Sistema de iluminación inteligente para pasarelas - Equipo Sailor Moon: 12 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

¡Hola! Estos son Grace Rhee, Srijesh Konakanchi y Juan Landi, ¡y juntos somos el Equipo Sailor Moon! Hoy le traemos un proyecto de bricolaje en dos partes que puede implementar en su propia casa. Nuestro último sistema de iluminación inteligente para pasarelas incluye un sensor ultrasónico, sensor de movimiento PIR, convertidor de luz a frecuencia, pantalla OLED, lector / grabador de tarjeta SD, control remoto / receptor IR, sensor de humedad y temperatura y un fotorresistor, tres de los cuales se pueden probar en nuestro modelo medioambiental.

Este sistema de iluminación para pasarelas es un prototipo diseñado para minimizar la contaminación lumínica a través de métodos de protección creativos (en forma de luna creciente, en honor al nombre de nuestro equipo), recopilar muchos tipos diferentes de datos y registrarlos, y ser estéticamente agradable para el espectador.. ¡Te deseamos mucha suerte con este proyecto y que te diviertas mucho!

Amor, Equipo Sailor Moon

Suministros

• Para el modelo medioambiental:

  • Varias tablas de espuma
  • Papel de construcción
  • Arduino Mega 2560 R3
  • Toneladas de cables
  • Pantalla OLED
  • Sensor ultrasónico
  • Receptor de infrarrojos / control remoto
  • Fotorresistencia
  • Tablero de circuitos
  • cuchillo exacto
  • Gobernante
  • Palitos de helados
  • Varillas de pasador

• Para el modelo final:

  • Arduino Mega 2560
  • impresora 3d
  • Computadora / Laptop
  • Cinta de dos lados
  • Pistola de silicona
  • Lector / grabador de tarjetas SD
  • Pantalla OLED
  • Media placa de pruebas y mini placa de pruebas
  • Un par de LED amarillos
  • Cables macho x hembra y cables macho x macho
  • Pelacables y alambres personalizados (no necesarios)

  • Sensores:

    • PIR
    • Receptor y control remoto por infrarrojos
    • Sensor ultrasónico
    • Fotorresistencia
    • Convertidor de luz a frecuencia
    • Sensor de humedad / temperatura

Asegúrese de descargar el archivo.zip en este enlace:

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

Paso 1: Proyecto secundario opcional: Modelo ambiental

Ahora, digamos que quiere probar las capacidades de nuestro sistema de iluminación para pasarelas, pero quiere saber en qué se está metiendo antes de entrar. Bueno, una opción fácil es hacer nuestro modelo ambiental, que muestra algunas características seleccionadas de nuestro prototipo para mostrar cómo pueden funcionar las luces en el mundo real.

Para comenzar, consulte la lista de suministros en nuestra introducción y diseñe los materiales de manera que todos sean fácilmente accesibles.

Casa:

Corta las tablas de espuma en dos cuadrados de 17 x 17 cm y dos más del mismo tamaño exacto, excepto con un triángulo en la parte superior para crear una forma de casa. Pegue todos estos juntos con pegamento caliente. Esto creará la casa modelo para albergar todos sus dispositivos electrónicos y mantenerlos fuera de la vista. Corta un cuadrado en el lado de uno de los cuadrados para dejar pasar el cable Arduino.

Ahora, corte dos tablas de espuma en rectángulos de 51 x 44 cm. Estos formarán la base de su proyecto. Coloque la casa de modo que esté a 17 cm del lado más corto y cree un pasillo que conduzca a la puerta. Esto debería ayudarlo a simular que alguien camina hacia la casa más adelante. No pegues la casa todavía.

Pasarela y luces:

Recorta una pasarela de 17 cm de largo con cartulina y pégala, empezando por el borde más corto (44 cm). Esto debería ayudarte a colocar todo.

Para las luces, corte dos tiras de papel de una tira de 2,5 cm (o una pulgada) de grosor. Deben tener 3 cm y 2 cm de largo (1,25 y 0,75 pulgadas de grosor).

Tome el más largo y divídalo en quintos (0,25 pulg. Cada uno) como se muestra en la imagen. Dobla a lo largo de estas líneas y pega la superposición. Ahora debería verse como un prisma rectangular, como se ilustra en la siguiente imagen.

Una vez que el pegamento se seque, marque un punto a 0,25 pulgadas desde la parte superior y haga un corte solo de ese lado. Esto debería garantizar que el LED pueda brillar. Ahora, tome la segunda tira de papel y marque una curva como se muestra en la imagen para recortar. Envuelva el otro extremo alrededor de los tres lados del poste de luz que no tienen el corte y aplaste la parte superior sobre la abertura, asegurándose de que cubra la abertura por completo. Los pliegues que le quedan deben ser como los marcados en la imagen.

