EqualAir: Wearable NeoPixel Display Triggered by Air Pollution Sensor: 7 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ang layunin ng proyekto ay upang makagawa ng isang naisusuot na t-shirt na nagpapakita ng isang nakagaganyak na grapiko kapag ang polusyon sa hangin ay nasa itaas ng isang itinakdang threshold. Ang graphic ay binigyang inspirasyon ng klasikong larong "mga brick breaker", na ang kotse ay tulad ng isang sagwan na dumura ang maubos (na parang mga bola) na "tumama" sa mga piraso ng baga at pinapahamak ang mga ito. Kapag ang polusyon sa hangin ay nasa itaas ng isang threshold (hal. Kapag naglalakad sa pamamagitan ng mga kotse), ang kung hindi man nakapipinsalang puting mga t-shirt ay nagsisimulang maglaro ng display. Ang proyektong ito ay itinayo nina Jordan, Mary, Nick, at Odessa para sa isang klase na tinawag na The Art and Science of Making.

Hakbang 1: Ipunin ang Iyong Mga Materyal

Ipakita ang:

• 6 * Adafruit NeoPixel Digital RGBW LED Strip - White PCB 144 LED / m
• 1 * Arduino Mega (ayon sa website ng Adafruit, ang paggamit ng higit sa isang pares na piraso ng NeoPixel's ay nangangailangan ng isang Arduino Mega)
• 1 * 9volt na baterya
• 1 * charger ng laptop

Sensing:

1 * Adafruit MiCS5524 sensor (ito ang ginamit na sensor ng polusyon sa hangin sapagkat ito ay mura. Ang sagabal ay ang pakiramdam ng maraming gas at hindi makilala ang pagitan nila)

Iba pa:

2 * puting t-shirt (iminumungkahi namin ang pagbili ng mga t-shirt na masyadong malaki dahil sa 1) kailangang magkaroon ng puwang para sa hardware at 2) kakailanganin mong putulin ang kaunting labis na tela upang makagawa ng bulsa itago ang hardware)

Mga tool:

• Mga jumper
• Protoboard
• Kapasitor
• Resistor
• Pamutol ng wire
• Makinang panghinang
• Materyal sa pananahi at / o kola ng tela

Hakbang 2: Pag-iipon ng NeoPixel Grid

Upang mapagsama ang NeoPixel grid, ang orihinal na NeoPixel strips ay kailangang i-cut at muling soldered depende sa nais na mga sukat ng grid. Para sa disenyo na ito, nagtatayo kami ng isang 47x16 grid ng NeoPixels:

1. Gupitin ang mga 1-metrong (144 NeoPixel) na mga piraso sa 47 na mga pagtaas ng NeoPixel, maingat na payagan ang ilang silid na maghinang sa mga gilid ng mga piraso (may maliit na mga lead na metal na makikita sa ilalim ng NeoPixels). Siguraduhing i-cut tulad na ang buong soldering pad ay nakalantad (dahil ang mga ito ay napakaliit na magsisimula). Ang dahilan kung bakit ang mga strip ay 47 pixel sa halip na (144/3 = 48) ang haba ng pixel ay mawawala sa iyo ang kahit isa mula sa pag-cut sa kanila dahil ang NeoPixel's ay napakalapit.
2. Maingat na ilatag ang mga haligi sa tabi ng isa't isa (opsyonal na gumamit ng electrical tape upang i-hold ang mga ito sa lugar), at tiyaking ang mga sukat ay kagustuhan (47x16). Ilatag ang mga haligi sa isang S-pattern.
3. Ang NeoPixels ay may mga lead para sa boltahe-in, input, at lupa na dapat na konektado sa kanilang mga katapat sa susunod na strip. Gamit ang multi-strand wire, ikonekta ang mga lead ng mga haligi sa isang S-pattern, maingat na ikonekta ang mga tamang lead.
4. Iwanan ang mga lead sa mga dulo ng grid (dapat mayroong 2 dulo - isa kung saan ka nagsimula, at isa kung saan natapos mo ang S-pattern), at opsyonal na magdagdag ng mga wire extension para sa kaginhawaan. Maaari mo ring opsyonal na i-tape off o kung hindi man ay i-secure ang mga lead sa dulo. Gayundin, mainit na pandikit sa mga koneksyon upang ma-secure ang mga ito.
5. Tiyaking ligtas ang iyong bagong natipon na grid sa pamamagitan ng pagdaragdag ng ilang higit pang mga layer ng electrical tape o iba pang malagkit sa likuran.

