इक्वलएयर: पहनने योग्य नियोपिक्सल डिस्प्ले वायु प्रदूषण सेंसर द्वारा ट्रिगर: 7 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

परियोजना का उद्देश्य एक पहनने योग्य टी-शर्ट बनाना है जो वायु प्रदूषण एक निर्धारित सीमा से ऊपर होने पर एक उत्तेजक ग्राफिक प्रदर्शित करता है। ग्राफिक क्लासिक गेम "ईंट ब्रेकर" से प्रेरित है, जिसमें कार एक पैडल की तरह है जो निकास (जो गेंदों की तरह हैं) को बाहर निकालती है जो फेफड़ों के टुकड़ों को "हिट" करती है और उन्हें नीचा दिखाती है। जब वायु प्रदूषण एक सीमा से ऊपर होता है (उदाहरण के लिए कारों से चलते समय), तो अन्यथा अहानिकर सफेद टी-शर्ट प्रदर्शन खेलना शुरू कर देती है। यह परियोजना जॉर्डन, मैरी, निक और ओडेसा द्वारा द आर्ट एंड साइंस ऑफ मेकिंग नामक एक वर्ग के लिए बनाई गई थी।

चरण 1: अपनी सामग्री इकट्ठा करें

प्रदर्शन:

• 6 * Adafruit NeoPixel Digital RGBW LED स्ट्रिप - व्हाइट PCB 144 LED/m
• 1 * Arduino Mega (Adafruit वेबसाइट के अनुसार, NeoPixel के दो से अधिक स्ट्रिप्स का उपयोग करने के लिए Arduino Mega की आवश्यकता होती है)
• 1 * 9 वोल्ट की बैटरी
• 1 * लैपटॉप चार्जर

संवेदन:

1 * Adafruit MiCS5524 सेंसर (यह वायु प्रदूषण सेंसर था जिसका हमने उपयोग किया था क्योंकि यह सस्ता है। दोष यह है कि यह कई गैसों को महसूस करता है और उनके बीच अंतर नहीं करता है)

अन्य:

2 * सफेद टी-शर्ट (हम टी-शर्ट खरीदने का सुझाव देते हैं जो बहुत बड़ी हैं क्योंकि 1) हार्डवेयर के लिए जगह होनी चाहिए और 2) जेब बनाने के लिए आपको कुछ अतिरिक्त कपड़े काटने होंगे हार्डवेयर छुपाएं)

उपकरण:

• जम्परों
• protoboard
• संधारित्र
• अवरोध
• तार काटने वाला
• सोल्डरिंग मशीन
• सिलाई सामग्री और/या कपड़े का गोंद

चरण 2: NeoPixel ग्रिड को असेंबल करना

NeoPixel ग्रिड को इकट्ठा करने के लिए, मूल NeoPixel स्ट्रिप्स को वांछित ग्रिड आयामों के आधार पर काटने और फिर से मिलाप करने की आवश्यकता होती है। इस डिज़ाइन के लिए, हम NeoPixels का 47x16 ग्रिड बना रहे थे:

1. 1-मीटर (144 NeoPixel) स्ट्रिप्स को 47 NeoPixel इंक्रीमेंट में काटें, स्ट्रिप्स के किनारों पर कुछ कमरे को मिलाप करने की अनुमति देने के लिए सावधान रहें (इसमें छोटे धातु के लीड होते हैं जो NeoPixels के बॉटम्स पर दिखाई देते हैं)। इस तरह से काटना सुनिश्चित करें कि पूरा सोल्डरिंग पैड उजागर हो (क्योंकि वे पहले से ही शुरू करने के लिए बहुत छोटे हैं)। स्ट्रिप्स (144/3 = 48) पिक्सेल लंबे होने के बजाय 47 पिक्सेल हैं इसका कारण यह है कि आप उन्हें काटने से कम से कम एक खो देंगे क्योंकि NeoPixel एक साथ इतने करीब हैं।
2. स्तंभों को एक दूसरे के बगल में सावधानी से बिछाएं (वैकल्पिक रूप से उन्हें रखने के लिए बिजली के टेप का उपयोग करें), और सुनिश्चित करें कि आयाम वांछित (47x16) हैं। कॉलम को एस-पैटर्न में बिछाएं।
3. NeoPixels में वोल्टेज-इन, इनपुट और ग्राउंड के लिए लीड होते हैं जिन्हें अगली पट्टी में उनके समकक्षों से जोड़ा जाना चाहिए। मल्टी-स्ट्रैंड वायर का उपयोग करते हुए, कॉलम के लीड्स को S-पैटर्न में एक साथ कनेक्ट करें, सही लीड्स को जोड़ने के लिए सावधानी बरतते हुए।
4. लीड को ग्रिड के सिरों पर छोड़ दें (2 सिरे होने चाहिए - एक जहां आपने शुरू किया था, और एक जहां आपने एस-पैटर्न को समाप्त किया था), और वैकल्पिक रूप से सुविधा के लिए वायर एक्सटेंशन जोड़ें। आप वैकल्पिक रूप से टेप बंद कर सकते हैं या अंत में लीड को सुरक्षित कर सकते हैं। इसके अलावा, उन्हें सुरक्षित करने के लिए कनेक्शन पर गर्म गोंद।
5. सुनिश्चित करें कि आपका नया असेंबल किया गया ग्रिड पीछे की ओर बिजली के टेप या अन्य चिपकने की कुछ और परतें जोड़कर सुरक्षित है।

