Banayad na Solusyon sa Polusyon - Artemis: 14 Mga Hakbang

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-13 06:58

Ang light polusyon ay isang bagay na nakakaapekto sa ating lahat sa buong mundo. Mula pa nang maimbento ang bombilya, ang ilaw ay naging mas popular at partikular na ginamit sa malalaking lungsod tulad ng New York City at Chicago. Ang lahat ng ilaw na ito ay maaaring makaapekto sa maraming iba't ibang mga uri ng mga hayop; halimbawa, mga pagong na sanggol na kailangang hanapin ang kanilang daan patungo sa karagatan gamit ang buwan para sa gabay na pagkakamali isang mapanganib na ilaw ng kalye para sa isang buwan at magtungo sa highway. Naaapektuhan din ng ilaw ang paglipat ng mga ibon at kanilang mga panahon ng pagsasama. Bukod sa lahat ng mga hayop na nakakaapekto sa light polusyon, nakakaapekto rin ito sa atin. Tuwing lumalakad kami sa labas ng gabi at nakikita ang mga nakakabulag na asul na ilaw, ang aming mga isip ay nai-trigger upang isipin na ito ay araw na. Samakatuwid, ang ating utak ay hindi gumagawa ng melatonin; ang kemikal na kinakailangan upang makatulog tayo. Dahil ang kemikal na ito ay hindi gaanong ginawa, ang aming iskedyul ng pagtulog ay napupuksa, na nagiging sanhi ng maraming iba pang mga problema.

Gayunpaman, sa aming Light Pollution Solution, Artemis, ginagawang madali upang lumikha ng isang mas mahusay na bukas sa mga tuntunin ng light polusyon. Ang aming ilaw ay may isang mainit na temperatura ng kulay upang hindi maglabas ng asul na ilaw upang isipin na dapat kaming gising hanggang gabi. Sa tulong ng Arduino Uno, maraming iba't ibang mga sensor, at Snap Circuits, ang aming ilaw ay nakabukas o naka-on batay sa aktibidad sa lugar, ang kadiliman, at marami pa. Sa aming solusyon, mas kaunting ilaw ang ilalabas sa himpapaw kaya't kami, kasama ang lahat ng mga hayop, ay masisiyahan ang kagandahan ng kalangitan sa gabi na makakatulong upang mapanatili ang kaligayahan ng ating kapaligiran.

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Materyal

Ang unang hakbang ng paggawa ng Artemis ay ang pagkalap ng mga materyales.

Tulad ng nakikita sa unang larawan sa itaas, narito ang isang listahan ng mga pisikal na materyales na kakailanganin mo:

• Ang Super Starter Kit Uno R3 Project - magkakaroon ito ng iyong microcontroller, breadboard, at lahat ng mga sensor na kakailanganin mo dito upang magamit mo ang mga ito upang ma-code ang iyong ilaw. Partikular, kakailanganin mo ang:

  • Isang USB-Arduino cable (at isang adapter kung wala kang isang USB port sa iyong laptop)
  • Mga wires na lalaki-lalaki
  • Mga wires na lalaki-babae
  • Mga sobrang haba na wire (upang i-cut kung kinakailangan)
  • Mga jumper cable (upang ikonekta ang Snap Circuits photoresistor sa breadboard)
  • Isang micro SD card at mambabasa
  • Isang OLED screen
  • Isang Arduino Uno microcontroller
  • Isang sensor ng PIR
  • Isang sensor ng DHT (halumigmig / temperatura)
  • 220k Om resistors
  • Isang breadboard
  • RGB LEDs (4x) o Regular LEDs (4x)
  • Isang photoresistor
• Isang set ng Snap Circuits Classic (tulad ng ipinakita ng manwal sa itaas). Sa partikular, kakailanganin mo ang isang Snap Circuits photoresistor.
• Gunting
• Mga kahoy na stick
• Isang Exacto-kutsilyo
• Isang wire stripper
• Isang distornilyador
• Itim na foam core
• Papel sa konstruksyon
• Tulad ng ipinakita sa pangalawang larawan, kakailanganin mo ang application ng Arduino Genuino sa iyong desktop / laptop computer upang i-code ang mga sensor.
• Tulad ng ipinakita sa pangatlong larawan, kakailanganin mo ang ilang mga kaibigan na gawin ito!