Ngayon ay dapat mayroon kang isang gumaganang grid na maaari mong subukan. Sa ilalim ng NeoPixel Matrix library, maaari mong gamitin ang matrixtest sample code upang makita kung gumagana ang grid na inaasahan. Kung gagawin ito, dapat magmukhang larawan sa itaas (huwag pansinin ang Arduino Uno sa harap, para sa pagsubok sa iba pa)

Hakbang 3: Pagdaragdag ng Sensor

Ang isang pangunahing aspeto ng proyektong ito ay ang sensor, isang Adafruit MiCS5524, na makakakita ng iba't ibang mga gas sa hangin at magsenyas ng kanilang tindi sa pamamagitan ng analog input.

1. Una, tiyakin na ang tatlong humahantong sa sensor - boltahe-sa, output, at lupa - ay nai-wire nang tama (opsyonal na gumamit ng naaangkop na kulay na kawad upang makatulong dito).
2. Ikonekta ang boltahe-in sa output ng 5V sa Arduino board, at ikonekta ang lupa sa lupa sa pisara.
3. Pagkatapos, ikonekta ang output sa A0 (o analog pin na iyong pinili) sa Arduino board. Ito lang ang kinakailangan upang maiugnay ang sensor sa Arduino.
4. Bilang pagpipilian, gamitin ang Serial monitor upang mapatunayan na ang mga pagbasa ay naiulat ng sensor (ang mga pagbasa ay dapat na magpalipat-lipat sa paligid ng isang numero at magbago kapag ang sensor ay inilalagay malapit sa isang mapagkukunan ng carbon monoxide o iba pang mga usok).

Sa online, may mga tagubilin para sa pag-calibrate ng partikular na sensor na ito upang maging sensitibo ito sa isang pagbabago sa kapaligiran. Ang ginawa namin ay iwan ang sensor ng ilang oras upang matukoy kung ano ang isang "regular" na saklaw ng pagbabasa para sa silid na naroon ito. Pagkatapos, upang subukan ang "pag-trigger" ng display, gumamit kami ng isang bola ng cotton na babad sa paghuhugas ng alkohol upang ang ang pagbasa ng sensor ay magpapalaki sa itaas ng isang itinakdang threshold upang simulan ang isang loop ng graphic.

Hakbang 4: Pag-debug ng Code

Nakalakip ang code. Pansinin na maraming mga header na kasama sa tuktok. Upang mai-download ang kinakailangang mga header, sa Arduino IDE, i-click ang sketch, isama ang library, at pagkatapos ay pamahalaan ang mga library. Bago mo mai-upload ang naka-attach na file, kakailanganin mong i-download ang mga sumusunod na aklatan:

• Adafruit NeoPixel
• Adafruit NeoMatrix
• Adafruit GFX library

Kapag na-download mo ang mga aklatan na ito, sa Arduino IDE, sa ilalim ng file, mga halimbawa, mahahanap mo ang halimbawa ng code na maaaring mabago upang subukan habang nagpupunta ka. Halimbawa, ang strandtest at matrixtest ay lubhang kapaki-pakinabang para sa pagsubok sa NeoPixel grid. Sa online, madali ring makahanap ng mga sample na pagsubok para sa sensor ng polusyon sa hangin.

Bago mo mai-upload ang file at makita ang gumaganang grid, narito ang ilang mga linya ng code na maaaring mabago:

# tukuyin ang PIN 6

# tukuyin ang SENSOR_PIN A0

Ang pin 6 ay dapat ilipat sa pin number na ang NeoPixel grid ay nakakabit sa Arduino

Ang pin AO ay dapat ilipat sa pin number na ang sensor ay nakakabit sa Arduino kasama

# tukuyin ang STOP 300

# tukuyin ang NUM_BALLS 8

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

Tinutukoy ng bilang na 300 kung gaano karaming mga pixel ng baga ang nabawasan upang mabilang bilang isang ikot ng display. Ang pagdaragdag ng bilang ay gagawing mas mahaba ang pag-ikot (hal. Higit pa sa mga baga ay napinsala) at kabaliktaran.

Tinutukoy ng bilang 8 ang bilang ng mga "bola" (tambutso) na lumabas sa kotse

Ngayon, kung sinunod mo ang mga tagubilin upang maitayo nang eksakto ang grid, dapat na gumana ang pagsasaayos ng NeoMatrix. Gayunpaman, magandang tandaan lamang na ang sinasabi ng setup na ito ay ang 0, 0 na koordinasyon ay nasa kaliwang tuktok, kumonekta kami ng mga haligi ng mga piraso, at ang mga piraso ay nakakonekta sa isang pagbuo ng S. Kaya, kung ang iyong grid ay mukhang perpekto maliban sa ito ay nakasalamin o 90 degree off, malamang na nai-set up mo ang grid na magkakaiba at dapat mong baguhin ang code dito. Sa pagtatapos ng hakbang na ito, dapat kang magkaroon ng isang bagay na katulad ng video, pinasisimulan namin ang t-shirt na may isang cotton ball na babad sa paghuhugas ng alkohol, ang graphic ay nagpe-play ng isang loop at hindi maaaring ma-trigger muli hanggang sa ang loop ay kumpleto

Hakbang 5: Pagsasama-sama ng T-shirt

Yay! Ngayong mayroon ka ng display, sensor, at code na gumagana lahat, oras na upang pagsamahin ang lahat. Sa huli, magkakaroon kami ng lahat ng hardware na nakakabit sa panloob na shirt, at pagkatapos ang panlabas na shirt sa itaas ay itinatago ang lahat. Masyadong malaki ang mga t-shirt kaya't pinutol namin ang isang strip mula sa ilalim. Binigyan kami nito ng tela na kailangan namin upang manahi ang isang bulsa upang maitago ang hardware.