¡Pega todo esto y juega con él hasta que te guste! Repite tantas veces como necesites.

Paso 2: Modelo ambiental: armar el circuito

El circuito en sí es bastante sencillo, pero tenga cuidado con el montaje correcto de los cables. Después de conectar todo a la placa de pruebas y al arduino, corte dos agujeros en la base del proyecto. Pase los cables del LED por un orificio y el sensor OLED y ultrasónico por el otro.

Para el LED, corte tantas ranuras cuadradas como necesite y empuje los LED a través de ellas. Asegúrelo con cinta adhesiva y deslice las tapas de iluminación sobre él. Decidimos ocultar el sensor ultrasónico con una base de paleta, ¡pero siéntete libre de ser creativo! Solo asegúrese de colocarlo al comienzo de la pasarela, sin ningún elemento que lo bloquee. Para la pantalla OLED, colóquela en algún lugar donde se pueda ver fácilmente. Lo posicionamos en la base del proyecto. El receptor de infrarrojos y la fotorresistencia se colocaron junto a las ventanas que cortamos de la casa.

Paso 3: Modelo ambiental: resolución de problemas y código

Una vez que haya terminado con la compilación eléctrica, cargue el código adjunto y ejecútelo. Con suerte, funcionará, pero si no lo hace, ¡solucione el problema! Una vez que todo esté funcionando, procede a cortar las varillas que tienes en 3 cm. pedazos, y péguelo a los cuatro bordes de la base. Este es un movimiento final, así que asegúrese de que todo esté finalizado antes de hacerlo.

¡Felicidades! ¡Has terminado los aspectos técnicos de esta compilación! Ahora todo lo que necesitas hacer es jazz a tu gusto. Esperamos que hayas disfrutado de este mini modelo:)

Paso 4: Modelo final: creación del circuito

Paso 5: Modelo final: carga de código al circuito

Después de instalar el archivo.zip desde el enlace de Google Drive anterior, debería poder encontrar la carpeta de codificación. En él, tiene el código tanto para la construcción ambiental como para la unidad real.

Abra el que desea cargar, luego presione el botón de carga en el IDE de Arduino. Asegúrese de que los cables estén colocados correctamente y debería poder ejecutar el programa correctamente.

Todo el código está comentado, así que no dudes en echar un vistazo a cómo funciona todo junto. También puede ver un diagrama de cómo se codificó la pantalla OLED para usar un sistema de estado numérico para mostrar el texto que ve.

El control de luces LED usa declaraciones if para cambiar el brillo del LED dependiendo de la situación en la que se encuentre.

Paso 6: Modelo final: Ayuda para la resolución de problemas

Puede encontrar muchos problemas al construir cualquier estructura Arduino. Si tiene algún problema, es muy probable que se trate de un problema eléctrico, ya que ahí es donde aparecieron muchos de nuestros propios errores. Enumeraremos una serie de problemas comunes que hemos encontrado para ayudarlo detectarlos rápidamente.

• No se leen datos:

  Verifique que todos los pines estén colocados correctamente de un pin al otro tanto en la placa de pruebas como en el Arduino Mega

• El código no se carga:

  Si tiene un puerto ocupado o simplemente un error de carga, la mayoría de las veces, ha habido un cortocircuito. Esto significa que uno de sus pines de tierra (GND) o voltaje (VCC) no se colocó correctamente, lo que provocó un cortocircuito que interfiere con el proceso de carga

• Carga de código, pero no hace nada:

  En el código, lo primero que verifica es si se detecta o no la tarjeta SD, por lo que si no se detecta, el programa ni siquiera saldrá de la configuración. En este caso, verifique que todos los pines de la tarjeta SD estén colocados correctamente y que los pines de alimentación también sean correctos

Si aún no puede hacer que eso funcione, levante el Monitor de serie en el IDE de Arduino y cambie la velocidad de BAUD para que se corresponda con lo que dice en el código. Desde allí, puede agregar algunos Serial.println (datos); líneas para comprobar dónde se detiene el programa o si está recibiendo valores de los sensores.

Paso 7: Modelo final: Archivos.stl de impresión 3D

Asegúrese de nivelar su cama. Estas son impresiones 3D muy largas y odiaríamos que pudieran salir mal en cualquier lugar. La mayor parte tampoco necesita soportes. Lo imprimí en 0.28 para velocidades más altas, pero 0.16 y cualquier cosa intermedia también está perfectamente bien si desea más detalles. Estas impresiones para mí tomaron aproximadamente 20 horas, y las había configurado al 250% en mi Ender-3.

