Valgusreostuse lahendus - Artemis: 14 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Valgusreostus on midagi, mis mõjutab meid kõiki üle maailma. Pärast lambipirni leiutamist on valgus muutunud palju populaarsemaks ja seda on spetsiaalselt kasutatud suurtes linnades nagu New York City ja Chicago. Kogu see valgus võib mõjutada nii palju erinevaid loomi; näiteks loovad kilpkonnapojad, kes peavad suunamiseks Kuu abil tee ookeani äärde leidma, kuu jaoks ohtliku tänavavalgustuse ja suunduvad maanteele. Valgus mõjutab ka lindude rännet ja nende paaritusperioode. Peale kõigi loomade, keda valgusreostus mõjutab, mõjutab see ka meid. Kui kõnnime öösel õues ja näeme neid pimestavaid siniseid tulesid, hakkab meie meel mõtlema, et on päev. Seetõttu ei tooda meie aju melatoniini; kemikaal, mida me vajame magama jäämiseks. Kuna seda kemikaali ei toodeta nii palju, visatakse meie unerežiim välja, mis põhjustab palju muid probleeme.

Kuid meie valgusreostuse lahendusega Artemis on kerge reostuse osas parema homse loomine lihtne. Meie valgusel on soe värvitemperatuur, et mitte kiirgata sinist valgust, et panna meid mõtlema, et peaksime olema hilisõhtuni ärkvel. Arduino Uno, mitme erineva anduri ja kinnitusringide abil lülitub meie valgus sisse või välja vastavalt piirkonna tegevusele, pimedusele ja muule. Meie lahenduse abil eraldub atmosfääri vähem valgust, nii et saame koos kõigi loomadega nautida öötaeva ilu, mis aitab hoida meie keskkonda õndsana.

Samm: koguge oma materjalid kokku

Artemise tegemise esimene samm on materjalide kogumine.

Nagu ülaltoodud esimesel pildil näha, on siin vajalike füüsiliste materjalide loend:

• Super Starter Kit Uno R3 projekt - selles on teie mikrokontroller, leivaplaat ja kõik vajalikud andurid, et saaksite neid kasutada oma valguse kodeerimiseks. Täpsemalt vajate:

  • USB-Arduino kaabel (ja adapter, kui sülearvutis pole USB-porti)
  • Mees-mees juhtmed
  • Meeste-naiste juhtmed
  • Eriti pikad juhtmed (vajadusel lõikamiseks)
  • Jumperkaablid (fototakisti Snap Circuits ühendamiseks leivaplaadiga)
  • Micro SD -kaart ja lugeja
  • OLED ekraan
  • Arduino Uno mikrokontroller
  • PIR -andur
  • DHT (niiskus/temperatuur) andur
  • 220k Om takistid
  • Leivalaud
  • RGB LED -id (4x) või tavalised LED -id (4x)
  • Fototakisti
• Snap Circuits Classic komplekt (nagu on näidatud ülaltoodud juhendis). Täpsemalt vajate fototakistit Snap Circuits.
• Käärid
• Puidust pulgad
• Täpne nuga
• Traadi eemaldaja
• Kruvikeeraja
• Must vaht tuum
• Ehituspaber
• Nagu on näidatud teisel pildil, vajate andurite kodeerimiseks oma laua-/sülearvutis Arduino Genuino rakendust.
• Nagu on näidatud kolmandal pildil, vajate selleks sõpru!

2. samm: PIR / fototakisti - kood

Esimene kood, mille loote, on PIR (liikumisandur) ja fototakisti jaoks. Kombineerides need kaks andurit üheks koodiks, saame valguse reageerida nii pimeduse tasemele kui ka piirkonna aktiivsusele (või selle puudumisele). Koodi iga põhifunktsioon teeb järgmist.

setup (): see funktsioon aktiveerib jadamonitori ja määrab väljundiks LED -pin ja sisendiks PIR -tihvti

loop (): see funktsioon käivitab funktsiooni photo_value () ja funktsiooni checkPIRStatus ()

NBSiin (): see funktsioon kirjutab LED -id välja kui välja, kui liikumisandur pole sisse lülitatud

SBhere (): see funktsioon kirjutab LED -id sisse, nii et need kuvatakse eredalt, kui liikumisandur on sisse lülitatud

checkPIRStatus (): see funktsioon saab andurilt andmeid, seejärel kontrollib, kas teatatud väärtus on suurem kui 451. Kui see on ja andur on välja lülitatud, lülitatakse see sisse ja SBhere () töötab. Kui aga teatatud arv on väike ja andur on sisse lülitatud, lülitatakse andur välja ja NBhere () töötab.

foto_väärtus (): see funktsioon kontrollib, kas number on suur, keskmine või madal, ja muudab vastavalt valguse intensiivsust.