अब आपके पास एक कार्यशील ग्रिड होना चाहिए जिसका आप परीक्षण कर सकें। NeoPixel मैट्रिक्स लाइब्रेरी के तहत, आप यह देखने के लिए कि ग्रिड अपेक्षित रूप से काम कर रहा है या नहीं, आप मैट्रिक्सटेस्ट नमूना कोड का उपयोग कर सकते हैं। यदि ऐसा होता है, तो यह ऊपर की तस्वीर की तरह दिखना चाहिए (सामने वाले Arduino Uno को अनदेखा करें, यह कुछ और परीक्षण के लिए था)

चरण 3: सेंसर जोड़ना

इस परियोजना का एक प्रमुख पहलू सेंसर है, एक Adafruit MiCS5524, जो हवा में अलग-अलग गैसों का पता लगा सकता है और एनालॉग इनपुट के माध्यम से उनकी तीव्रता का संकेत दे सकता है।

1. सबसे पहले, सुनिश्चित करें कि तीन सेंसर की ओर जाता है - वोल्टेज-इन, आउटपुट और ग्राउंड - को सही ढंग से तार दिया गया है (वैकल्पिक रूप से इसमें सहायता के लिए उचित रंगीन तार का उपयोग करें)।
2. Arduino बोर्ड पर वोल्टेज-इन को 5V आउटपुट से कनेक्ट करें, और बोर्ड पर जमीन को जमीन से कनेक्ट करें।
3. फिर, Arduino बोर्ड पर आउटपुट को A0 (या अपनी पसंद के एनालॉग पिन) से कनेक्ट करें। सेंसर को Arduino से जोड़ने के लिए यह सब आवश्यक है।
4. वैकल्पिक रूप से, सीरियल मॉनिटर का उपयोग यह सत्यापित करने के लिए करें कि सेंसर द्वारा रीडिंग की रिपोर्ट की जा रही है (रीडिंग को एक नंबर के आसपास होवर करना चाहिए और जब सेंसर कार्बन मोनोऑक्साइड या अन्य धुएं के स्रोत के पास रखा जाता है तो बदल जाता है)।

ऑनलाइन, इस सेंसर को विशेष रूप से कैलिब्रेट करने के निर्देश हैं ताकि यह पर्यावरण में बदलाव के प्रति संवेदनशील हो। हमने जो किया वह यह निर्धारित करने के लिए सेंसर को कुछ घंटों के लिए छोड़ दिया गया था कि जिस कमरे में वह था उसके लिए "नियमित" रीडिंग रेंज क्या थी। फिर, डिस्प्ले के "ट्रिगरिंग" का परीक्षण करने के लिए, हमने अल्कोहल में भिगोने वाली कपास की गेंद का उपयोग किया ताकि ग्राफिक के एक लूप को शुरू करने के लिए सेंसर रीडिंग एक सेट थ्रेशोल्ड से ऊपर की ओर बढ़ेगा।

चरण 4: कोड डिबगिंग

संलग्न कोड है। ध्यान दें कि शीर्ष पर कई शीर्षलेख शामिल हैं। आवश्यक हेडर डाउनलोड करने के लिए, Arduino IDE में, स्केच पर क्लिक करें, लाइब्रेरी को शामिल करें और फिर लाइब्रेरी को प्रबंधित करें। इससे पहले कि आप संलग्न फ़ाइल को अपलोड कर सकें, आपको निम्नलिखित पुस्तकालयों को डाउनलोड करना होगा:

