نظام إضاءة الممشى الذكي- Team Sailor Moon: 12 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

أهلا! نحن جريس ري وسريجيش كوناكانتشي وخوان لاندي ، ونحن معًا فريق بحار القمر! اليوم سنقدم لك مشروع DIY من جزأين يمكنك تنفيذه في منزلك مباشرة. يشتمل نظام إضاءة الممشى الذكي النهائي لدينا على مستشعر بالموجات فوق الصوتية ، ومستشعر حركة PIR ، ومحول الضوء إلى التردد ، وشاشة OLED ، وقراءة / كاتب بطاقة SD ، وجهاز تحكم عن بعد / مستقبل الأشعة تحت الحمراء ، ومستشعر الرطوبة ودرجة الحرارة ، ومقاوم ضوئي ، ويمكن اختبار ثلاثة منها في نموذجنا البيئي.

يعد نظام إضاءة الممشى هذا نموذجًا أوليًا مصممًا لتقليل التلوث الضوئي من خلال طرق التدريع الإبداعية (على شكل هلال ، تكريماً لاسم فريقنا) ، وجمع العديد من أنواع البيانات المختلفة وتسجيلها ، وكن ممتعًا من الناحية الجمالية للمشاهد. نتمنى لك حظًا موفقًا في هذا المشروع ، واستمتع بالكثير من المرح!

حب،

فريق بحار القمر

اللوازم

• للنموذج البيئي:

  • ألواح فوم متعددة
  • الورق المقوى
  • اردوينو ميجا 2560 R3
  • طن من الأسلاك
  • شاشة OLED
  • أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
  • مستقبل الأشعة تحت الحمراء / عن بعد
  • مقاوم ضوئي
  • اللوح
  • سكين دقيق
  • مسطرة
  • العصي المصاصة
  • قضبان وتد

• للنموذج النهائي:

  • اردوينو ميجا 2560
  • طابعة 3D
  • حاسوب محمول
  • شريط مزدوج
  • مسدس الغراء الساخن
  • قارئ / كاتب بطاقة SD
  • شاشة OLED
  • نصف اللوح ولوح صغير
  • زوجان من المصابيح الصفراء
  • ذكر × أنثى وأسلاك ذكر × ذكر
  • قواطع الأسلاك والأسلاك المخصصة (غير ضرورية)

  • المستشعرات:

    • PIR
    • جهاز التحكم عن بعد بالأشعة تحت الحمراء والمستقبل
    • أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
    • مقاوم ضوئي
    • ضوء لتحويل التردد
    • حساس الرطوبة / درجة الحرارة

تأكد من تنزيل ملف.zip على هذا الرابط:

drive.google.com/file/d/1yRjkAYLwCxfwWWB7z …

الخطوة 1: مشروع جانبي اختياري: النموذج البيئي

الآن ، لنفترض أنك تريد اختبار إمكانات نظام إضاءة الممرات لدينا ، لكنك تريد معرفة ما ستدخل إليه قبل الدخول فيه. حسنًا ، هناك خيار سهل وهو صنع نموذجنا البيئي ، والذي يعرض بعض الميزات المختارة لنموذجنا الأولي من أجل إظهار كيفية عمل الأضواء في العالم الحقيقي.

للبدء ، راجع قائمة التوريد في مقدمتنا ، وقم بوضع المواد بحيث يسهل الوصول إليها جميعًا.

منزل:

قم بتقطيع الألواح الرغوية إلى مربعين مقاس 17 × 17 سم واثنين آخرين من نفس الحجم بالضبط ، باستثناء وجود مثلث في الأعلى لإنشاء شكل منزل. الغراء الساخن كل هذه معًا. سيؤدي هذا إلى إنشاء منزل نموذجي لإيواء جميع الأجهزة الإلكترونية الخاصة بك ، وإبقائها بعيدة عن الأنظار. اقطع مربعًا في جانب أحد المربعات للسماح لكابل Arduino بالمرور.

الآن ، قم بقطع لوحين من الفوم إلى مستطيلات مقاس 51 × 44 سم. ستشكل هذه قاعدة مشروعك. ضع المنزل بحيث يكون على بعد 17 سم من الجانب الأقصر ، وقم بإنشاء ممر يؤدي إلى الباب. من المفترض أن يساعدك هذا في محاكاة شخص ما يصعد إلى المنزل لاحقًا. لا تلصق المنزل حتى الآن.