Hakbang 2: PIR / Photo-resistor - Code

Ang unang code na iyong nilikha ay para sa PIR (sensor ng paggalaw) at sa photoresistor. Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng dalawang mga sensor sa isang code, maaari nating maisagawa ang ilaw sa parehong antas ng kadiliman at ang aktibidad (o kawalan nito) sa lugar. Narito kung ano ang ginagawa ng bawat pangunahing pagpapaandar sa code:

setup (): pinapagana ng pagpapaandar na ito ang serial monitor at itinatatag ang LED pin bilang isang output at ang PIR pin bilang isang input

loop (): ang pagpapaandar na ito ay nagpapatakbo ng photo_value () function at ang checkPIRStatus () function

NBhere (): ang pagpapaandar na ito ay nagsusulat sa mga LED na naka-off kung ang sensor ng paggalaw ay wala

SBhere (): ang pagpapaandar na ito ay nagsusulat ng mga LED tulad ng sa gayon sila ay nagpapakita ng maliwanag kung ang sensor ng paggalaw ay nakabukas

checkPIRStatus (): ang pagpapaandar na ito ay nakakakuha ng data mula sa sensor, pagkatapos ay suriin kung ang halagang iniulat ay mas mataas kaysa sa 451. KUNG ito ay at ang sensor ay naka-off, naka-on ito at tumatakbo ang SBhere (). Gayunpaman, kung ang bilang na naiulat ay mababa at ang sensor ay nakabukas, pagkatapos ang sensor ay naka-off at tumatakbo ang NBhere ().

photo_value (): ang pagpapaandar na ito ay sumusuri upang makita kung ang bilang ay mataas, katamtaman, o mababa at binabago ang tindi ng ilaw nang naaayon.

Hakbang 3: PIR / Photo-resistor - Mga Elektrikal na Skematika

Matapos ang iyong code ay matagumpay na naipon, i-hook ang iyong breadboard sa parehong paraan tulad ng sa Fritzing diagram sa itaas. Pagkatapos mong magawa, tiyakin na ang lahat ay naka-plug in nang maayos at walang wala sa lugar. Bilang karagdagan sa 4 na regular na LEDs o RGB LEDs, kakailanganin mo ang:

• Isang sensor ng PIR
• Isang photoresistor
• Tatlong wires na lalaki-babae
• Mga wires na lalaki-lalaki
• 4 220k Om resistors

Matapos ang iyong code ay matagumpay na na-upload sa board, iwagayway ang iyong kamay sa sensor ng PIR. Ang mga ilaw ay dapat na buksan at magpasaya at kung buksan mo ang iyong serial monitor, dapat itong basahin ang "Motion Nakita!". Kapag naalis mo na ang iyong kamay mula sa PIR, dapat basahin ng serial monitor ang "Motion natapos!", At ang LED (o RGB LED tulad ng ipinakita sa fritzing diagram) ay dapat malabo at patayin:).

Tulad ng para sa photoresistor, kung takpan mo ito, ang LED ay dapat magpasaya at / o i-on, at kapag naangat mo ang iyong kamay, dapat lumabo ang LED. Kung binuksan mo ang lahat ng mga ilaw sa iyong lugar, ang LED ay dapat na malapit nang patayin.

Hakbang 4: OLED / DHT - Code

Kapag tapos ka na sa segment ng PIR / photoresistor ng code, handa ka nang magpatuloy sa OLED / DHT code! Tumatakbo nang tama, ang code na ito ay dapat kumuha ng data ng kahalumigmigan / temperatura mula sa nakapaligid na kapaligiran at, pagkatapos ipakita ang impormasyong iyon sa serial monitor, dapat itong ipakita ang impormasyong iyon, pati na rin ang katayuan ng anumang iba pang mga sensor, sa OLED screen.

Narito kung ano ang ginagawa ng bawat pagpapaandar sa code:

setup (): pinapagana ng pagpapaandar na ito ang serial monitor at pinasimulan ang mga aklatan

loop (): ang pagpapaandar na ito ay lumilikha ng mga variable para sa temp / halumigmig, pagkatapos ay ipinapakita ang impormasyon para sa halumigmig / temp papunta sa OLED screen at serial monitor

Narito ang mga tukoy na aklatan na kailangan mong i-download upang mapatakbo ang code na ito:

U8g2 Library

Sidenote: ang code sa itaas ay kapwa para sa DHT / OLED at para sa SD card, at ang nakalistang mga pagpapaandar ay ang mga kinokontrol lamang ang mga sensor ng DHT / OLED.