• एडफ्रूट नियोपिक्सेल
• एडफ्रूट नियोमैट्रिक्स
• एडफ्रूट जीएफएक्स लाइब्रेरी

एक बार जब आप इन पुस्तकालयों को डाउनलोड कर लेते हैं, तो Arduino IDE में, फ़ाइल, उदाहरण के तहत, आपको उदाहरण कोड मिलेगा जिसे आपके जाते ही परीक्षण के लिए संशोधित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, NeoPixel ग्रिड के परीक्षण के लिए स्ट्रैंडटेस्ट और मैट्रिक्सटेस्ट बहुत उपयोगी थे। ऑनलाइन, वायु प्रदूषण सेंसर के लिए नमूना परीक्षण खोजना भी आसान है।

इससे पहले कि आप फ़ाइल अपलोड कर सकें और कार्यशील ग्रिड देख सकें, यहां कोड की कुछ पंक्तियाँ दी गई हैं जिन्हें संशोधित किया जा सकता है:

#पिन परिभाषित करें 6

#परिभाषित SENSOR_PIN A0

पिन 6 को उस पिन नंबर पर स्विच किया जाना चाहिए जिसके साथ NeoPixel ग्रिड Arduino से जुड़ा हुआ है

पिन AO को उस पिन नंबर पर स्विच किया जाना चाहिए जिससे सेंसर Arduino से जुड़ा हो

#स्टॉप 300 को परिभाषित करें

#परिभाषित करें NUM_BALLS 8

Adafruit_NeoMatrix मैट्रिक्स = Adafruit_NeoMatrix(GRID_COLS, GRID_ROWS, पिन, NEO_MATRIX_TOP + NEO_MATRIX_LEFT + NEO_MATRIX_COLUMNS + NEO_MATRIX_ZIGZAG, NEO_GRB + NEO_KHZ800);

संख्या ३०० परिभाषित करता है कि प्रदर्शन के एक चक्र के रूप में गिनने के लिए फेफड़े के कितने पिक्सेल ख़राब होते हैं। संख्या बढ़ाने से चक्र लंबा हो जाएगा (उदाहरण के लिए अधिक फेफड़े खराब हो जाते हैं) और इसके विपरीत।

संख्या 8 "गेंदों" (निकास) की संख्या को परिभाषित करती है जो कार से निकलती हैं

अब, यदि आपने ग्रिड को ठीक से बनाने के निर्देशों का पालन किया है, तो NeoMatrix का कॉन्फ़िगरेशन काम करना चाहिए। हालांकि, यह नोट करना अच्छा है कि यह सेटअप जो कह रहा है वह यह है कि 0, 0 निर्देशांक शीर्ष बाईं ओर है, हम स्ट्रिप्स के कॉलम जुड़े हुए हैं, और स्ट्रिप्स एस-गठन में जुड़े हुए हैं। इस प्रकार, यदि आपका ग्रिड मिरर किए जाने या 90 डिग्री बंद होने के अलावा एकदम सही दिखता है, तो संभव है कि आपने ग्रिड को अलग तरीके से सेट किया हो और यहां कोड को बदलना चाहिए। इस चरण के अंत तक, आपके पास कुछ ऐसा होना चाहिए जो वीडियो जैसा दिखता है, हम टी-शर्ट को रबिंग अल्कोहल में भिगोए हुए कॉटन बॉल से ट्रिगर कर रहे हैं, ग्राफ़िक एक लूप चला रहा है और जब तक लूप नहीं है तब तक फिर से ट्रिगर नहीं किया जा सकता है पूर्ण।

चरण 5: टी-शर्ट को एक साथ रखना

वाह! अब जब आपके पास डिस्प्ले, सेंसर और कोड सभी काम कर रहे हैं, तो सब कुछ एक साथ रखने का समय आ गया है। अंत में, हमारे पास आंतरिक शर्ट से जुड़े सभी हार्डवेयर होंगे, और फिर बाहरी शर्ट सब कुछ छुपाएंगे। टी-शर्ट बहुत बड़ी थीं इसलिए हमने नीचे की एक पट्टी काट दी। इसने हमें वह कपड़ा दिया जो हमें हार्डवेयर को छिपाने के लिए जेब सिलने के लिए चाहिए था।

भीतरी शर्ट:

1. पहले इसे सुरक्षित करने के लिए NeoPixel ग्रिड के पीछे बिजली के टेप की स्ट्रिप्स लगाकर शुरू करें (यदि आप ग्रिड को एक टुकड़े में चारों ओर ले जा सकते हैं तो आपको पता चल जाएगा कि आप ठीक हैं)
2. फैब्रिक नियोपिक्सल ग्रिड को आंतरिक टी-शर्ट पर गोंद दें। सुनिश्चित करें कि ग्रिड केंद्रित है, और जहां फेफड़े वास्तव में हैं।
3. ग्लू को आवश्यकतानुसार सूखने दें, सुनिश्चित करें कि ग्लू शर्ट के पिछले हिस्से पर न रिसें और शर्ट को बंद करके गोंद दें। एक बार ग्रिड चालू हो जाने पर, देखें कि Arduino, बैटरी आदि को कितनी दूर रखा जा सकता है। हमारे लिए, हमने जम्पर तारों को इस तरह से मिलाया था कि हमारे इलेक्ट्रॉनिक घटक शर्ट के पीछे होंगे।
4. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए एक छोटी सी जेब बनाने के लिए कपड़े की पट्टी सीना। आप इसे और अधिक सुरक्षित बनाने के लिए कुछ घटकों को जेब (जैसे Arduino) में सिल सकते हैं।
5. सेंसर के बाहर झांकने के लिए एक छोटा सा चीरा काटें, हमारे लिए, यह शर्ट के पीछे कॉलर के केंद्र में था।

बाहरी शर्ट: बाहरी शर्ट का कारण यह है कि यह बाहरी शर्ट के साथ बेहतर दिखता है। बाहरी शर्ट इलेक्ट्रॉनिक्स को छुपाता है और NeoPixels से प्रकाश को फैलाता है।

1. बाहरी शर्ट को भीतरी शर्ट के ऊपर सावधानी से रखें
2. फैब्रिक ग्लू या इनर शर्ट को बाहरी शर्ट से इस तरह सिल दें कि ग्रिड जलाए जाने पर सिखाया हुआ दिखे (इमेज में, ब्लैक डैश वह जगह है जहां फैब्रिक ग्लू है)

चरण 6: समस्या निवारण

बधाई! अब आपके पास पहनने योग्य टी-शर्ट है जो वायु प्रदूषण के स्तर के आधार पर रोशनी करती है। यदि नहीं, तो आप शायद एक रोड़ा मारा (हमने कई को मारा), इसलिए यहां कुछ समस्या निवारण सुझाव दिए गए हैं:

• NeoPixel स्ट्रिप्स पर सोल्डरिंग पैड बहुत छोटे होते हैं इसलिए ग्रिड कनेक्शन को सुरक्षित करना मुश्किल होता है। हमने लेड सोल्डर, मल्टी-स्ट्रैंड इलेक्ट्रिकल वायर और हॉट ग्लू डाउन कनेक्शन का इस्तेमाल किया।
• NeoPixel के स्ट्रिप पर एक साथ इतने करीब होने के परिणामस्वरूप, जब भी हम स्ट्रैंड को काटते हैं, तो हम कम से कम 1 पिक्सेल खो देते हैं। कैंची का उपयोग करना एक सटीक चाकू का उपयोग करने से बेहतर था, बस प्लास्टिक राल को छीलकर काट लें।
• यदि NeoPixel डिस्प्ले एक अजीब रंग दिखा रहा है (उदाहरण के लिए एक फीका लाल, सफेद के बजाय लाल रंग का कोई भी शेड), तो इसकी संभावना है क्योंकि ग्रिड को पर्याप्त शक्ति नहीं मिल रही है। कोड अपलोड करने के लिए, हमने सब कुछ अनप्लग किया, कोड अपलोड किया, फिर कंप्यूटर को डिस्कनेक्ट कर दिया, बैटरी को Arduino में प्लग किया, और अंत में लैपटॉप एडेप्टर को ग्रिड में प्लग किया।
• यदि NeoPixel डिस्प्ले यादृच्छिक अंतराल पर पूरी तरह से यादृच्छिक रंग दिखा रहा है, तो सुनिश्चित करें कि आधार सामान्य हैं।
• फैब्रिक ग्लू का उपयोग करते समय, सुनिश्चित करें कि आप बहुत अधिक उपयोग नहीं करते हैं ताकि यह टी-शर्ट को बंद कर दे और गोंद कर दे। हम कपड़े के दो टुकड़ों के बीच एक लकड़ी का तख्ता लगाते हैं जो अन्यथा स्पर्श कर सकता है।

हमें उम्मीद है कि आपको यह निर्देश अच्छा लगा होगा! अगला कदम ग्रिड को पोर्टेबल बैटरी से जोड़ना और इसे सड़कों पर स्पिन आउट के लिए ले जाना है, जहां कारों और अन्य प्रदूषकों से वायु प्रदूषण डिस्प्ले को ट्रिगर करेगा।