3. samm: PIR / fototakisti - elektriskeemid

Kui kood on edukalt koostatud, ühendage oma leivalaud samamoodi nagu ülaltoodud Fritzingu diagrammil. Kui olete lõpetanud, veenduge, et kõik on korralikult ühendatud ja et midagi pole paigast ära. Lisaks neljale tavalisele või RGB LED -ile on teil vaja:

• PIR -andur
• Fototakisti
• Kolm isas-emane juhet
• Mees-mees juhtmed
• 4 220k Om takistit

Kui teie kood on edukalt tahvlile üles laaditud, viipake käega üle PIR -anduri. Tuled peaksid süttima ja helendama ning kui avate oma jadamonitori, peaks see näitama "Liikumine tuvastatud!". Kui olete käe PIR -ist eemale võtnud, peaks jadamonitor näitama "Liikumine lõppenud!" Ning valgusdiood (või RGB -LED, nagu joonisel näidatud) peaks hämarduma ja välja lülituma:).

Mis puutub fototakisti, siis selle katmisel peaks LED heledamaks muutuma ja/või sisse lülituma ning pärast käe tõstmist peaks LED tuhmuma. Kui lülitate sisse kõik oma piirkonna tuled, peaks LED olema väljalülitamise lähedal.

4. samm: OLED / DHT - kood

Kui olete koodi PIR/fototakisti segmendi lõpetanud, olete valmis liikuma edasi OLED/DHT koodi juurde! Õige töötamise korral peaks see kood võtma ümbritsevast keskkonnast pärit niiskuse/temperatuuri andmed ja pärast selle teabe kuvamist jadamonitorile peaks see seda teavet ja muude andurite olekut kuvama OLED -ekraanil.

Koodi iga funktsioon teeb järgmist.

setup (): see funktsioon aktiveerib jadamonitori ja lähtestab teegid

loop (): see funktsioon loob muutujaid temperatuuri/niiskuse kohta, seejärel kuvab niiskuse/temperatuuri teabe OLED -ekraanile ja jadamonitorile

Siin on konkreetsed teegid, mis tuleb selle koodi käitamiseks alla laadida:

U8g2 raamatukogu

Lisateave: ülaltoodud kood on nii DHT/OLED kui ka SD -kaardi jaoks ning loetletud funktsioonid on need, mis juhivad ainult DHT/OLED andureid.

5. samm: OLED / DHT - elektriskeemid

Kui kood on edukalt koostatud, ühendage oma leivalaud samamoodi nagu ülaltoodud Fritzingu diagrammil. Kui olete lõpetanud, veenduge, et kõik on korralikult ühendatud ja et midagi pole paigast ära. Lisaks neljale tavalisele või RGB LED -ile on teil vaja:

• OLED ekraan
• DHT -andur
• Mees-mees juhtmed
• 4 220k Om takistit

Kui kood on edukalt tahvlile üles laaditud, peaks seeriamonitorile ilmuma niiskus- ja temperatuuriteave ning pärast seda, kui OLED -ekraan näitab oma Adafruit -ekraani, peaksid üleval ilmuma niiskustemperatuuri andmed koos kõigi andurite olekuga selle all öeldes "ON" või "OFF":).

Samm: koguge OLED -i andmed

Seeriamonitori abil suutsime muuta niiskuse/temperatuuri andmed graafikuks. Kui teie kood töötab edukalt ja näete seeriamonitoril õiget niiskuse/temperatuuri teavet, klõpsake nuppu „Tööriistad” ja seejärel „Seeriaplotter”. Kui vajutate seda, peaksite saama andmete graafiku. Andmete kogumiseks kinnitage DHT -andur leivalaua külge, käivitage lõplik kood ja seejärel seadke andmete saamiseks DHT -andur akna lähedale või päikeseloojangust päikesetõusuni.

Celsiuse temperatuuri ja aja paremal olevas graafikus väheneb temperatuur päikese loojudes järk -järgult. Need andmed koguti päikeseloojangu ajal kella 19.00-22.00. Öine temperatuur on sageli madalam kui päeval, sest päike ei soojenda enam piirkonda. Need mõõtmised koguti DHT -anduri abil, mis kogub nii temperatuuri kui ka niiskuse andmeid.

