-twist ang mga cleaner ng tubo sa hugis ng 2 pagong sa dagat upang kumatawan sa mga hayop na nakatira sa target na kapaligiran.

Hakbang 2: Idagdag ang mga Ilaw

1. Gupitin ang mga dayami sa kalahati upang mabuo ang mga poste para sa iyong mga ilaw.
2. Gumawa ng 3 pantay na spaced hole sa pamamagitan ng board sa divider na tumatakbo sa pagitan ng beach at sidewalk. Subukan upang makita kung umaangkop ang dayami, kung hindi sila palakihin.
3. Kola ang aluminyo palara sa isang piraso ng itim na papel sa konstruksyon na may parehong sukat gamit ang isang pandikit na stick. Subaybayan ang nakalakip na template sa papel ng 3 beses at gupitin ang mga hugis upang mabuo ang kalasag para sa ilaw.
4. Gumawa ng isang butas sa gitna ng bawat kalasag para sa LED. Magsimula sa maliit at tataas lamang sa maliliit na palugit hanggang sa magkasya ang LED ngunit hindi nahuhulog.
5. Tiklupin sa 4 na gilid ng kalasag (na nakaharap ang palara). Gumamit ng maliliit na piraso ng tape upang sumali sa mga gilid at gawin itong 3D.
6. Bend ang ilaw na bahagi ng mga LED pababa upang bumuo sila ng isang 60º na anggulo kapag ang mga lead ay patayo.
7. Maglakip ng 3 mga male-to-female wires sa kani-kanilang mga lead: itim para sa lupa, berde para sa berdeng halaga, at pula para sa pulang halaga. Ang asul na pin ay hindi ginagamit para sa proyektong ito. I-thread ang mga wire sa pamamagitan ng mga poste ng ilaw na dayami.
8. Mainit na pandikit ang kalasag sa bawat LED mula sa likuran, siguraduhin na hindi direktang hawakan ang mga bahagi o lead ng metal.
9. Idikit ang mga wire at ang ilalim ng mga dayami sa mga butas sa pisara. Gumamit ng mainit na pandikit upang ma-secure ang mga poste patayo sa base mula sa lahat ng mga direksyon.

Hakbang 3: Idagdag ang Mga Sensor

1. Gupitin ang isang slit para sa sensor ng Ultrasonic sa dulo ng kalsada, halos 0.5 "mula sa gilid ng pisara. Itulak ang sensor sa gayon ito ay patayo sa base mula sa isang pagtingin sa gilid at ligtas na may mainit na pandikit. Napakahalaga nito kaya't ang mga pagbasa ay tumpak at ang mga signal ay bounce off ang object, hindi ang board.
2. Sa sulok sa tapat ng kalsada, gupitin ang mga butas upang magkasya ang mga pin ng OLED at DHT. Ang isa ay muling ligtas na may mainit na pandikit nang hindi pinapanganib ang anuman sa mga de-koryenteng sangkap.
3. Gumamit ng tape upang ikabit ang Photoresistor sa hadlang at bago ang unang ilaw. Ang module na Photoresistor na ito ay isang regalong mabait na ibinigay ni Elenco, ang tagalikha ng Snap Circuits, bilang isang donasyon sa programa.
4. Sa wakas, i-hookup ang mga sensor sa Arduino gamit ang breadboard at ang mga ibinigay na circuit diagram. Tiyaking ikonekta ang 2 Arduinos nang magkasama, at magkaroon lamang ng circuit ng SD Card sa pangalawang Arduino, na kilala bilang "empleyado". Ang isa pa, kasama ang lahat ng mga sensor, ay ang "boss".

Hakbang 4: Idagdag ang Code

1. Bago magpatuloy, dumaan sa mga tsart ng daloy upang maunawaan ang mga prinsipyo ng ibinigay na code at kung paano ito gumagana sa modelo.
2. I-install ang Arduino IDE software sa computer. I-download ang code mula sa nakalakip na folder ng Google Drive. I-install at isama ang mga aklatan ng SPI, Wire, at DHT, Adafruit_GFX, at Adafruit_SSD1306 mula sa Library Manager kung hihilingin ng tagatala.
3. Baguhin ang mga numero ng pin upang tumugma sa iyong circuit, kung kinakailangan. Huwag pansinin ang hakbang na ito kung ginamit mo ang parehong mga pin tulad ng mga ibinigay na circuit diagram.

Hakbang 5: Subukan ang Model

1. Mag-upload ng kani-kanilang code sa bawat Arduino at kumonekta sa mga pack ng baterya para sa lakas.
2. Patakbuhin ang programa hangga't kinakailangan upang mangolekta ng data, awtomatikong magsisimula ang paglilipat ng SD Card.

