Жарықты ластау шешімі - Артемида: 14 қадам

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

Жарықтың ластануы - бұл бүкіл әлемде бәрімізге әсер ететін нәрсе. Лампочка ойлап табылғаннан бері жарық әлдеқайда танымал болды және Нью -Йорк пен Чикаго сияқты үлкен қалаларда арнайы қолданылды. Барлық осы жарық жануарлардың көптеген түрлеріне әсер етуі мүмкін; Мысалы, айды пайдаланып, мұхитқа жол табу керек тасбақалар, ай үшін қауіпті көше жарығы мен тас жолға қарай бет алады. Жарық құстардың қоныс аударуына және олардың жұптасу маусымына да әсер етеді. Жарықтың ластануы әсер ететін барлық жануарлардың үстіне ол бізге де әсер етеді. Біз түнде көшеде жүргенде және көзге көрінбейтін көк шамдарды көргенде, біздің ойымыз күндіз деп ойлайды. Сондықтан біздің миымыз мелатонин шығармайды; ұйықтау үшін бізге қажет химиялық заттар. Бұл химиялық зат онша өндірілмегендіктен, біздің ұйқы кестеміз бұзылады, бұл көптеген басқа мәселелерді тудырады.

Алайда, Артемида жарық ластануының шешімі арқылы біз жарық ластануы тұрғысынан жақсы ертең құруды жеңілдетеміз. Біздің жарықтың түсі жылы түске ие, сондықтан көк түс шығармайды, бізді түнге дейін ояту керек деп ойлайды. Arduino Uno, көптеген түрлі сенсорлар мен Snap схемаларының көмегімен біздің жарық осы аймақтағы белсенділікке, қараңғылыққа және басқаларға байланысты қосылады немесе өшеді. Біздің шешіммен атмосфераға аз жарық түседі, сондықтан біз барлық жануарлармен бірге түнгі аспанның әсемдігімен рахаттана аламыз, бұл біздің айналамызды бақытты етуге көмектеседі.

1 -қадам: материалдарыңызды жинаңыз

Артемида жасаудың бірінші қадамы - материалдар жинау.

Жоғарыдағы бірінші суретте көрсетілгендей, сізге қажет физикалық материалдардың тізімі:

• Super Starter Kit Uno R3 жобасы - бұл сіздің микроконтроллеріңізді, тақтаны және сізге қажет барлық сенсорларды қамтиды, осылайша сіз оларды жарықты кодтау үшін пайдалана аласыз. Атап айтқанда, сізге қажет:

  • USB-Arduino кабелі (және ноутбукте USB порт болмаса адаптер)
  • Еркек-еркек сымдары
  • Әйел-еркек сымдары
  • Ұзын сымдар (қажет болған жағдайда кесу үшін)
  • Өткізгіш кабельдері (Snap Circuits фоторезисторын нанға қосу үшін)
  • Micro SD картасы мен оқу құралы
  • OLED экраны
  • Arduino Uno микроконтроллері
  • PIR сенсоры
  • DHT (ылғалдылық/температура) сенсоры
  • 220км Ом резисторлары
  • Нан тақтасы
  • RGB светодиодтары (4x) немесе тұрақты жарық диодтары (4x)
  • Фоторезистор
• Классикалық схемалар жиынтығы (жоғарыдағы нұсқаулықта көрсетілгендей). Атап айтқанда, сізге Snap Circuits фоторезисторы қажет болады.
• Қайшы
• Ағаш таяқшалар
• Exacto пышақ
• Сымды тазартқыш
• Бұрауыш
• Қара көбік өзегі
• Құрылыс қағазы
• Екінші суретте көрсетілгендей сенсорларды кодтау үшін жұмыс үстелінде/ноутбукта Arduino Genuino қосымшасы қажет болады.
• Үшінші суретте көрсетілгендей, мұны істеу үшін сізге бірнеше достар қажет болады!