Hakbang 5: OLED / DHT - Mga Elektrikal na Skematika

Matapos ang iyong code ay matagumpay na naipon, i-hook ang iyong breadboard sa parehong paraan tulad ng sa Fritzing diagram sa itaas. Pagkatapos mong magawa, tiyakin na ang lahat ay naka-plug in nang maayos at walang wala sa lugar. Bilang karagdagan sa 4 na regular na LEDs o RGB LEDs, kakailanganin mo ang:

• Isang OLED screen
• Isang sensor ng DHT
• Mga wires na lalaki-lalaki
• 4 220k Om resistors

Matapos ang code ay matagumpay na na-upload sa board, ang impormasyon ng kahalumigmigan / temp ay dapat lumitaw sa serial monitor, at pagkatapos ipakita ng OLED screen ang Adafruit screen nito, ang data ng temperatura ng halumigmig ay dapat na lumitaw sa tuktok, na may katayuan ng bawat isa sa mga sensor sinasabi na 'ON' o 'OFF' sa ibaba nito:).

Hakbang 6: Ipunin ang Data Mula sa OLED

Sa pamamagitan ng paggamit ng serial monitor, nagawa naming i-convert ang data ng halumigmig / temperatura sa isang grap. Kapag ang iyong code ay matagumpay na gumagana at nakikita mo ang tamang impormasyon ng kahalumigmigan / temp sa serial monitor, mag-click sa 'Tools', pagkatapos ay 'Serial Plotter'. Kapag na-press mo iyan, dapat kang makakuha ng isang graph ng data. Upang makolekta ang data, ilakip ang sensor ng DHT sa breadboard, patakbuhin ang pangwakas na code, at pagkatapos ay itakda ang sensor ng DHT malapit sa iyong bintana o sa labas mula sa paglubog ng araw hanggang sa pagsikat ng araw upang makuha ang data.

Sa grap sa kanan ng Celsius Temperature kumpara sa Oras, unti-unting bumababa ang temperatura sa paglubog ng araw. Ang data na ito ay nakolekta sa paglubog ng araw mula 7:00 ng gabi hanggang 10:00 ng gabi. Ang gabi ay madalas na nagbubunga ng mas mababang temperatura kumpara sa araw dahil ang araw ay hindi na direktang pag-init ng lugar. Ang mga sukat na ito ay nakolekta gamit ang isang sensor ng DHT, na kinokolekta ang parehong data ng temperatura at halumigmig.

Ang grap sa kaliwa ay isang pagsukat ng porsyento ng halumigmig sa hangin kumpara sa oras. Ang data ay nakolekta mula 7:00 ng gabi hanggang 10:00 ng gabi gamit ang sensor ng DHT. Bilang ng oras na lumipas, ang halumigmig ay nagsimulang tumaas, na maaaring ipahiwatig ang pag-ulan sa malapit na hinaharap. Ang Precipitation ay isang mahalagang kadahilanan na isasaalang-alang kapag nagdidisenyo ng mga light fixture dahil ang mga kaganapan sa panahon tulad ng ulan, niyebe, at hamog na ulap ay maaaring mabawasan ang kakayahang makita at makaapekto sa light dispers.

Hakbang 7: SD Card - Code

Ngayon na matagumpay mong na-code ang segment ng OLED / DHT at ang segment ng PIR / photoresistor, handa ka na para sa huling segment: ang code ng SD card. Gumagawa nang tama, ang layunin ng code na ito ay upang mabasa ng SD card ang data ng photoresistor at ipakita ang anumang mga uso sa pag-iilaw sa buong araw.

Narito kung ano ang ginagawa ng bawat pagpapaandar sa code:

setup (): pinapagana ng pagpapaandar na ito ang serial monitor at nag-log ng anumang data sa serial monitor

loop (): ang pagpapaandar na ito ay nagtatatag ng timer

writeHeader (): ang pagpapaandar na ito ay naglilimbag ng mga header para sa data sa file ng SD card

logData (): ang pagpapaandar na ito ay nag-log ng oras, kahalumigmigan, at temperatura sa file ng SD card

Karagdagang mga aklatan na kakailanganin mo:

• SD. FAT library
• Simpleng aklatan ng DHT

Hakbang 8: SD Card - Mga Elektrikal na Skematika

Matapos ang iyong code ay matagumpay na naipon, i-hook ang iyong breadboard sa parehong paraan tulad ng sa Fritzing diagram sa itaas. Pagkatapos mong magawa, tiyakin na ang lahat ay naka-plug in nang maayos at walang wala sa lugar. Kakailanganin mong:

• Isang SD card reader
• Isang photoresistor
• Mga wires na lalaki-lalaki
• 1 220k Om risistor

Matapos ang code ay matagumpay na na-upload, iwanan ang photoresistor sa pamamagitan ng iyong window o dalhin ito sa labas sa iyong bakuran. Iwanan ito doon sa paglubog ng araw sa pagsikat ng araw, at kapag nakabalik ka, ilabas ang micro SD card. Pagkatapos, gamit ang isang SD card reader, ipabasa ang iyong laptop sa impormasyon at lumikha ng isang graph kasama nito!

