IlluMOONation - ақылды жарықтандыру моделі: 7 қадам

2025 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2025-01-23 14:50

Сіз түнгі аспанға қарап, жұлдыздарды көре алмадыңыз ба?

Әлемде миллиондаған балалар түнде жасанды жарықтың кеңеюі мен кеңінен қолданылуына байланысты өмір сүретін Құс жолын ешқашан көрмейді, бұл біздің ғаламға деген көзқарасымызды нашарлатып қана қоймайды, сонымен қатар қоршаған ортаға, қауіпсіздікке, энергия тұтыну мен денсаулыққа кері әсерін тигізеді..

Үш миллиард жыл бойы Жердегі өмір жарық пен қараңғылықтың ырғағында өмір сүрді, ол тек Күннің, Айдың және жұлдыздардың жарықтандырылуымен пайда болды. Енді жасанды шамдар қараңғылықты жеңеді және біздің қалалар түнде жарқырап, күндізгі-түнгі табиғи үлгіні бұзады және қоршаған ортаның нәзік тепе-теңдігін өзгертеді. Бұл құбылысқа әсіресе зиян келтіретін түрлердің бірі - теңіз тасбақалары.

Теңіз тасбақалары туылған кезде, олар қауіпсіздік үшін мұхитқа жетелейтін айға жарық көзі ретінде қарайды. Бірақ бұл күндері жағажайлардағы көше жарығы соншалықты жарқырап кеткендіктен, тасбақалар көшеде олардың соңынан еріп, сусызданудан, жыртқыштардан немесе жолда көліктердің үстінен өтіп кетуден өледі. Басқа түнгі жануарларға тасбақалармен бірдей болмаса да, бұл жарқыраған шамдар зиян келтіреді. Түнде салқын тонды шамалардың көп қолданылуы олардың қалыпты циркадиялық ырғағынан адасып, биологиялық функциясын, кейде тіпті өлімге дейін ауыстыруы мүмкін.

Адамдар үшін көгілдір жарық біздің мелатонин деңгейімізге әсер етеді, бұл ұйқының аз болуына және нәтижесінде пайда болатын басқа да проблемалардың көптігіне әкеледі. Зерттеулер көрсеткендей, түнгі жасанды жарық семіздік, депрессия, ұйқының бұзылуы, қант диабеті, сүт безі обыры және т.б.

Егер сіз осы уақытқа дейін оқыған болсаңыз, біз көмектесу үшін не істей аламыз? Жарықтарды қажет емес кезде сөндіру және шамдардың түсін қызыл мен сарыға өзгерту - жақсы бастама. Алайда, бізге бүкіл әлемнің қалаларында енгізілуі мүмкін жүйе қажет, ол шынымен әсер етеді және біздің Жерге жарық ластануының жойқын зардаптарын қайтарады.

Біз мұнда SEAside Lighting Co. -да тамаша шешім таптық. Біз сізге ұсынамыз: illuMOONation -біздің сенсорлар мен светодиодтармен жасалған экологиялық таза жарық шамдарынан тұратын ақылды жарықтандыру жүйесі. illuMOONation-бұл объектілермен іске қосылатын және қоршаған ортаны бақылайтын ғана емес, сонымен қатар сіз үйде жасай алатын нәрсе! Қызықтырды ма? Бұл ақылды жарықтандыру моделінің жеке нұсқасын қалай жасау керектігін білу үшін оқыңыз … және мүмкін бір күні оны толық шындыққа айналдыратын шығарсыз!

Басты ерекшеліктер:

• Жылжымалы шамдар - ультрадыбыстық сенсор объектінің орналасқан жерін анықтайды және тиісті шамды қосады, ал қалғандары өшірулі күйде қалады.
• Бір жақты-мұхит жағалауында және жағажайдан алыс жерде түнде жағаға шығатын жануарлар көлеңке мен жаяу жүргіншілерді толық көшемен қамтамасыз ете отырып, жарқылға алаңдамайды.
• Қызыл тонды шамдар - Түнгі жануарлардың толқын ұзындығын қысқа көру қабілеті жоғарылаған, сондықтан жылы реңктер оларға онша әсер етпейді, сонымен қатар түнде көк жарықтың зиянды әсерінен адамдарға жақсы әсер етеді.
• Рефлексивті экрандау және төмен қарату бұрышы - Жарық экрандау модулінің ішіндегі шағылысатын материал арқылы бағытталады және төмен қарай бұрылады, сондықтан ол жарықтың таралуын арттырмай үлкен аумақты қамтиды.
• Жарық/қараңғы режим - Қажет емес шамдар мен сенсорлар энергия үнемдеу үшін жарқын болған кезде ажыратылады
• Ауа райына сезімтал - температура мен ылғалдылық көрсеткіштерін қабылдайды және жарықтың көбірек таралуына бейім болған кезде қарқындылығын төмендетеді
• Экологиялық таза - атмосфераға қазба отынын қосуды азайту үшін күн сәулесімен батареяны зарядтау үшін күн батареясын қолданатын ақылды энергия жүйесі.
• Орталық дисплей - OLED экраны сенсордың мәндерін және жарықтандыру жүйесінің режимін көрсетеді, бұл жалпы пайдаланушыларға да, әкімшілерге де қол жетімді
• Деректерді тіркеу - сенсорлық деректер SD картасында сақталады, сондықтан модельді одан әрі жетілдіру және қоршаған ортаға калибрлеу үшін оны талдауға болады.

Жабдықтар

Құрылым -

• 2 11 «x 14» көбік тақталары
• 2 көпіршікті таяқшалар
• Алюминий фольгасының 6 «x 6» квадраты
• 3 Жасыл түтікті тазартқыштар
• 1 дюбель таяқшасы (1/2 дюйм)
• 3 кең сабан
• Құм
• Сары, жасыл, көк, қоңыр және қара құрылыс құжаттары

Электроника -

• 3 RGB светодиодтары
• Ультрадыбыстық сенсор
• DHT температура/ылғалдылық сенсоры
• Фоторезистор (Snap схемалары жинағы немесе Arduino жиынтығынан)
• Шағын күн панелі
• Mini OLED дисплейі
• Micro SD картасын оқу құралы
• Micro SD картасы
• 2 Ардуино
• 2 тұрақты токтан 9 вольтке дейінгі қуат қосқышы
• 2 9 вольтты батареялар
• Нан тақтасы
• 100 кОм резистор
• 6 100 Ом резисторы
• Диодты түзеткіш
• Arduino IDE (кодты іске қосу үшін орнатылған)
• Аллигатордың ерге, еркекке және еркекке сымдары

(Сенсорлармен, сымдармен және т.б. бар Arduino UNO бастапқы жинағын сатып алу үшін мына жерді басыңыз)

Жабдық -

• Ыстық желім мылтығы
• X-Acto пышағы
• Қайшы
• Желім
• Сұйық желім
• Бояу щеткасы
• Сым кескіштер

1 -қадам: Қоршаған ортаны құру

1. Үлгіге үлкенірек негіз жасау үшін көбік тақталарын алыңыз да, оларды ыстық желіммен жабыңыз.
2. Попсикул таяқшаларын екіге бөліп, ыстық тақта арқылы екі тақтай түйісетін сызық бойымен бірдей қашықтықта және перпендикуляр етіп жабыстырыңыз. Бұл түйінді нығайту үшін.
3. Дюбель таяқшасын 2 дюймдік 4 бөлікке белгілеп, оларды X-Acto пышақпен кесіңіз.
4. Тақтаның 4 бұрышында шеттерінен шамамен 1,5 дюйм тесіктер жасаңыз және дюбель бөлшектерін ыстық желіммен бекітіңіз. Дюбельдердің тақтаға барлық жағынан перпендикуляр екеніне көз жеткізіңіз.
5. Тақтаны төңкеріп, оның деңгейін тексеріңіз (ол шағын үстелге ұқсас болуы керек). Жолды, шөпті, тротуарды және бөлгішті құру үшін құрылыс қағазының бөліктерін кесіңіз.
6. Бұл бөліктерді жарықтандыру жүйесінің ортасын көрсету үшін желім таяқшаның көмегімен тақтаға жабыстырыңыз.
7. Тақтаның бос жағына сұйық желім жағу үшін бояу щеткасын қолданыңыз. Кеуіп қалмас бұрын, құмды қосып, жабысқақ болғанша желімге біркелкі жағыңыз. Содан кейін бұл «жағажайда» суды имитациялау үшін көк қағазды пайдаланыңыз.
8. Құбыр тазалағыштарды мақсатты ортада өмір сүретін жануарларды бейнелеу үшін 2 теңіз тасбақасы түрінде бұраңыз.