Paso 8: Modelo final: monte el circuito en el interior

Simplemente usamos la parte posterior adhesiva de la placa de pruebas y la montamos directamente en la parte posterior de la carcasa. Será muy difícil encajar en el interior, le recomendamos encarecidamente que use cableado personalizado ya que lo hace más fácil, pero en nuestro caso, puede ver que estaba un poco demasiado apretado. Además, en la parte inferior, coloque el módulo de fuente de alimentación con la batería dentro de la carcasa. En esta imagen, lo habíamos quitado para que fuera más fácil ver el contenido dentro del caso. Además, si no está utilizando cableado personalizado, use bridas o cintas para el cabello para envolver los cables, es un trabajo muy tedioso, pero hará que el interior se vea mucho mejor y más espacioso para trabajar.

Paso 9: Modelo final: Accesorio de iluminación de cerca

Lo cerramos temporalmente con un poco de cinta, pero recomendamos usar pegamento caliente o un accesorio magnético. La razón de nuestro uso de la cinta fue encerrada en que necesitábamos solucionar cualquier problema eléctrico. Esto nos sucedió, pero al usar este método, pudimos solucionar rápidamente la solución. No recomendamos la cinta para el proyecto final, pero hasta que esté completamente seguro, no coloque el panel lateral de forma permanente, o la solución de problemas se volverá increíblemente difícil.

Paso 10: Modelo final: arregle la media luna y fíjela

Perforamos agujeros de tamaño mediano en los lados de la carcasa y la media luna para que pasen los cables. Además, perforamos agujeros en forma de media luna para los LED. Perforamos 9 agujeros, pero solo usamos 4 de esos agujeros porque los LED eran lo suficientemente brillantes juntos. Además, pegamos en caliente la media luna en la caja y la colocamos allí. Nuestra media luna tiene 5 orificios principales que usamos, 4 para LED y uno para conectar a la placa base. Una vez que haya completado el cableado, asegúrese de fijarlo en la moldura superior de la media luna.

Paso 11: Modelo final: Pruébelo y recopile datos

Este es un gráfico de dos fotorresistores en el transcurso de la noche. La línea azul es el fotorresistor que no tiene nada conectado. Es una resistencia desnuda. Pero la línea roja es más baja, y eso se debe a que es un fotorresistor de circuitos rápidos y tiene un cilindro negro que apunta en una sola dirección. Eso nos daría lecturas más precisas y sacaría la luz de cualquier otra dirección. Para hacer esto ustedes mismos, pueden tomar la tarjeta SD y abrir la hoja de Excel. Desde allí, seleccione la hora y cualquier otra columna que desee. Es muy fácil graficar y cambiar lo que le gustaría ver en él. ¡Con suerte, a medida que la contaminación lumínica mejora, podemos ver noches más oscuras y valores más bajos!

Paso 12: Conclusión y agradecimientos

Y … ¡eso fue todo del Equipo Sailor Moon!

Esperamos que haya podido lograr lo que deseaba hacer y, con suerte, le gustó lo suficiente como para considerar implementar nuestro prototipo en su propia casa;)

Pero no podríamos haber llegado aquí solos; nos gustaría dar crédito a quien se lo merece.

En primer lugar, a nuestro maravilloso mentor, Jesús, que estuvo allí en cada paso del camino. Estamos muy agradecidos con usted y por todo lo que ha hecho por nosotros al establecer este increíble programa.

También nos gustaría agradecer a Ken, Geza, Kelly, Chris y Cynthia por todas las veces que vinieron a las reuniones y trabajaron con nosotros, brindándonos comentarios muy necesarios que nos ayudaron a mejorar, o conocimientos previos sobre los temas en los que estábamos trabajando. con.

Gracias a Elenco por proporcionar a todos los participantes del taller conjuntos de circuitos rápidos; fueron muy útiles durante la construcción de nuestro proyecto.

Y a los donantes que hicieron posible este programa, les agradecemos su apoyo en este taller. Sin ti, nada de esto hubiera podido suceder.

Finalmente, a Emily, Aanika, Anika, Sneha, Mary, Jessica, Megan, Lissette y Leilani, nuestras compañeras participantes, gracias por todo su apoyo y por crear un ambiente tan acogedor. Nos encantó conocerte durante las últimas tres semanas, ¡y mantengámonos en contacto!

-Equipo Sailor Moon

PD. Hemos agregado una versión extendida del video anterior donde compartimos más de nuestros problemas por los que hemos pasado para crear este proyecto. ¡Esperamos que disfrutes de nuestros paseos!