Nakalakip ang data na aming nakolekta sa pamamagitan ng panloob na pagsubok ng aming modelo. Sa kasamaang palad dahil sa mga kondisyon ng panahon at mga isyu sa kaligtasan hindi namin ito nasubukan sa labas, subalit nag-aalok pa rin ito ng katibayan ng konsepto at impormasyon tungkol sa kapaligiran sa pagsubok.

Sa buong panahon ng pagsubok, ang pagbabasa ng Temperatura at Humidity ay nanatiling medyo pareho dahil sa panloob na regulasyon ng kundisyon sa pagsubok na kapaligiran (isang bahay). Mayroong ilang mga pana-panahong spike, ngunit ang mga malamang na umabot sa mga error na ibinigay sa kanilang pagkadalang at kawalan ng ugnayan. Ang distansya ay hindi rin nagbabago sa labas ng margin of error dahil walang tunay na mga kotse ng mga tao na gumagalaw sa kapaligiran. Gayunpaman, kung ito ay isang buong modelo ng sukat, ang distansya ay marahil ang pinaka variable na kadahilanan dahil sa patuloy na pagbabago ng mga antas ng aktibidad sa lugar at kawalan ng kakayahang mahulaan ang mga pattern na iyon. Gayunpaman, dahil ang modelo ay nakalagay malapit sa isang bintana, ang mga halaga ng photoresistor ay sa katunayan ay nagbago nang husto. Kapag ang modelo ay unang nagsimula sa gabi binasa nila ang saklaw ng sub 50. Gayunpaman, sa pagsikat ng araw at ang maliwanag na pag-iilaw ay nagiging mas maliwanag, ang mga halaga ng photoresistor ay tumaas nang naaayon. Pagkatapos nito, bumaba muli ang grapiko kapag ang mga blinds ay sarado sa lugar ng pagsubok, ngunit nag-shoot sila pabalik kapag nakabukas ang pag-iilaw ng artipisyal na silid. Sa konklusyon, sa pamamagitan ng nakalap na datos na ito ay malinaw na napatunayan na ang aming modelo ay sa katunayan ay tumpak na nag-uulat ng data tungkol sa mga paligid nito, at ang impormasyong iyon ay maaaring magamit upang baguhin ang mga setting ng system upang maipakita ang mga kundisyon na kinalalagyan nito at mag-ambag upang mabawasan ang polusyon ng ilaw bilang isang buo.

Hakbang 6: Mag-troubleshoot

Walang nangyayari Subukan ang mga hakbang na ito upang makatulong na ayusin ang isyu:

Bago ka magsimula -

• Tiyaking nagsasama-sama ang code at na-upload nang tama sa parehong Arduinos. Kung nagpapakita ang tagatala ng isang mensahe ng error, gumawa ng mga pagbabago depende sa sinasabi nito. Ang ilang mga karaniwang isyu ay hindi tama / kawalan ng mga aklatan, isang nawawalang semicolon, o maling port na napili para sa koneksyon sa USB.
• Suriin ang mga kable at singil ng baterya. Tiyaking ang kapangyarihan at mga daang bakal sa breadboard ay konektado sa Arduino.

Ang ilaw ay hindi nakabukas? -

• Tiyaking sinabi ng OLED na "Naka-activate ang Dark Mode". Hindi pinagana ng matalinong sistema ang mga LED sa panahon ng "light mode" upang makatipid ng enerhiya at maiwasan ang hindi kinakailangang paggamit.
• Tingnan kung ang iyong mga LED ay nasunog gamit ang isang simpleng code upang i-on at i-off ang mga ito. Huwag kalimutang magsama ng isang risistor kapag sumusubok.

Hindi naka-on ang OLED? -

• Ikonekta ang "empleyado" na Arduino sa computer at buksan ang serial monitor upang matiyak na binabasa ang mga halaga.
• Subukang tanggalin ang mayroon nang file sa SD card at muling patakbuhin ang code.

Hindi binabasa ng SD Card ang data? -

• Siguraduhin na ang SD card ay inilalagay sa reader, at tama.
• Tiyaking may sapat na magagamit na imbakan para sa data sa card.

May iba pa? -

Makipag-ugnay sa amin at makakatulong kami na malutas ang problema

Hakbang 7: Konklusyon

Sa kabuuan, ang illuMOONation ay ang perpektong komprehensibong solusyon sa pag-iilaw para sa pag-iilaw sa harap ng tubig sa buong mundo. Ang mga natatanging tampok nito ay hindi pa nakikita kailanman sa merkado ng pag-iilaw, at ang epekto nito sa pagbawas ng polusyon ng ilaw habang may kamalayan din sa kapaligiran at kapaki-pakinabang sa kapwa mga tao at species ng hayop ay hindi tugma. Gayunpaman, alam namin na ang illuMOONation ay hindi perpekto. Dahil sa limitadong time frame at mga materyales na ibinigay para sa proyekto, hindi namin nagawang gumawa ng isang buong sukat na modelo at subukan ito sa isang tunay na panlabas na kapaligiran. Ngunit sa IYONG tulong, maaari kaming kumuha ng illuMOONation sa susunod na antas at mai-embed ito sa aming pang-araw-araw na buhay, para sa isang mas mahusay na mundo para sa lahat ng buhay sa Earth.

