IlluMOONation - 'n slim beligtingsmodel: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Het u al ooit na die naghemel gekyk en kon u geen sterre sien nie?

Miljoene kinders regoor die wêreld sal nooit die Melkweg ervaar waar hulle woon nie vanweë die toenemende en wydverspreide gebruik van kunsmatige lig in die nag, wat nie net ons siening van die heelal benadeel nie, maar ons omgewing, veiligheid, energieverbruik en gesondheid nadelig beïnvloed..

Drie biljoen jaar bestaan lewe op aarde in 'n ritme van lig en donker wat slegs geskep is deur die verligting van die son, maan en sterre. Nou oorweldig kunsmatige ligte die duisternis en ons stede gloei snags, wat die natuurlike dag-nag-patroon ontwrig en die delikate balans van ons omgewing verander. Een spesie wat veral deur hierdie verskynsel benadeel word, is seeskilpaaie.

As seeskilpaaie gebore word, kyk hulle na die maan as 'n bron van lig om hulle na die see te lei vir veiligheid. Maar deesdae het straatligte by die strande so helder geword dat baba -skilpaaie hulle dikwels op straat volg, dood as gevolg van dehidrasie, roofdiere of omgery word deur voertuie op die pad. Ander nagdiere word ook benadeel deur hierdie skitterende ligte, maar nie in dieselfde mate as skilpaaie nie. Die toenemende gebruik van hierdie koel-getinte ligte in die nag kan veroorsaak dat hulle van hul normale ritmiese ritme afwyk en hul biologiese funksie verreken, soms selfs tot die dood.

Vir mense beïnvloed blou lig ons melatonienvlakke, wat minder slaap en 'n magdom ander probleme veroorsaak. Navorsing dui daarop dat kunsmatige lig snags die risiko vir vetsug, depressie, slaapstoornisse, diabetes, borskanker en meer kan verhoog.

As u tot dusver gelees het, vra u miskien: wat kan ons doen om te help? Dit is net 'n goeie begin om u ligte af te skakel as dit nie nodig is nie, en die kleur van u ligte in rooi en geel te verander. Ons benodig egter 'n stelsel wat in stede regoor die wêreld geïmplementeer kan word om werklik 'n impak te maak en die verwoestende tol wat ligbesoedeling op ons aarde aangerig het, om te keer.

Ons hier by SEAside Lighting Co het die perfekte oplossing gekry. Ons bied u aan: illuminasie -ons eie slim verligtingstelsel wat bestaan uit omgewingsvriendelike straatligte met basiese sensors en LED's. illuMOONation is nie net voorwerp-geaktiveer en omgewingsbeheerd nie, maar ook iets wat U tuis kan maak! Intrige? Lees verder om uit te vind hoe u u eie weergawe van hierdie slim beligtingsmodel kan skep … en miskien kan dit eendag 'n realiteit word!

Belangrike kenmerke:

• Bewegende ligte - Ultrasoniese sensor bespeur waar 'n voorwerp geleë is en skakel die onderskeie lig aan, terwyl die res af bly
• Eensydig-Aan die see en wys weg van die strand af sodat diere wat snags aan die wal kom, nie deur die glans afgelei word nie, terwyl dit steeds dekking bied vir voertuie en voetgangers in die straat
• Rooi -getinte ligte - nagdiere het verbeterde vermoëns om korter golflengtes te sien, so warmer kleure beïnvloed hulle nie so goed nie, ook beter vir mense as gevolg van die nadelige uitwerking van blou lig in die nag wat hierbo genoem word
• Reflektiewe afskerming en afwaartse hoek - Lig word gerig met behulp van die weerkaatsende materiaal binne -in die afskermingsmodule en word afwaarts gekantel sodat dit 'n groter gebied dek sonder om ligverspreiding te verhoog
• Ligte/donker modus - Ligte en sensors wat nie nodig is nie, word gedeaktiveer as dit helder is om energie te bespaar
• Weer responsief - neem temperatuur- en humiditeitsmetings en verlaag die intensiteit as dit geneig is tot meer ligverspreiding
• Omgewingsvriendelik - Slim energiestelsel wat sonpanele gebruik om die battery met onmiddellik beskikbare sonlig te laai om die toevoeging van fossielbrandstowwe tot die atmosfeer te verminder
• Sentrale vertoning - OLED -skerm toon sensorwaardes en beligtingstelselmodus, meer toeganklik vir algemene gebruikers en administrateurs
• Data -aanmelding - Sensordata word op 'n SD -kaart gestoor, sodat dit ontleed kan word om die model verder te verbeter en na die omgewing te kalibreer