Hakbang 9: Pagkolekta ng Data Mula sa SD Card

Sa itaas ay isang larawan ng data na aming nakolekta mula sa mga halaga ng photoresistor mula sa SD card. Ang layunin ng pagkolekta ng data na ito ay upang makita ang mga trend ng pag-iilaw sa buong gabi upang maaari naming makita kung mayroong anumang mapanghimasok na mapagkukunan ng artipisyal na ilaw na nakakagambala sa buhay ng lahat ng mga hayop sa mundo.

Upang makalikom ng data, ikonekta ang photoresistor sa iyong breadboard gamit ang Fritzing diagram, at patakbuhin ang pangwakas na code na nasa zip file sa dulo ng Instructable. I-plug ang iyong micro SD card sa mambabasa at itakda ang photoresistor sa pamamagitan ng iyong window o sa labas mula sa paglubog ng araw hanggang sa pagsikat ng araw upang kolektahin ang iyong data.

Ang data na ito ay nakolekta ng isang photoresistor, na sumusukat sa light intensity. Ang data ay nakolekta mula alas-12: 00 ng umaga hanggang 6:45 ng umaga at may kasamang pagsikat. Sa pagsikat ng araw, tumindi ang tindi ng ilaw, na naging sanhi ng pagtaas ng mga halagang nakuha ng photoresistor. Ang data na ito ay maaaring magamit upang matukoy kung kailan kinakailangan ang artipisyal na pag-iilaw sapagkat natutukoy ng photoresistor ang tindi ng natural na ilaw sa paligid nito at masasabi kung kailan sapat itong maliwanag upang lumikha ng isang nakikitang tanawin nang walang artipisyal na ilaw.

Hakbang 10: Pagsasama-sama ng Lahat ng Code

Pagkatapos mong mag-coding ng tatlong magkakahiwalay na mga bahagi ng code, oras na upang pagsamahin silang lahat! Kinukuha ang tatlong mga bahagi ng iyong code, tiyaking walang pareho sa pagitan ng lahat ng mga programa, at pagkatapos ay ilagay ang mga ito sa ibang programa. Pagkatapos nito, siguraduhin na ang lahat ay nai-hook up sa iyong breadboard sa paraang ito ay nasa Fritzing diagram at patakbuhin ang programa! Para sa amin, mayroong ilang beses kung kailan hindi gumana ang code kapag pinagsama namin ang lahat ng mga bahagi, kaya tingnan ang bahagi ng pag-troubleshoot ng Instructable na ito kung ang mga bagay ay tila hindi gumagana nang una.

Hakbang 11: Mga Mungkahi / Pag-troubleshoot

Nasa ibaba ang ilang mga mungkahi para sa mga problema na maaaring mayroon ka habang nagtatrabaho sa iyong code. Alam namin mula sa karanasan na ang code na maaaring paminsan-minsan ay nakakainis at nakababahala sa gayon inaasahan naming matulungan ka ng mga tip na ito na kopyahin ang aming * light solution sa polusyon *:).

Pangkalahatan:

• Siguraduhin na ang lahat ng iyong mga wire ay konektado sa mga tamang pin, na sinabi sa iyo sa programa kapag tumutukoy sa mga variable.
• Siguraduhin na ang lahat ng iyong mga wire ay konektado nang maayos (halimbawa, marahil ang negatibong bahagi ng iyong LED at positibong bahagi ay dapat ilipat)
• Tiyaking wala kang mga RGB sa iyong breadboard kapag nag-coding para sa mga LED at kabaligtaran

Kung ang programmer ay hindi tumutugon:

• I-restart ang Arduino at ang iyong microcontroller
• I-unplug at muling i-plug ang iyong USB
• Suriin upang matiyak na ang iyong port ay ang Arduino Uno (pumunta sa 'Tools' pagkatapos 'Port')
• Magbukas ng bago, blangko na file at subukang patakbuhin iyon at pagkatapos ay patakbuhin ang iyong orihinal na code

Hindi makahanap ng solusyon dito?