Vasakpoolne graafik on õhuniiskuse protsendi ja aja mõõtmine. Andmed koguti kella 19.00-22.00 DHT -anduri abil. Aja möödudes hakkas niiskus suurenema, mis võib lähitulevikus viidata sademetele. Sademed on oluline tegur, mida tuleb valgustusseadmete projekteerimisel arvesse võtta, sest sellised ilmastikutingimused nagu vihm, lumi ja udu võivad nähtavust vähendada ja valguse hajumist mõjutada.

Samm: SD -kaart - kood

Nüüd, kui olete OLED/DHT segmendi ja PIR/fototakisti segmendi edukalt kodeerinud, olete valmis viimaseks segmendiks: SD -kaardi koodiks. Õigesti töötades on selle koodi eesmärk lasta SD -kaardil lugeda fototakisti andmeid ja näidata kogu päeva valgustustrende.

Koodi iga funktsioon teeb järgmist.

setup (): see funktsioon aktiveerib jadamonitori ja logib kõik andmed jadamonitorile

loop (): see funktsioon määrab taimer

writeHeader (): see funktsioon prindib andmete päised SD -kaardi faili

logData (): see funktsioon logib aja, niiskuse ja temperatuuri SD -kaardi faili

Täiendavad raamatukogud, mida vajate:

• SD. FAT raamatukogu
• Lihtne DHT raamatukogu

8. samm: SD -kaart - elektriskeemid

Kui kood on edukalt koostatud, ühendage oma leivalaud samamoodi nagu ülaltoodud Fritzingu diagrammil. Kui olete lõpetanud, veenduge, et kõik on korralikult ühendatud ja et midagi pole paigast ära. Sa vajad:

• SD -kaardi lugeja
• Fototakisti
• Mees-mees juhtmed
• 1 220k Om takisti

Kui kood on edukalt üles laaditud, jätke fototakisti oma akna juurde või viige see õue. Jätke see päikesetõusu ajal päikeseloojanguks ja tagasi jõudes võtke micro SD -kaart välja. Seejärel laske SD -kaardilugeja abil oma sülearvuti teavet lugeda ja looge sellega graafik!

9. samm: andmete kogumine SD -kaardilt

Eespool on pilt andmetest, mille kogusime SD -kaardilt fototakisti väärtustest. Nende andmete kogumise eesmärk on näha kogu öö valgustustrende, et saaksime näha, kas leidub mõni väga pealetükkiv kunstliku valguse allikas, mis häirib kõigi loomade elu maa peal.

Andmete kogumiseks ühendage fototakisti oma leivaplaadiga, kasutades Fritzingu diagrammi, ja käivitage lõplik kood, mis on Instructable'i lõpus asuvas ZIP -failis. Ühendage oma micro SD -kaart lugejasse ja seadke fototakisti oma andmete kogumiseks akna äärde või päikeseloojangust päikesetõusuni.

Need andmed kogus fototakisti, mis mõõdab valguse intensiivsust. Andmed koguti kella 12.00–6.45 ja sisaldavad päikesetõusu. Päikese tõustes suurenes valguse intensiivsus, mistõttu fototakisti saadud väärtused suurenesid. Nende andmete abil saab määrata, millal on kunstlik valgustus vajalik, sest fototakisti määrab ümbritseva loodusliku valguse intensiivsuse ja saab aru, millal see on piisavalt ere, et luua nähtavat maastikku ilma kunstliku valguseta.

Samm: kogu koodi ühendamine

Kui olete koodi kolme eraldi komponendi kodeerimise lõpetanud, on aeg need kõik kokku panna! Võttes oma koodi kolm komponenti, veenduge, et kõikide programmide vahel pole midagi ühesugust, ja pange need siis teise programmi. Pärast seda veenduge, et kõik on teie leivalaua külge ühendatud nii, nagu see on Fritzingu diagrammil, ja käivitage programm! Meie jaoks oli paar korda, kui kood ei töötanud, kui ühendasime kõik komponendid, seega vaadake selle juhendi tõrkeotsingu osa, kui esmapilgul asjad ei tööta.