2 -қадам: PIR / Фото -резистор - код

Сіз жасаған бірінші код - PIR (қозғалыс сенсоры) мен фоторезистор. Бұл екі сенсорды бір кодқа біріктіру арқылы біз жарықтың қараңғылық деңгейіне де, сол аймақтағы белсенділікке де (немесе оның жетіспеушілігіне) де реакциясын жасай аламыз. Міне, кодтағы әрбір негізгі функция не істейді:

setup (): бұл функция сериялық мониторды іске қосады және жарықдиодты түйреуішті шығыс ретінде, ал PIR түйінін кіріс ретінде орнатады

loop (): бұл функция photo_value () функциясын және checkPIRStatus () функциясын орындайды

NBhere (): бұл функция светодиодтарда қозғалыс сенсоры қосылмаса өшеді деп жазады

SBhere (): бұл функция светодиодтарды қосулы күйде жазады, сондықтан қозғалыс сенсоры қосулы болса, олар жарқырайды

checkPIRStatus (): бұл функция сенсордан деректерді алады, содан кейін хабарланған мән 451 -ден жоғары екенін тексереді. Егер ол сенсор өшірулі болса, ол қосылады және SBhere () жұмыс істейді. Алайда, егер хабарланған сан аз болса және сенсор қосулы болса, онда сенсор өшіріледі және NBhere () жұмыс істейді.

photo_value (): бұл функция санның жоғары, орташа немесе төмен екенін тексереді және сәйкесінше жарық қарқындылығын өзгертеді.

3 -қадам: PIR / Фото -резистор - Электр схемасы

Сіздің кодыңыз сәтті құрастырылғаннан кейін, тақтаны жоғарыдағы Фритзинг диаграммасындағыдай жалғаңыз. Аяқтағаннан кейін, бәрі дұрыс қосылғанын және ештеңе орнында емес екеніне көз жеткізіңіз. 4 тұрақты жарықдиодты немесе RGB светодиодтан басқа сізге қажет:

• PIR сенсоры
• Фоторезистор
• Үш ер-әйел сымы
• Еркек-еркек сымдары
• 4 220км Ом резисторы

Сіздің кодыңыз тақтаға сәтті жүктелгеннен кейін, қолыңызды PIR сенсорына аударыңыз. Шамдар қосылып, жарқырауы керек, ал егер сіз сериялық мониторды ашсаңыз, онда «Қозғалыс анықталды!» Деген жазу болуы керек. Қолыңызды PIR -ден алыстатқаннан кейін, сериялық мониторда «Қозғалыс аяқталды!» Деген жазу болуы керек, ал жарық диоды (немесе фритингтік диаграммада көрсетілгендей RGB светодиодты) өшіп, өшуі керек:).

Фоторезисторға келетін болсақ, егер сіз оны жабатын болсаңыз, жарық диоды жарқырауы және/немесе қосылуы керек, ал қолыңызды көтергеннен кейін жарық диоды сөнуі керек. Егер сіз өзіңіздің аймағыңыздағы барлық шамдарды қоссаңыз, жарық диоды өшуге жақын болуы керек.

4 -қадам: OLED / DHT - код

Кодтың PIR/фоторезисторлық сегменті аяқталғаннан кейін сіз OLED/DHT кодына көшуге дайынсыз! Дұрыс жұмыс істегенде, бұл код қоршаған ортаның ылғалдылығы/температурасы туралы ақпаратты алуы керек және ол ақпаратты сериялық мониторда көрсеткеннен кейін, ол ақпаратты, сондай -ақ басқа сенсорлардың күйін OLED экранында көрсетуі керек.

Міне, кодтағы әрбір функция не істейді:

setup (): бұл функция сериялық мониторды қосады және кітапханаларды инициализациялайды

loop (): бұл функция температура/ылғалдылық үшін айнымалылар жасайды, содан кейін ылғалдылық/температура туралы ақпаратты OLED экраны мен сериялық мониторда көрсетеді

Міне, осы кодты іске қосу үшін жүктеу қажет нақты кітапханалар:

U8g2 кітапханасы

Sidenote: жоғарыдағы код DHT/OLED үшін де, SD картасы үшін де, көрсетілген функциялар тек DHT/OLED сенсорларын басқарады.