2 -қадам: Шамдарды қосыңыз

1. Шамдарға арналған тіректерді қалыптастыру үшін сабандарды екіге бөліңіз.
2. Жағажай мен тротуар арасында өтетін бөлгіште тақтай арқылы бірдей қашықтықта 3 тесік жасаңыз. Сабанға сәйкес келетінін тексеріңіз, егер ол үлкен болмаса.
3. Алюминий фольганы желім таяқшасының көмегімен бірдей мөлшердегі қара құрылыс қағазына жабыстырыңыз. Қағазға бекітілген үлгіні 3 рет қадағалап, фигураларды қиып алып, жарықтан қорғайды.
4. Жарықдиодты үшін әр экрандау ортасында тесік жасаңыз. Кішкене бастаңыз және жарық диоды сәйкес келмейінше, бірақ түспейінше кішкене қадамдармен ғана көбейтіңіз.
5. Қорғаныстың 4 жағына бүктеңіз (фольга жоғары қаратып). Бүйірлерді біріктіру үшін кішкене таспаларды қолданыңыз және оны 3D етіп жасаңыз.
6. Светодиодтардың жарық бөлігін төмен қарай бүгіңіз, осылайша сымдар тік болғанда 60º бұрыш жасайды.
7. Сәйкес сымдарға 3 еркек-аналық сымды жалғаңыз: жерге қара, жасылға жасыл, қызылға қызылға. Көк түйреуіш бұл жобада қолданылмайды. Сымды сабан жарығының тіректері арқылы өткізіңіз.
8. Әр жарықдиодты артқы жағынан ыстық желіммен жабыстырыңыз, оның құрамдас бөліктеріне немесе металл сымдарға тікелей тигізбеңіз.
9. Сымдар мен сабандардың түбін тақтаның тесіктері арқылы жабыстырыңыз. Ыстық желімді қолданып тіректерді барлық жағынан перпендикуляр бекітіңіз.

3 -қадам: сенсорларды қосыңыз

1. Жолдың соңында ультрадыбыстық сенсордың тесігін тақтайдың шетінен шамамен 0,5 дюйм кесіңіз. Датчикті негізге бүйірден перпендикуляр етіп итеріп, ыстық желіммен бекітіңіз. Бұл өте маңызды, сондықтан көрсеткіштер дәл және сигналдар тақтадан емес, объектіден шығады.
2. Жолдың қарама -қарсы жағындағы бұрышта OLED және DHT түйреуіштеріне сәйкес келетін тесіктерді кесіңіз. Ешқандай электрлік компоненттерге қауіп төндірместен ыстық желіммен қайтадан бекітіңіз.
3. Фоторезисторды тосқауылға және бірінші жарық түскенге дейін бекіту үшін таспаны қолданыңыз. Бұл Фоторезистор модулі - бұл бағдарламаға қайырымдылық ретінде Snap Circuits құрушысы Elenco ұсынған сыйлық.
4. Ақырында, сенсорларды Arduino -ға тақта мен берілген схемалар көмегімен қосыңыз. 2 Arduino -ны қосқаныңызға көз жеткізіңіз, тек екінші қызметкердің SD -картасы бар, ол «қызметкер» деп аталады. Екіншісі, барлық сенсорлармен - «бастық».

4 -қадам: кодты қосыңыз

1. Жалғастырмас бұрын, берілген кодтың принциптерін және оның модельде қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін ағындық диаграммалармен танысыңыз.
2. Компьютерге Arduino IDE бағдарламалық жасақтамасын орнатыңыз. Қосылған Google Drive қалтасынан кодты жүктеңіз. Егер компилятор сұраса, Кітапхана менеджерінен SPI, Wire және DHT, Adafruit_GFX және Adafruit_SSD1306 кітапханаларын орнатыңыз және қосыңыз.
3. Қажет болса, түйреуіш нөмірлерін схемаға сәйкес өзгертіңіз. Егер сіз берілген схемалармен бірдей түйреуіштерді қолдансаңыз, бұл қадамды елемеңіз.

5 -қадам: Үлгіні тексеріңіз

1. Сәйкес кодты әр Arduino -ға жүктеңіз және қуат алу үшін батарея пакеттеріне қосылыңыз.
2. Бағдарламаны деректерді жинау үшін қажет болғанша іске қосыңыз, SD картасының транскрипциясы автоматты түрде басталады.