Voorrade

Struktuur -

• 2 skuimborde van 11 x 14 cm
• 2 stokkies
• 6 "x 6" vierkant aluminiumfoelie
• 3 Groenpypskoonmakers
• 1 Dowel Rod (1/2 "deursnee)
• 3 Wye rietjies
• Sand
• Geel, groen, blou, bruin en swart konstruksiepapier

Elektronika -

• 3 RGB LED's
• Ultrasoniese sensor
• DHT Temperatuur/Humiditeit Sensor
• Fotoresistor (Snap Circuits Kit, of uit Arduino Kit)
• Mini sonpaneel
• Mini OLED -skerm
• Micro SD kaartleser
• Mikro SD kaart
• 2 Arduino's
• 2 DC-tot-9 Volt-kragverbindings
• 2 9 volt batterye
• Broodbord
• 100 kOhm Weerstand
• 6 100 Ohm weerstande
• Diode gelykrigter
• Arduino IDE (geïnstalleer om kode uit te voer)
• Alligator clip-to-male, male-to-female, and male-to-male wire

(Klik om HIER die Arduino UNO Starter Kit met sensors, drade, ens te koop)

Toerusting -

• Warm gom geweer
• X-Acto-mes
• Skêr
• Plak plak
• Vloeibare gom
• Verfkwas
• Draadknipper

Stap 1: Bou die omgewing

1. Neem die skuimplanke en plak dit warm met die lang sye, en spoel met mekaar om 'n groter basis vir u model te skep.
2. Breek die popsicle sticks in die helfte en warm plak dit ewe ver en loodreg langs die lyn waar die twee planke bymekaar kom. Dit is om die gewrig te versterk.
3. Merk die stokstok in 4 stukke van 2 duim en sny dit met die X-Acto-mes.
4. Maak gate in die vier hoeke van die bord ongeveer 1,5 cm van die rande af en plak die stukke warm vas. Maak seker dat die spykers uit alle hoeke loodreg op die bord is.
5. Draai die bord om en kyk of dit gelyk is (dit moet soos 'n mini-tafel wees). Knip stukke konstruksiepapier uit om die pad, gras, sypaadjie en skeiding te vorm.
6. Plak hierdie stukke op die bord met die gomstok om die omgewing van die beligtingstelsel te wys.
7. Gebruik die kwas om vloeibare gom aan die leë kant van die bord te versprei. Voeg sand by en klits egalig in die gom totdat dit droog word. Gebruik dan blou papier om water op hierdie 'strand' te simuleer.
8. Draai die pypskoonmakers in die vorm van 2 seeskilpaaie om die diere wat in die teikenomgewing leef, voor te stel.

Stap 2: Voeg die ligte by

1. Sny die rietjies middeldeur om die pale vir u ligte te vorm.
2. Maak 3 gate met ewe groot afstand deur die bord in die verdeler wat tussen die strand en sypaadjie loop. Toets of die strooi pas, of maak dit nie groter nie.
3. Plak die aluminiumfoelie met 'n gomstok op 'n stuk swart konstruksiepapier van dieselfde grootte. Trek die aangehegte sjabloon drie keer op die papier en sny die vorms uit om die afskerming vir die lig te vorm.
4. Maak 'n gaatjie in die middel van elke afskerming vir die LED. Begin klein en vermeerder slegs in klein stappe totdat die LED pas, maar nie deurval nie.
5. Vou die 4 kante van die afskerming in (met die foelie na bo). Gebruik klein repies band om die kante aanmekaar te maak en maak dit 3D.
6. Buig die liggedeelte van die LED's sodat hulle 'n hoek van 60º vorm wanneer die leidings vertikaal is.
7. Heg 3 man-tot-vroulike drade aan hul onderskeie leidings: swart vir grond, groen vir die groen waarde en rooi vir die rooi waarde. Die blou pen is nie gebruik vir hierdie projek nie. Ryg die drade deur die strooiligpale.
8. Plak die afskerming teen elke LED van agter af warm vas, en maak seker dat u nie die komponente of metaaldrade direk raak nie.
9. Steek die drade en die onderkant van die rietjies deur die gate in die bord. Gebruik warm gom om die pale loodreg op die basis uit alle rigtings vas te maak.