5 -қадам: OLED / DHT - электрлік схемалар

Сіздің кодыңыз сәтті құрастырылғаннан кейін, тақтаны жоғарыдағы Фритзинг диаграммасындағыдай жалғаңыз. Аяқтағаннан кейін, бәрі дұрыс қосылғанын және ештеңе орнында емес екеніне көз жеткізіңіз. 4 тұрақты жарықдиодты немесе RGB светодиодтан басқа сізге қажет:

• OLED экраны
• DHT сенсоры
• Еркек-еркек сымдары
• 4 220км Ом резисторы

Код тақтаға сәтті жүктелгеннен кейін ылғалдылық/температура туралы ақпарат сериялық мониторда, ал OLED экранында Adafruit экраны көрсетілгеннен кейін, ылғалдылық температурасы туралы мәліметтер датчиктердің әрқайсысының күйі көрсетілген жоғарғы жағында пайда болуы керек. астында «ON» немесе «OFF» деп айту:).

6 -қадам: OLED -ден деректерді жинау

Сериялық мониторды қолдану арқылы біз ылғалдылық/температура туралы мәліметтерді графикке айналдыра алдық. Егер сіздің кодыңыз сәтті жұмыс істесе және сіз сериялық мониторда ылғалдылық/температура туралы дұрыс ақпаратты көрсеңіз, «Құралдар», содан кейін «Сериялық плоттер» түймесін басыңыз. Оны басқаннан кейін сіз мәліметтердің графигін алуыңыз керек. Деректерді жинау үшін DHT сенсорын тақтаға бекітіңіз, соңғы кодты енгізіңіз, содан кейін DHT сенсорын терезенің жанында немесе күн батқаннан күн шыққанға дейін орнатыңыз.

Цельсий температурасы мен уақыттың оң жағындағы графикте күн батқанда температура біртіндеп төмендейді. Бұл деректер күн батқанда 19.00 -ден 22.00 -ге дейін жиналды. Түнгі уақыт күндізгіге қарағанда төмен температураны береді, себебі күн енді бұл аумақты тікелей жылытпайды. Бұл өлшемдер температура мен ылғалдылық туралы мәліметтерді жинайтын DHT сенсорының көмегімен жиналды.

Сол жақтағы график - ауадағы ылғалдылық пен уақыттың пайыздық көрсеткіші. Деректер 19: 00 -ден 22: 00 -ге дейін DHT сенсорының көмегімен жиналды. Уақыт өте келе ылғалдылық жоғарылай бастады, бұл жақын арада жауын -шашынның болуы мүмкін. Жауын -шашын - жарықтандырғыштарды жобалау кезінде ескеру керек маңызды фактор, себебі жаңбыр, қар, тұман сияқты ауа райы құбылыстары көрінуді азайтады және жарықтың таралуына әсер етеді.

7 -қадам: SD картасы - код

Енді сіз OLED/DHT сегментін және PIR/фоторезистор сегментін сәтті кодтадыңыз, сіз соңғы сегментке дайынсыз: SD картасының коды. Дұрыс жұмыс жасай отырып, бұл кодтың мақсаты - SD картасының фоторезисторлық деректерді оқуы және күндізгі жарықтандыру үрдістерін көрсетуі.

Міне, кодтағы әрбір функция не істейді:

setup (): бұл функция сериялық мониторды іске қосады және кез келген деректерді сериялық мониторға тіркейді

loop (): бұл функция таймерді орнатады

writeHeader (): бұл функция SD картасының файлына деректердің тақырыптарын басып шығарады

logData (): бұл функция уақытты, ылғалдылықты және температураны SD картасының файлына тіркейді

Сізге қосымша кітапханалар қажет:

• SD. FAT кітапханасы
• DHT қарапайым кітапханасы

8 -қадам: SD картасы - электрлік схемалар

Сіздің кодыңыз сәтті құрастырылғаннан кейін, тақтаны жоғарыдағы Фритзинг диаграммасындағыдай жалғаңыз. Аяқтағаннан кейін, бәрі дұрыс қосылғанын және ештеңе орнында емес екеніне көз жеткізіңіз. Саған қажет болады:

• SD картасын оқу құралы
• Фоторезистор
• Еркек-еркек сымдары
• 1 220км Ом резисторы

Код сәтті жүктелгеннен кейін, фоторезисторды терезеге қалдырыңыз немесе оны аулаңызға шығарыңыз. Күн батқанша күн батқанша сол жерде қалдырыңыз, ал қайтып келгенде микро SD картасын шығарыңыз. Содан кейін, SD -картаны оқу құралын қолдана отырып, ноутбукті ақпаратты оқып, онымен график құрыңыз!