الممشى والأضواء:

اقطع ممشى طوله 17 سم من ورق البناء وألصقه ، بدءًا من الحافة الأقصر (44 سم). يجب أن يساعدك هذا في وضع كل شيء.

بالنسبة للأضواء ، قم بقص شريحتين من الورق من شريط بسمك 2.5 سم (أو بوصة). يجب أن يبلغ طولها 3 سم و 2 سم (1.25 و 0.75 بوصة).

خذ الواحد الأطول وقسمه إلى أخماس (0.25 بوصة لكل منهما) كما هو موضح في الصورة. اطوِ على طول هذه الخطوط وألصق التداخل. يجب أن يبدو الآن مثل المنشور المستطيل ، كما هو موضح في الصورة التالية.

بمجرد أن يجف الغراء ، ضع علامة على بقعة 0.25 بوصة من الأعلى وقم بقطع هذا الجانب فقط. يجب أن يضمن هذا أن مصباح LED يمكن أن يتألق من خلاله. الآن ، خذ الشريط الثاني من الورق وحدد منحنى كما هو موضح في الصورة لقصه. لف الطرف الآخر حول الجوانب الثلاثة من عمود الإنارة الذي لا يحتوي على الفتحة واضغط على الجزء العلوي فوق الفتحة ، مع التأكد من أنه يغطي الفتحة بالكامل. يجب أن تكون التجاعيد المتبقية لديك مثل تلك الموضحة في الصورة.

قم بلصق كل هذا ، وقم بالعبث به حتى يعجبك! كرر عدة مرات حسب حاجتك.

الخطوة 2: النموذج البيئي: تجميع الدائرة

الدائرة نفسها بسيطة نوعًا ما ، لكن كن حذرًا بشأن تزوير الأسلاك بشكل صحيح. بعد توصيل كل شيء بلوحة التجارب واردوينو ، قم بقطع فتحتين في قاعدة المشروع. قم بتشغيل أسلاك LED من خلال ثقب واحد ، وجهاز استشعار OLED والموجات فوق الصوتية من خلال الآخر.

بالنسبة لمصباح LED ، قم بقص أكبر عدد ممكن من الفتحات المربعة التي تريدها ، وقم بوخز مصابيح LED من خلالها. قم بتثبيته بشريط لاصق ، ثم انزلق فوقه. قررنا إخفاء المستشعر فوق الصوتي بقاعدة المصاصة ، لكن لا تتردد في الإبداع! فقط تأكد من وضعه في بداية الممر ، دون أي عناصر تمنعه. بالنسبة لشاشة OLED ، ضعها في مكان يمكن رؤيتها بسهولة. وضعناها في قاعدة المشروع. تم وضع مستقبل الأشعة تحت الحمراء والمقاوم الضوئي من خلال النوافذ التي قطعناها من المنزل.

الخطوة 3: النموذج البيئي: استكشاف الأخطاء وإصلاحها والتعليمات البرمجية

بعد الانتهاء من الإنشاء الكهربائي ، قم بتحميل الكود المرفق وقم بتشغيله. نأمل أن ينجح الأمر ، ولكن إذا لم يحدث ذلك ، فقم باستكشاف الأخطاء وإصلاحها! بمجرد أن يعمل كل شيء ، انتقل إلى قطع قضبان المسامير التي لديك إلى 3 سم. قطع ، وألصقها على الحواف الأربعة للقاعدة. هذه خطوة أخيرة ، لذا تأكد من إنهاء كل شيء قبل القيام بذلك.

تهانينا! لقد انتهيت من الجوانب الفنية لهذا التصميم! الآن كل ما عليك القيام به هو موسيقى الجاز حسب رغبتك. كنا نتمنى أن تستمتع بهذا النموذج الصغير:)

الخطوة 4: النموذج النهائي: إنشاء الدائرة

الخطوة 5: النموذج النهائي: تحميل الكود إلى الدائرة

بعد تثبيت ملف.zip من رابط google drive أعلاه ، يجب أن تكون قادرًا على العثور على مجلد الترميز. في ذلك ، لديك رمز لكل من البناء البيئي وكذلك الوحدة الفعلية.

افتح الملف الذي تريد تحميله ، ثم اضغط فقط على زر التحميل في Arduino IDE. تأكد من وضع الكابلات بشكل صحيح ، ويجب أن تكون قادرًا على تشغيل البرنامج بنجاح.

تم التعليق على جميع التعليمات البرمجية ، لذلك لا تتردد في إلقاء نظرة حول كيفية عمل كل ذلك معًا. يمكنك أيضًا رؤية رسم تخطيطي لكيفية تشفير شاشة OLED لاستخدام نظام حالة الأرقام لعرض النص الذي تراه.