11. samm: soovitused/tõrkeotsing

Allpool on mõned soovitused probleemide kohta, mis võivad teie koodiga töötamisel tekkida. Teame oma kogemusest, et kood võib mõnikord olla väga tüütu ja stressirohke, nii et loodetavasti aitavad need näpunäited teil meie * valgusreostuslahendust * korrata.:)

Üldine:

• Veenduge, et kõik teie juhtmed on ühendatud õigete tihvtidega, millest saate programmis teada muutujate määratlemisel.
• Veenduge, et kõik juhtmed on korralikult ühendatud (näiteks võib -olla tuleks LED -i negatiivne ja positiivne pool vahetada)
• LED -ide kodeerimisel veenduge, et teie leivalaual poleks RGB -sid ja vastupidi

Kui programmeerija ei vasta:

• Taaskäivitage Arduino ja oma mikrokontroller
• Ühendage USB-pistik lahti ja ühendage see uuesti
• Kontrollige, kas teie port on Arduino Uno (minge jaotisse „Tööriistad” ja seejärel „Sadam”)
• Avage uus, tühi fail ja proovige seda käivitada ning seejärel käivitada oma algne kood

Ei leia siit lahendust?

Proovige minna aadressile https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (Arduino ametlik tõrkeotsingu sait) ja otsige üles oma probleem.

12. samm: mudeli kujundamine

Kasutage tulede kujundamiseks ja 3D -printimiseks zip -failis olevaid skeeme (3D -printer pole siiski vajalik). Mudeli kujundamise alustamiseks lõigake välja vahtplastist südamik või plakat mõõtmetega umbes 56 cm x 37 cm. Juhtmestiku hõlbustamiseks tõstke tahvlit puitplokkide kuuma liimimisega nurkadesse. Looge oma tee ja rohi, liimides tahvlile musta ehituspaberi ribad ja lõigake välja augud, kus lambid peaksid olema. Asetage need võrdselt üksteisest lahku, jagades plaadi pikkuse 4 -ks ja lõigates alusest tühikud välja. määrake ka oma andurite (fototakisti ja PIR) ja OLED -ekraani asukoht, et saaksite välja lõigata aluse osad, et juhtmeid arduino juurde juhtida. Kui kõik augud on lõigatud, alustage juhtmete toitmist, nii et need lähevad mudeli alla ja kinnituvad arduino külge. Kui kõik on valmis, liimige kuumalt andurid ja tuled paika!

13. samm: katsetage kõike koos

Kuna disain, elektri- ja kodeerimiskomponendid on kõik valmis, on aeg oma tööd testida! Minge edasi ja laadige oma programm tahvlile üles ning kui see töötab, siis palju õnne !! Kui ei, minge tagasi selle juhendi tõrkeotsingu ossa, et näha, kas saate probleemi välja selgitada.

Valguse saastamise lahendused nagu Artemis on hädavajalikud, et tuua öötaevas kõigile tagasi. Inimesed on sajandeid kartnud öist taevast ja tajunud valgust päästjana, kuigi paljud loomad kannatavad valguse rohkuse all oma looduslike elupaikade lähedal. Seda valgusreostuse lahendust kasutades saame astuda sammu parema keskkonna poole, et meid ja kõiki teisi Maal elavaid loomi nende loomulik ajakava ei segaks, et saaksime kõik õnnelikult ja tervena elada!

14. samm: tänusõnad

Suur tänu, et lugesite meie juhendit!:) See projekt ei oleks olnud võimalik ilma järgmiste rühmadeta, nii et siin on mõned inimesed, keda tahaksime tänada:

• Jeesus Garcia (meie Adler ASW programmi juhendaja), kes õpetas meile, kuidas neid andureid kasutada ja aitas meil tõrkeotsingut teha!
• Ken, Geza, Chris, Kelly ja ülejäänud Adleri teismeliste programmide meeskond aitasid meid selle projektiga
• Külalisesinejad LaShelle Spencer, Carlos Roa ja Li-Wei Hung põnevate kõnede pidamise eest, mis inspireerisid meid oma projektidega loovaks jääma
• Snap Circuits saatis meile väga huvitava komplekti, mis aitas meil vooluringide kohta rohkem teada saada ja aitas meil lõpliku projektiga
• Adleri annetajatele meie lõpliku esitluse vaatamise ja tagasiside andmise eest:)

Ülaltoodud on ka ZIP -fail koos kõigi fritzeerimisskeemide, mudelite, raamatukogude ja koodiga, mida selle valgusreostuse lahenduse valmistamiseks kasutasime. Kui soovite seda kodus teha, soovitame teil selle alla laadida!

Laadige meie kogu selle valgusreostuse lahenduse hoidla alla siit!