9 -қадам: SD картасынан деректерді жинау

Жоғарыда біз SD картадан фоторезистор мәндерінен жинаған мәліметтердің суреті. Бұл мәліметтерді жинаудың мақсаты - түні бойы жарықтандыру үрдістерін көру, сондықтан жер бетіндегі барлық жануарлардың тіршілігін бұзатын жасанды жарықтың интрузивті көзі бар -жоғын біле аламыз.

Деректерді жинау үшін фоторезисторды Fritzing диаграммасы арқылы тақтаға қосыңыз және нұсқаулықтың соңындағы zip файлындағы соңғы кодты іске қосыңыз. Деректерді жинау үшін micro SD картасын оқу құралына қосыңыз және фоторезисторды терезенің жанында немесе күн батқаннан күн шыққанға дейін орнатыңыз.

Бұл ақпаратты жарық қарқындылығын өлшейтін фоторезистор жинады. Деректер таңғы 12: 00 -ден таңғы 6: 45 -ке дейін жиналды және оған күннің шығуы кіреді. Күн көтерілгенде жарық интенсивтілігі жоғарылап, фоторезистор алған мәндердің артуына әкелді. Бұл мәліметтерді жасанды жарықтандыру қажет болған кезде анықтау үшін қолдануға болады, себебі фоторезистор қоршаған табиғи жарықтың қарқындылығын анықтайды және жасанды жарықсыз көрінетін пейзажды жасау үшін оның жарықтығын анықтай алады.

10 -қадам: Барлық кодты біріктіру

Кодтың үш бөлек компонентін кодтауды аяқтағаннан кейін, олардың бәрін біріктірудің уақыты келді! Сіздің кодтың үш компонентін алып, барлық бағдарламалар арасында ештеңе бірдей емес екеніне көз жеткізіңіз, содан кейін оларды басқа бағдарламаға қойыңыз. Осыдан кейін, сіздің фритзинг диаграммасындағыдай барлық нәрсе сіздің тақтаға қосылғанын тексеріңіз және бағдарламаны іске қосыңыз! Біз үшін барлық компоненттерді біріктірген кезде код жұмыс істемейтін кездер болды, сондықтан егер бастапқыда жұмыс істемейтін болса, осы Нұсқаулықтың ақаулықтарын жою бөлімін қараңыз.

11 -қадам: ұсыныстар/ақауларды жою

Төменде сіздің кодыңызбен жұмыс істеу кезінде туындауы мүмкін мәселелер бойынша бірнеше ұсыныстар берілген. Біз тәжірибеден білеміз, код кейде өте тітіркендіргіш және стресстік болуы мүмкін, сондықтан бұл кеңестер біздің * жарық ластануының шешімін * қайталауға көмектеседі деп үміттенеміз:).

Жалпы:

• Барлық сымдарыңыз айнымалыларды анықтау кезінде бағдарламада айтылған дұрыс түйреуіштерге қосылғанын тексеріңіз.
• Барлық сымдар дұрыс жалғанғанына көз жеткізіңіз (мысалы, жарық диодтың теріс және оң жақтарын ауыстыру қажет болуы мүмкін)
• Жарықдиодты кодтау кезінде сіздің тақтаңызда RGB жоқ екеніне көз жеткізіңіз және керісінше

Егер бағдарламашы жауап бермесе:

• Arduino мен микроконтроллерді қайта іске қосыңыз
• USB-ді ажыратып, қайта қосыңыз
• Сіздің портыңыздың Arduino Uno екеніне көз жеткізіңіз («Құралдар», содан кейін «Порт» бөліміне өтіңіз)
• Жаңа бос файлды ашып, оны іске қосып көріңіз, содан кейін бастапқы кодты іске қосыңыз

Мұнда шешім таба алмайсыз ба?