يستخدم التحكم في مصابيح LED عبارات if لتغيير سطوع LED اعتمادًا على الموقف الذي يوجد فيه.

الخطوة 6: النموذج النهائي: تعليمات استكشاف الأخطاء وإصلاحها

قد تواجه العديد من المشكلات أثناء إنشاء أي بنية Arduino. إذا واجهت أي مشكلة ، فمن المرجح أن تكون مشكلة كهربائية ، حيث أن هذا هو المكان الذي ظهرت فيه الكثير من الأخطاء الخاصة بنا. سنقوم بإدراج عدد من المشكلات الشائعة التي واجهناها من أجل مساعدتك اكتشفهم بسرعة.

• لا تتم قراءة البيانات:

  تحقق جيدًا من وضع جميع المسامير بشكل صحيح من دبوس إلى آخر على كل من لوح التجارب و Arduino Mega

• لا يتم تحميل الرمز:

  إذا كان لديك منفذ مشغول أو مجرد خطأ في التحميل ، فغالبًا ما يكون هناك ماس كهربائي. هذا يعني أن أحد دبابيس الأرض (GND) أو دبابيس الجهد (VCC) لم يتم وضعها بشكل صحيح ، مما تسبب في حدوث دائرة كهربائية قصيرة تتداخل مع عملية التحميل

• تحميلات التعليمات البرمجية ، لكن لا تفعل أي شيء:

  في الكود ، أول شيء يتحقق منه هو ما إذا تم اكتشاف بطاقة SD أم لا ، لذلك إذا لم يتم اكتشافها ، فلن يخرج البرنامج حتى من الإعداد. في هذه الحالة ، تحقق من وضع جميع دبابيس بطاقة SD بشكل صحيح وأن دبابيس الطاقة صحيحة أيضًا

إذا كنت لا تزال غير قادر على تشغيل ذلك ، فقم بسحب Serial Monitor على Arduino IDE وقم بتبديل معدل BAUD ليتوافق مع ما يقوله في الكود. من هناك ، يمكنك إضافة بعض Serial.println (البيانات) ؛ للتحقق من مكان توقف البرنامج أو ما إذا كان يتلقى قيمًا من أجهزة الاستشعار أم لا.

الخطوة 7: النموذج النهائي: 3D Print. stl Files

يرجى التأكد من تسوية سريرك. هذه مطبوعات ثلاثية الأبعاد طويلة جدًا ونكره أن يخطئوا في أي مكان. معظمها لا يحتاج إلى دعم أيضًا. لقد طبعته في 0.28 للحصول على سرعات أعلى ، ولكن 0.16 وأي شيء بينهما جيد أيضًا إذا كنت تريد المزيد من التفاصيل. استغرقت هذه المطبوعات بالنسبة لي حوالي 20 ساعة ، وقمت بضبطها على 250٪ على جهاز Ender-3.

الخطوة 8: النموذج النهائي: تركيب الدائرة على الداخل

لقد استخدمنا للتو الجزء الخلفي اللاصق من اللوح وقمنا بتثبيته مباشرة على الجزء الخلفي من الغلاف. سيكون من الصعب جدًا تركيبه بالداخل ، نوصي بشدة باستخدام الكابلات المخصصة لأنها تجعل الأمر أسهل ، ولكن في حالتنا ، يمكنك أن ترى أنها كانت ضيقة جدًا. أيضًا ، في الجزء السفلي ، يرجى وضع وحدة إمداد الطاقة مع البطارية داخل الغلاف. في هذه الصورة ، قمنا بإزالتها حتى يكون من الأسهل عرض المحتويات داخل العلبة. بالإضافة إلى ذلك ، إذا كنت لا تستخدم كابلات مخصصة ، أو تستخدم أربطة مضغوطة أو أربطة شعر لف الكابلات ، فهذه مهمة شاقة للغاية ، ولكنها ستجعل الدواخل تبدو أفضل بكثير وأكثر اتساعًا لتعمل بها.

الخطوة 9: النموذج النهائي: تركيبات الإضاءة المقربة

لقد أغلقناها مؤقتًا ببعض الأشرطة ، لكننا نوصي بشدة باستخدام الغراء الساخن أو أداة المغناطيس. كان سبب استخدامنا للشريط هو السبب في أننا كنا بحاجة إلى القيام بأي استكشاف الأخطاء وإصلاحها الكهربائية. لقد حدث هذا بالنسبة لنا ، ولكن باستخدام هذه الطريقة ، تمكنا بسرعة من إصلاح الحل. لا نوصي بالشريط الخاص بالمشروع النهائي ، ولكن حتى تصبح واثقًا تمامًا ، لا تجعل اللوحة الجانبية مثبتة بشكل دائم ، وإلا يصبح استكشاف الأخطاء وإصلاحها أمرًا صعبًا للغاية.