Mga Plano sa Hinaharap -

Ang aming susunod na mga hakbang sa proyektong ito ay upang magdagdag ng mga karagdagang bahagi at programa ang mga ito upang magkasya rin ang kapaligiran. Halimbawa Bilang karagdagan, plano naming magkaroon ng isang IR Emitter at Receiver sa bawat ilaw na post, na bumubuo ng isang "hindi nakikitang pader" sa harap sa beach. Ang "pader" ay buhayin lamang sa gabi sa panahon ng pag-aanak ng pagong, at tatunog ng isang banayad na buzzer upang senyasan kapag may tumawid sa lugar ng beach. Ito ay isa pang paalala na maging maalaga sa katutubong wildlife at maiwasan ang mas marami sa kanila na mapahamak. Nais din naming maipatupad ang solar power system kung bibigyan ng sapat na mga materyales, dahil ang kahusayan ng enerhiya ay isa pang mahalagang kadahilanan sa pagbawas ng epekto ng anthropogenic sa ating mundo ngayon. Nais din naming makipagtulungan sa iba pang mga koponan at isama ang aming mga ideya upang lumikha ng isang solusyon na malulutas ang maraming mga problema hinggil sa light polusyon at tunay na ang all-inclusive na solusyon sa ilaw.

Mga Hamon at Pagkamit -

Ang pagkumpleto ng Workshop ng Astro-Science nang hindi talaga dumarating sa Adler ay isang pagbabago na hindi hinulaan ng sinuman. Lalo na mahirap na makipagtulungan sa isang proyekto sa engineering sa pamamagitan ng Zoom dahil hindi namin makita kung ano ang ginagawa ng bawat tao sa kanilang sariling tahanan, kaya mahirap i-troubleshoot at ayusin ang mga isyu sa paglitaw nito. Gayunpaman, nagtatrabaho kami ng ilang mga mekanismo upang matiyak na mananatili kaming naaayon sa aming plano at palaging may kamalayan ang bawat isa sa ginagawa ng bawat tao. Ang isang highlight ay ang aming spreadsheet ng Pagsubaybay sa Proyekto kung saan tinukoy namin ang bawat gawain, kanilang paglalarawan, katayuan, sino ang kukumpleto sa mga ito, at ang pangkalahatang pag-unlad ng proyekto. Pinapayagan kaming makapagtulungan nang mas mahusay dahil maaari kaming mag-check up sa bawat isa at tumulong kung kinakailangan, at pinapayagan kaming paunlarin ang mga kasanayan sa komunikasyon na mahalaga, lalo na sa mga darating na buwan.

Mga Pagkilala -

Isang malaking sigaw sa aming kamangha-manghang nagtuturo na si Jesus Garcia para sa pagtuturo sa amin kung paano gamitin ang lahat ng iba't ibang mga bahagi at bigyan kami ng pagkakataon na lumahok sa program na ito, kahit sa isang malayong setting. Bilang karagdagan, maraming salamat kay Geza Gyuk, Chris Bresky, at Ken Walczak para sa lahat ng iyong tulong sa buong lugar. Ang iyong pananaw ay talagang napahusay ang aming mga kasanayan na lampas sa saklaw lamang ng aming mga proyekto at dadalhin namin sa amin ang mga aralin na natutunan sa hinaharap. Nais din naming ipahayag ang aming taos-pusong pasasalamat kay Kelly Borden at sa lahat sa Adler Planetarium para sa pagho-host ng programang ito taon-taon at pinapayagan ang mga masigasig na kabataan na tulad namin na makisali sa larangan ng STEM at astronomiya sa aming sariling bayan. At ang panghuli ngunit hindi pa huli, salamat sa bawat isa sa aming mga kapantay sa ASW sa pagiging isang masaya, relatable, at sumusuportang pangkat. Ang huling 3 linggong ito ng pagkilala sa isa't isa at pagiging magkaibigan ay hindi katulad ng anumang naisip namin, at ito ay isang karanasan na magtatagal sa buong buhay.

ZIP file -

Mag-click DITO upang ma-access ang lahat ng mga materyal na kakailanganin mo upang makagawa ng isang modelo ng illuMOONation sa bahay!