Inner shirt:

1. Magsimula sa pamamagitan ng unang paglalagay ng mga piraso ng electric tape sa likod ng NeoPixel grid upang ma-secure ito (malalaman mong maayos ka kung maaari mong dalhin ang grid sa paligid ng isang piraso)
2. Pandikit ng tela ang NeoPixel grid papunta sa panloob na t-shirt. Tiyaking nakasentro ang grid, at higit sa kung nasaan talaga ang baga.
3. Hayaang matuyo ang pandikit kung kinakailangan, siguraduhin na ang pandikit ay hindi tumagos sa likuran ng shirt at ipako ang sarado ng shirt. Kapag naka-on ang grid, tingnan kung gaano kalayo ang maaaring mailagay ang Arduino, baterya, atbp. Para sa amin, na-solder namin ang mga wire ng jumper na tulad ng aming mga elektronikong sangkap ay nasa likuran ng shirt.
4. Tahi ang strip ng tela upang makagawa ng isang maliit na bulsa para sa mga elektronikong sangkap. Maaari mong tahiin ang ilang mga bahagi sa bulsa (hal. Ang Arduino) upang gawin itong mas ligtas.
5. Gupitin ang isang maliit na slit para masilip ang sensor, para sa amin, ito ay nasa gitna ng kwelyo sa likod ng shirt.

Panlabas na shirt: Ang dahilan para sa panlabas na shirt ay dahil mas maganda ito sa isang panlabas na shirt. Itinago ng panlabas na shirt ang electronics at nagkakalat ng ilaw mula sa NeoPixels.

1. Maingat na ilagay ang panlabas na shirt sa loob ng shirt
2. Ang pandikit ng tela o tahiin ang panloob na shirt sa panlabas na shirt na animo ang grid ay mukhang itinuro kapag naiilawan (sa imahe, ang mga itim na gitling ay kung saan ang kola ng tela)

Hakbang 6: Pag-troubleshoot

Congrats! Mayroon ka na ngayong isang naisusuot na t-shirt na nag-iilaw batay sa mga antas ng polusyon sa hangin. Kung hindi, malamang na napinsala ka (marami kaming na-hit), kaya narito ang ilang mungkahi sa pag-troubleshoot:

• Ang mga soldering pad sa NeoPixel strips ay nakakabaliw na maliit kaya mahirap makuha ang mga koneksyon sa grid na ligtas. Gumamit kami ng lead solder, multi-strand electrical wire, at mainit na nakadikit sa mga koneksyon.
• Bilang isang resulta ng NeoPixel na napakalapit sa strip, nawala kami ng hindi bababa sa 1 pixel tuwing pinuputol namin ang strand. Ang paggamit ng gunting ay mas mahusay kaysa sa paggamit ng isang exacto na kutsilyo, balatan lamang ang plastik na dagta at gupitin.
• Kung ang pagpapakita ng NeoPixel ay nagpapakita ng isang kakaibang kulay (hal. Isang fade to red, anumang lilim ng pula sa halip na puti), malamang dahil ang grid ay hindi nakakakuha ng sapat na lakas. Upang mag-upload ng code, mayroon kaming lahat na naka-unplug, na-upload ang code, pagkatapos ay na-disconnect ang computer, na-plug sa baterya sa Arduino, at sa wakas ay na-plug in ang adapter ng laptop sa grid.
• Kung ang pagpapakita ng NeoPixel ay nagpapakita ng ganap na mga random na kulay sa mga random na agwat, tiyakin na ang mga batayan ay karaniwan.
• Kapag gumagamit ng pandikit na tela, tiyaking hindi ka masyadong gumagamit ng ganyan na tumatagos at nakadikit ang t-shirt. Naglalagay kami ng isang sahig na gawa sa kahoy sa pagitan ng dalawang piraso ng tela na kung hindi man ay makakaantig.

Inaasahan namin na nasiyahan ka sa pagtuturo na ito! Ang susunod na hakbang ay upang ikonekta ang grid sa isang portable na baterya at dalhin ito para sa isang pag-ikot sa mga kalye, kung saan ang polusyon sa hangin mula sa mga kotse at iba pang mga pollutant ay magpapalitaw sa display.