الخطوة العاشرة: النموذج النهائي: أصلح الهلال وأرفقه

قمنا بحفر ثقوب متوسطة الحجم على جانبي الهيكل والهلال لتمرير الأسلاك. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بحفر ثقوب في شكل الهلال لمصابيح LED. لقد قمنا بحفر 9 ثقوب ولكننا استخدمنا 4 فقط من تلك الثقوب لأن مصابيح LED كانت ساطعة بدرجة كافية معًا. بالإضافة إلى ذلك ، قمنا بالغراء بالغراء على الصندوق ولصقناه هناك. يحتوي الهلال لدينا على 5 ثقوب رئيسية استخدمناها ، 4 لمصابيح LED ، وواحدة للتوصيل باللوحة الرئيسية. بمجرد اكتمال الأسلاك الخاصة بك ، تأكد من تثبيتها في الجزء العلوي من التجويف للهلال.

الخطوة 11: النموذج النهائي: اختبره واجمع البيانات

هذا رسم بياني لاثنين من مقاومات الضوء على مدار الليل. الخط الأزرق هو المقاوم الضوئي الذي لا يتصل بأي شيء. إنه مقاوم مكشوف. لكن الخط الأحمر أقل ، وذلك لأنه مقاوم ضوئي لدوائر مفاجئة وله أسطوانة سوداء للإشارة في اتجاه واحد فقط. هذا من شأنه أن يعطينا قراءات أكثر دقة ويخرج الضوء من أي اتجاه آخر. للقيام بذلك بأنفسكم ، يمكنك أن تأخذ بطاقة sd وفتح ورقة Excel. من هناك ، حدد الوقت وأي عمود (أعمدة) آخر تريده. من السهل جدًا رسم بياني وتغيير ما تود رؤيته منه. نأمل ، مع تحسن التلوث الضوئي ، يمكننا رؤية ليالي مظلمة وقيم أقل!

الخطوة 12: الخلاصة والشكر والتقدير

و… كان ذلك من فريق Sailor Moon!

نأمل أن تكون قادرًا على تحقيق ما كنت تتطلع إلى القيام به ، ونأمل أن تكون قد أحببت ذلك بدرجة كافية للنظر في تنفيذ النموذج الأولي الخاص بنا في منزلك ؛)

لكن لم نتمكن من الوصول إلى هنا بمفردنا - نود منح الائتمان عند استحقاق الائتمان.

بادئ ذي بدء ، لمعلمنا الرائع ، يسوع ، الذي كان حاضرًا في كل خطوة على الطريق - نحن ممتنون جدًا لك ولكل ما فعلته لنا في إعداد هذا البرنامج الرائع.

نود أيضًا أن نشكر كين وجيزا وكيلي وكريس وسينثيا على جميع الأوقات التي شاركوا فيها في الاجتماعات وعملوا معنا ، مما أعطانا التعليقات التي نحتاجها بشدة والتي ساعدتنا على التحسين أو المعرفة الخلفية حول الموضوعات التي كنا نعمل بها مع.

شكرًا لـ Elenco على تزويد جميع المشاركين في ورشة العمل بمجموعات الدوائر الكهربائية المفاجئة - لقد أتوا في متناول اليد أثناء إنشاء مشروعنا.

وللمانحين الذين جعلوا هذا البرنامج ممكنًا ، نشكركم على دعمكم في ورشة العمل هذه. بدونك ، لم يكن أي من هذا ليحدث.

أخيرًا ، إلى إميلي وآانيكا وأنيكا وسنيها وماري وجيسيكا وميغان وليست وليلاني ، زملائنا المشاركين ، أشكركم على كل دعمكم وعلى خلق مثل هذه البيئة الترحيبية. لقد أحببنا التعرف عليك خلال الأسابيع الثلاثة الماضية ، ودعنا نبقى على اتصال!

-فريق بحار القمر

ملاحظة. لقد أضفنا نسخة موسعة من الفيديو أعلاه حيث نشارك المزيد من مشاكلنا التي مررنا بها لإنشاء هذا المشروع. نأمل أن تستمتع برحلاتنا!