Subukang pumunta sa https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (ang opisyal na Arduino Troubleshooting site) at hanapin ang iyong problema.

Hakbang 12: Pagdidisenyo ng Modelo

Gamitin ang mga diagram sa zip file upang mag-disenyo at 3d i-print ang mga ilaw (gayunpaman, ang isang 3d printer ay hindi kinakailangan). Upang simulang idisenyo ang modelo, gupitin ang isang piraso ng core ng foam o posterboard na may mga sukat sa paligid ng 56cm x 37 cm. Upang gawing mas madali ang mga kable, itaas ang board sa pamamagitan ng mainit na pagdikit na mga bloke ng kahoy sa mga sulok. Lumikha ng iyong kalsada at damo sa pamamagitan ng pagdikit ng mga piraso ng itim na papel sa konstruksyon sa pisara at gupitin ang mga butas kung saan dapat ang mga ilawan. Pantayin ang pagitan ng mga ito sa pamamagitan ng paghati sa haba ng board sa 4 at paggupit ng mga puwang sa base. tukuyin ang lokasyon ng iyong mga sensor (photoresistor at PIR) at ang OLED screen din upang maaari mong i-cut ang mga bahagi ng base upang pakainin ang mga wire sa arduino. Matapos maputol ang lahat ng mga butas, simulang pakainin ang mga wire upang dumaan sila sa ilalim ng modelo at ilakip sa arduino. Kapag natapos na ang lahat, mainit na pandikit ang mga sensor at ilaw sa lugar!

Hakbang 13: Pagsubok Sama-sama ang Lahat

Ngayon, dahil tapos na ang mga sangkap ng disenyo, elektrikal, at pag-coding, oras na upang subukan ang iyong trabaho! Sige at i-upload ang iyong programa sa pisara, at kung ito ay gumagana, binabati kita !! Kung hindi, bumalik sa bahagi ng pag-troubleshoot ng Instructable na ito upang makita kung maaari mong malaman ang isyu.

Ang mga Light Solusyon na Polusyon tulad ng Artemis ay mahalaga upang maibalik ang kalangitan sa gabi sa lahat. Sa loob ng maraming siglo, ang mga tao ay natakot sa kalangitan sa gabi at nakilala ang ilaw bilang isang tagapagligtas, kahit na maraming mga hayop ang nagdurusa mula sa kasaganaan ng ilaw na malapit sa kanilang natural na tirahan. Sa pamamagitan ng paggamit ng Light Pollution Solution na ito, makakagawa tayo ng isang hakbang patungo sa pagkakaroon ng isang mas mahusay na kapaligiran upang kami at lahat ng iba pang mga hayop sa Earth ay hindi magambala ng kanilang likas na mga iskedyul upang tayong lahat ay mabuhay na masaya at malusog!

Hakbang 14: Mga Pagkilala

Maraming salamat sa pagbabasa ng aming Instructable!:) Hindi maaaring maging posible ang proyektong ito kung wala ang mga sumusunod na pangkat, kaya narito ang ilang tao na nais naming pasalamatan:

• Jesus Garcia (aming magtuturo sa programa ng Adler ASW) para sa pagtuturo sa amin tungkol sa kung paano gamitin ang mga sensor na ito at tulungan kaming mag-troubleshoot!
• Sina Ken, Geza, Chris, Kelly, at ang natitirang koponan ng Adler Teen Programs para sa pagtulong sa amin sa proyektong ito
• Ang mga panauhing tagapagsalita na sina LaShelle Spencer, Carlos Roa, at Li-Wei Hung para sa pagbibigay ng mga kamangha-manghang pahayag na pumukaw sa amin na manatiling malikhain sa aming mga proyekto
• Mga Snap Circuit para sa pagpapadala sa amin ng isang napaka-kagiliw-giliw na kit na makakatulong sa amin na matuto nang higit pa tungkol sa mga circuit at tinulungan kami sa aming huling proyekto
• ang mga donor ng Adler para sa panonood ng aming huling pagtatanghal at pagbibigay sa amin ng puna:)

Gayundin, sa itaas ay isang zip file na may lahat ng mga fritzing diagram, modelo, aklatan, at code na ginamit namin upang magawa ang Light Pollution Solution na ito. Hinihikayat ka namin na i-download ito kung nais mong gawin ito sa bahay!

I-download ang aming buong repository para sa Banayad na Polusyon na Solusyon dito!