Https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (Arduino ақаулықтарды жоюдың ресми сайты) сайтына кіріп көріңіз және проблемаңызды іздеңіз.

12 -қадам: Үлгіні жобалау

Жарықтарды жобалау және 3D басып шығару үшін zip файлындағы диаграммаларды қолданыңыз (алайда 3d принтер қажет емес). Модельді жобалауды бастау үшін өлшемдері 56 см х 37 см болатын көбік өзегінің немесе плакатты кесіңіз. Сымдарды жеңілдету үшін ағаш тақталарды бұрыштарға ыстық желіммен жабу арқылы тақтаны көтеріңіз. Қара құрылыс қағазының жолақтарын тақтаға жабыстыру арқылы жол мен шөпті жасаңыз және шамдар болуы керек тесіктерді кесіңіз. Тақтаның ұзындығын 4 -ке бөліп, негіздегі бос орындарды кесу арқылы оларды бірдей қашықтықта орналастырыңыз. сенсорлардың (фоторезистор мен PIR) және OLED экранының орналасуын анықтаңыз, осылайша сіз сымдарды arduino -ға беру үшін негіздің бөліктерін кесіп тастай аласыз. Барлық саңылаулар кесілгеннен кейін, сымдарды модельден өтіп, ардуиноға бекіту үшін өткізуді бастаңыз. Барлығы аяқталғаннан кейін датчиктер мен шамдарды ыстық желіммен жабыстырыңыз!

13 -қадам: Барлығын бірге тексеріңіз

Енді дизайн, электрлік және кодтау компоненттері аяқталғандықтан, сіздің жұмысыңызды тексеретін уақыт келді! Алға, бағдарламаңызды тақтаға жүктеңіз, егер ол жұмыс істесе, құттықтаймын !! Олай болмаған жағдайда, мәселені шешуге болатынын білу үшін осы Нұсқаулықтың ақауларды жою бөліміне оралыңыз.

Артемида сияқты жеңіл ластану шешімдері түнгі аспанды барлығына қайтару үшін қажет. Ғасырлар бойы адамдар түнгі аспаннан қорқады және жарықты құтқарушы ретінде қабылдайды, дегенмен көптеген жануарлар өздерінің табиғи мекендейтін жерлерінде жарықтың көптігінен зардап шегеді. Жарықты ластаудың осы шешімін қолдана отырып, біз жақсы өмір сүруге қадам жасай аламыз, осылайша біз және Жердегі барлық басқа жануарлар өздерінің табиғи кестесімен бұзылмайды, сондықтан біз бақытты және сау өмір сүре аламыз!

14 -қадам: Алғыс айту

Біздің нұсқаулықты оқығаныңыз үшін көп рахмет!:) Бұл жобаны келесі топтарсыз жүзеге асыру мүмкін емес еді, сондықтан біз алғыс айтқымыз келетін адамдарға:

• Иса Гарсиа (Adler ASW бағдарламасының нұсқаушысы) бізге осы сенсорларды қолдану туралы үйреткені үшін және ақауларды жоюға көмектескені үшін!
• Кен, Геза, Крис, Келли және Adler Teen Programs командасының қалған мүшелері бізге осы жобада көмектескені үшін
• ЛаШелле Спенсер, Карлос Роа және Ли-Вэй Хунг қонақтарға біздің жобалармен шығармашылықты жалғастыруға шабыттандыратын қызықты әңгімелер үшін.
• Snap Circuits бізге схемалар туралы көбірек білуге және соңғы жобамызға көмектесуге көмектесетін өте қызықты жинақ жіберуге арналған
• Adler донорлары біздің соңғы презентацияны көріп, бізге кері байланыс берді:)

Сондай -ақ, жоғарыда біз жарықтың ластануын жою үшін қолданған барлық диаграммалар, модельдер, кітапханалар мен кодтары бар zip файлы бар. Егер сіз оны үйде жасағыңыз келсе, оны жүктеп алуға шақырамыз!

Жарық ластануының осы шешімі үшін біздің барлық репозиторийді мына жерден жүктеп алыңыз!