Біздің модельді жабық сынақ арқылы жинаған деректер қоса берілген. Өкінішке орай, ауа райы жағдайына және қауіпсіздік мәселелеріне байланысты біз оны ашық ауада тексере алмадық, дегенмен ол әлі де тұжырымдаманың дәлелі мен тестілеу ортасы туралы ақпаратты ұсынады.

Сынақ кезеңінде температура мен ылғалдылық көрсеткіштері тестілеу ортасында (үйде) ішкі жағдайдың реттелуіне байланысты салыстырмалы түрде өзгеріссіз қалды. Мезгіл -мезгіл көтерілулер бар, бірақ олардың қателігі олардың сирек болуы мен корреляцияның жоқтығына байланысты болуы мүмкін. Қашықтық қатеден тыс өзгермейді, өйткені қоршаған ортада қозғалатын адамдардың нақты көліктері болмаған. Алайда, егер бұл толық масштабты модель болса, онда қашықтық, әрине, аймақтағы белсенділік деңгейінің өзгеруіне және осы заңдылықтарды болжау мүмкіндігінің болмауына байланысты ең өзгермелі фактор болар еді. Алайда, модель терезенің жанында орналасқандықтан, фоторезистордың мәні айтарлықтай өзгереді. Модель түнде алғаш рет іске қосылғанда, олар 50 -ден кіші диапазонда оқиды. Алайда, күн көтеріліп, қоршаған орта жарықтандырылған сайын, фоторезистор мәндері сәйкесінше жоғарылайды. Осыдан кейін, тестілеу аймағында перделер жабылған кезде график қайтадан төмендейді, бірақ олар жасанды бөлмені жарықтандыруды қосқанда, олар қайтадан атып тұрады. Қорытындылай келе, жиналған мәліметтер арқылы біздің модель шынымен де қоршаған орта туралы мәліметтерді дәл беретіні және бұл ақпаратты жүйенің параметрлерін өзгерту үшін, оның жағдайын көрсетуге және жарықтың ластануын төмендетуге үлес қосуға болатынын дәлелдеді. тұтас.

6 -қадам: ақауларды жою

Ештеңе болып жатқан жоқ па? Мәселені шешуге көмектесу үшін мына қадамдарды орындап көріңіз:

Сен бастамас бұрын -

• Кодтың құрастырылғанына және екі Arduino -ға дұрыс жүктелгеніне көз жеткізіңіз. Егер компилятор қате туралы хабарды көрсетсе, онда не жазылғанына байланысты өзгертулер енгізіңіз. Кейбір жиі кездесетін мәселелер - дұрыс емес/кітапханалардың жетіспеушілігі, нүктелі үтірдің болмауы немесе USB қосылымы үшін дұрыс таңдалған порт.
• Сым мен батарея зарядының бар -жоғын тексеріңіз. Нан тақтасындағы қуат пен жердегі рельстер Arduino -ға қосылғанын тексеріңіз.

Шамдар жанбайды ма? -

• OLED -де «Қараңғы режим қосылды» деп жазылғанына көз жеткізіңіз. Ақылды жүйе энергияны үнемдеу және қажетсіз пайдалануды болдырмау үшін «жарық режимінде» жарықдиодты өшіреді.
• Жарықдиодты шамдардың жанып тұрғанын тексеріңіз, оларды қосу және өшіру үшін қарапайым кодты қолданыңыз. Сынақ кезінде резисторды қосуды ұмытпаңыз.

OLED қосылмайды ма? -

• Мәндердің оқылғанына көз жеткізу үшін «қызметкер» Arduino -ны компьютерге қосыңыз және сериялық мониторды ашыңыз.
• SD картасындағы бар файлды жойып, кодты қайта іске қосып көріңіз.

SD картасы деректерді оқымайды ма? -

• SD картаның оқу құралына дұрыс және дұрыс салынғанына көз жеткізіңіз.
• Карточкадағы деректерді сақтау үшін жеткілікті орын бар екеніне көз жеткізіңіз.

Тағы бірдеме? -

Бізге хабарласыңыз, біз мәселені шешуге көмектесеміз

7 -қадам: Қорытынды

Тұтастай алғанда, illuMOONation - бүкіл әлем бойынша жағалаудағы жарықтандыруға арналған тамаша жарықтандыру шешімі. Оның бірегей ерекшеліктері жарықтандыру нарығында бұрын -соңды болмаған және оның ластануды азайтуға тигізетін әсері, сонымен қатар экологиялық таза және адамдарға да, жануарларға да пайдалы. Алайда, біз illuMOONation мінсіз емес екенін білеміз. Жобаға берілетін уақыт пен материалдардың шектеулігіне байланысты біз толық көлемді модель жасай алмадық және оны нағыз сыртқы ортада тексере алмадық. Бірақ сіздің көмегіңізбен біз illuMOONation -ды жаңа деңгейге көтеріп, оны күнделікті өмірімізге енгізе аламыз, бұл Жердегі барлық тіршілік үшін жақсы әлем.