Stap 3: Voeg die sensors by

1. Sny 'n spleet vir die ultrasoniese sensor aan die einde van die pad, ongeveer 0,5 "van die rand van die bord af. Druk die sensor in sodat dit loodreg op die basis is van 'n sy -aansig en bevestig met warm gom. Dit is uiters belangrik, dus is die lesings akkuraat en die seine spring van die voorwerp af, nie die bord nie.
2. Sny gate in die hoek aan die teenoorgestelde kant van die pad om by die OLED- en DHT -penne te pas. Bevestig weer met warm gom sonder om die elektriese komponente in gevaar te stel.
3. Gebruik band om die fotoresistor aan die versperring vas te maak en voor die eerste lig. Hierdie Photoresistor -module is 'n geskenk wat Elenco, die skepper van Snap Circuits, as 'n skenking aan die program gee.
4. Koppel uiteindelik die sensors aan op die Arduino met behulp van die broodbord en die meegaande stroomdiagramme. Maak seker dat u die 2 Arduino's aan mekaar koppel, en slegs die SD -kaartbaan op die tweede Arduino, wat bekend staan as die 'werknemer'. Die ander een, met al die sensors, is die "baas".

Stap 4: Voeg die kode by

1. Voordat u verder gaan, moet u deur die vloeidiagramme gaan om die beginsels van die verskafde kode te verstaan en hoe dit in die model funksioneer.
2. Installeer Arduino IDE sagteware op 'n rekenaar. Laai die kode af van die aangehegte Google Drive -lêergids. Installeer en sluit die SPI-, Wire- en DHT-, Adafruit_GFX- en Adafruit_SSD1306 -biblioteke in van die biblioteekbestuurder as die samesteller dit versoek.
3. Verander indien nodig die speldnommers om by u stroombaan te pas. Ignoreer hierdie stap as u dieselfde penne as die meegaande stroomdiagramme gebruik het.

Stap 5: Toets die model

1. Laai die onderskeie kode na elke Arduino op en koppel aan die batterypakke vir krag.
2. Begin die program so lank as wat dit nodig is om data te versamel, die transkripsie van die SD -kaart sal outomaties begin.

Die aangehegte data is ingesamel deur 'n binnenshuise proef van ons model. Weens die weerstoestande en veiligheidskwessies kon ons dit nie buitenshuis toets nie, maar dit bied steeds 'n bewys van die konsep en inligting oor die toetsomgewing.

Gedurende die proeftydperk het die temperatuur- en humiditeitsmetings relatief dieselfde gebly vanweë die interne toestand in die toetsomgewing ('n huis). Daar is 'n paar periodieke styging, maar dit is waarskynlik foute in die lig van hul ongereeldheid en gebrek aan korrelasie. Die afstand verander ook nie buite die foutmarge nie, want daar was geen regte motors van mense wat in die omgewing beweeg het nie. As dit egter 'n volgrootte model was, sou die afstand waarskynlik die mees veranderlike faktor wees as gevolg van die steeds veranderende aktiwiteitsvlakke in die omgewing en die gebrek aan voorspelbaarheid van die patrone. Aangesien die model naby 'n venster gestasioneer is, wissel die fotoresistorwaardes egter drasties. As die model eers in die nag begin word, lees hulle in die sub 50 -reeks. Namate die son opkom en die omringende beligting helderder word, styg die fotoresistorwaardes dienooreenkomstig. Daarna daal die grafiek weer as die gordyne in die toetsarea toegemaak word, maar hulle skiet terug as die kunsmatige kamerbeligting aangeskakel word. Ten slotte, deur hierdie versamelde gegewens is dit duidelik bewys dat ons model in werklikheid data oor sy omgewing akkuraat rapporteer, en dat hierdie inligting gebruik kan word om die stelselinstellings te verander om die omstandighede waarin dit is, te weerspieël en bydra tot die vermindering van ligbesoedeling. n heel.

Stap 6: Los probleme op

Niks gebeur nie? Probeer hierdie stappe om die probleem op te los:

Voor jy begin -

• Maak seker dat die kode saamgestel word en korrek na beide Arduinos opgelaai word. As die samesteller 'n foutboodskap vertoon, maak veranderings, afhangende van wat dit sê. Sommige algemene probleme is verkeerd/gebrek aan biblioteke, 'n ontbrekende kommapunt of 'n verkeerde poort wat vir die USB -verbinding gekies is.
• Kyk of die bedrading en die battery laai. Maak seker dat die krag- en grondrails op die broodbord aan die Arduino gekoppel is.

Ligte brand nie? -

• Maak seker dat die OLED 'Donker modus geaktiveer' sê. Die slim stelsel skakel die LED's uit tydens die "ligmodus" om energie te bespaar en onnodige gebruik te voorkom.
• Kyk of u LED's uitgebrand is met 'n eenvoudige kode om dit aan en uit te skakel. Moenie vergeet om 'n weerstand by die toets in te sluit nie.

OLED kan nie aangeskakel word nie? -

• Koppel die "werknemer" Arduino aan op die rekenaar en maak die seriële monitor oop om te verseker dat die waardes gelees word.
• Probeer die bestaande lêer op die SD -kaart uitvee en voer die kode weer uit.