Болашақ жоспарлар -

Бұл жобаның келесі қадамдары - қосымша компоненттерді қосу және оларды қоршаған ортаға сәйкес бағдарламалау. Мысалы, жануарлар мен көлік/адам әрекетін ажырату үшін сезімтал сенсорларды қосу тиімді болар еді, өйткені жабайы табиғатты өткізу үшін шамдарды қосу қажет емес. Сонымен қатар, біз әрбір жарық бағанасында IR эмитенті мен қабылдағышы бар, жағажайда «көрінбейтін қабырға» құруды жоспарлап отырмыз. «Қабырға» түнде тасбақа өсіру кезінде ғана іске қосылады және біреу жағажай аймағына өтіп кеткенде белгі беретін нәзік дыбыс шығарады. Бұл жабайы табиғатқа мұқият қарауды және олардың көпшілігіне зиян келтірмеудің тағы бір еске салуы. Біз сондай -ақ, егер бізде жеткілікті материалдар болса, күн энергиясын қолдана алатын жүйені енгізгіміз келеді, өйткені энергия тиімділігі қазіргі біздің әлемге антропогендік әсерді төмендетудің тағы бір маңызды факторы болып табылады. Біз сондай-ақ басқа топтармен жұмыс істегіміз келеді және жарықтың ластануына қатысты көптеген мәселелерді шешетін бір шешімді құру үшін өз идеяларымызды біріктіргіміз келеді.

Қиындықтар мен жетістіктер -

Адлерге келмей-ақ Astro-Science шеберханасын аяқтау ешкім болжай алмайтын өзгеріс болды. Zoom арқылы инженерлік жобада жұмыс істеу өте қиын болды, өйткені біз әр адамның өз үйінде не істеп жатқанын көре алмаймыз, сондықтан туындаған мәселелерді шешу және түзету қиын. Дегенмен, біз өз жоспарымызда қалатындығымызға сенімді болу үшін белгілі бір тетіктерді қолдандық және әркім әрқайсысы не істеп жатқанын біледі. Бір ерекшелігі - біздің жобаны бақылау электрондық кестесі, онда біз тапсырмалардың әрқайсысын, олардың сипаттамасын, мәртебесін, оларды кім орындайтынын және жобаның жалпы барысын сипаттадық. Бұл бізге тиімді жұмыс жасауға мүмкіндік берді, өйткені біз бір -бірімізді тексеріп, қажет болған жағдайда көмек көрсете алдық және қарым -қатынас дағдыларын дамытуға мүмкіндік бердік, әсіресе бұл алдағы айларда.

Алғыс -

Біздің таңғажайып нұсқаушы Иса Гарсияға әр түрлі компоненттерді қолдануды үйреткені үшін және бізге бұл бағдарламаға қатысуға мүмкіндік беру үшін, тіпті алыс жерде де үлкен дауыс. Сонымен қатар, Геза Гюкке, Крис Брескиге және Кен Уолчакка барлық көмегіңіз үшін үлкен рахмет. Сіздің түсінігіңіз біздің жобалар көлемінен тыс біздің дағдыларымызды шыңдады, және біз болашақта өзімізбен бірге сабақ аламыз. Біз сондай -ақ Келли Борденге және Адлер планетарийіндегі барлығына осы бағдарламаны жыл сайын өткізіп, өзіміз сияқты құмар жасөспірімдерге туған қаламызда STEM өрісімен және астрономиямен айналысуға мүмкіндік бергені үшін шын жүректен алғысымызды білдіргіміз келеді. Ақырында, ASW құрдастарының әрқайсысына осындай көңілді, қарым -қатынасты және қолдау көрсететін топ болғандары үшін рахмет. Бір -бірімен танысып, дос болудың соңғы 3 аптасы біз ойлағаннан өзгеше болды және бұл өмір бойы жалғасатын тәжірибе болды.

ZIP файлы -

Үйде illuMOONation үлгісін жасау үшін қажет барлық материалдарды алу үшін ОСЫНДА басыңыз.