SD -kaart lees nie data nie? -

• Maak seker dat die SD -kaart korrek in die leser geplaas is.
• Maak seker dat daar voldoende berging beskikbaar is vir die data op die kaart.

Enigiets anders? -

Kontak ons en ons kan help om die probleem op te los

Stap 7: Gevolgtrekking

Al met al is illuMOONation die ideale omvattende beligtingsoplossing vir waterverligting oor die hele wêreld. Die unieke kenmerke daarvan is nog nooit in die beligtingsmark gesien nie, en die impak wat dit op die vermindering van ligbesoedeling het, terwyl dit ook omgewingsbewus en voordelig is vir mense en diersoorte, is ongeëwenaard. Ons weet egter dat inligting nie perfek is nie. As gevolg van die beperkte tydsraamwerk en materiaal wat vir die projek voorsien is, kon ons nie 'n volskaalse model maak en dit in 'n regte buitelugomgewing toets nie. Maar met U hulp kan ons die verligting na die volgende vlak neem en dit in ons daaglikse lewens insluit, vir 'n beter wêreld vir alle lewe op aarde.

Toekomsplanne -

Ons volgende stappe met hierdie projek sou wees om addisionele komponente by te voeg en dit ook in die omgewing te pas. Dit sal byvoorbeeld voordelig wees om meer sensitiewe sensors in te sluit om tussen diere en voertuie/menslike aktiwiteite te onderskei, aangesien dit nie nodig is om die ligte aan te skakel vir verbygaande wild nie. Boonop beplan ons om 'n IR -sender en ontvanger op elke ligpaal te hê wat 'n 'onsigbare muur' voor op die strand vorm. Die "muur" word slegs snags tydens die broeiseisoen geaktiveer, en dit klink 'n sagte gons om aan te dui wanneer iemand die strand bereik. Dit is nog 'n herinnering om bedag te wees op die inheemse natuurlewe en te voorkom dat selfs meer van hulle benadeel word. Ons sal ook graag die sonkragstelsel wil implementeer as ons die nodige materiaal kry, aangesien energie -doeltreffendheid 'n ander belangrike faktor is om die antropogene effek op ons wêreld vandag te verminder. Ons sal ook graag met ander spanne wil saamwerk en ons idees saamneem om een oplossing te skep wat 'n menigte probleme rakende ligbesoedeling oplos en werklik die allesomvattende beligtingsoplossing is.

Uitdagings en prestasies -

Die voltooiing van Astro-Science Workshop sonder om eintlik na die Adler te kom, was 'n verandering wat niemand kon voorspel nie. Dit was veral moeilik om met Zoom saam te werk aan 'n ingenieursprojek, want ons kan nie sien wat elke persoon in sy eie huis doen nie, daarom is dit moeilik om probleme op te los en op te los. Ons het egter sekere meganismes aangewend om seker te maak dat ons tred hou met ons plan en almal is altyd bewus van wat elke persoon doen. Een van die hoogtepunte was ons Project Tracking -sigblad, waar ons elkeen van die take, hul beskrywing, status, wie dit sal voltooi en die algehele vordering van die projek, omlyn het. Dit het ons in staat gestel om meer doeltreffend saam te werk, aangesien ons na mekaar kon kyk en indien nodig kon help, en ons kon kommunikasievaardighede ontwikkel wat veral in die komende maande noodsaaklik sal wees.

Erkennings -

'N Groot skreeu aan ons wonderlike instrukteur Jesus Garcia wat ons geleer het hoe om al die verskillende komponente te gebruik en ons die geleentheid gebied het om aan hierdie program deel te neem, selfs in 'n afgeleë omgewing. Boonop baie dankie aan Geza Gyuk, Chris Bresky en Ken Walczak vir al u hulp deurgaans. U insig het ons vaardighede werklik verbeter net buite die omvang van ons projekte, en ons sal die lesse wat ons geleer het in die toekoms saamdra. Ons wil ook ons opregte dank uitspreek teenoor Kelly Borden en almal by die Adler Planetarium dat hulle hierdie program jaar na jaar aangebied het en dat passievolle tieners soos ons die STEM -veld en sterrekunde in ons eie tuisdorp kon toelaat. En laaste maar nie die minste nie, baie dankie aan elkeen van ons ASW -eweknieë dat hulle so 'n prettige, vriendelike en ondersteunende groep was. Die afgelope drie weke van mekaar leer ken en vriende geword het, was baie anders as wat ons ons ooit kon voorstel, en dit was 'n ervaring wat 'n leeftyd sal duur.

Zip -lêer -

Klik HIER om toegang te verkry tot al die materiaal wat u benodig om 'n model van illusie tuis te maak!