Solusi Polusi Ringan - Artemis: 14 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Polusi cahaya adalah sesuatu yang mempengaruhi kita semua di seluruh dunia. Sejak bola lampu ditemukan, lampu menjadi jauh lebih populer dan secara khusus telah digunakan di kota-kota besar seperti New York City dan Chicago. Semua cahaya ini dapat mempengaruhi begitu banyak jenis hewan yang berbeda; misalnya, bayi penyu yang perlu mencari jalan ke laut menggunakan bulan sebagai panduan mengira lampu jalan yang berbahaya untuk bulan dan menuju ke jalan raya. Cahaya juga mempengaruhi migrasi burung dan musim kawinnya. Di atas semua hewan yang dipengaruhi polusi cahaya, itu juga mempengaruhi kita. Setiap kali kita berjalan di luar pada malam hari dan melihat cahaya biru yang menyilaukan ini, pikiran kita terpicu untuk berpikir bahwa ini adalah siang hari. Oleh karena itu, otak kita tidak memproduksi melatonin; bahan kimia yang dibutuhkan agar kita bisa tidur. Karena bahan kimia ini tidak diproduksi sebanyak itu, jadwal tidur kita menjadi terganggu, yang menyebabkan banyak masalah lain.

Namun, dengan Solusi Polusi Cahaya kami, Artemis, kami memudahkan untuk menciptakan masa depan yang lebih baik dalam hal polusi cahaya. Cahaya kita memiliki temperatur warna yang hangat sehingga tidak memancarkan cahaya biru yang membuat kita berpikir kita harus terjaga hingga larut malam. Dengan bantuan Arduino Uno, beberapa sensor berbeda, dan Sirkuit Snap, lampu kami menyala atau mati berdasarkan aktivitas di area tersebut, kegelapan, dan banyak lagi. Dengan solusi kami, lebih sedikit cahaya yang dipancarkan ke atmosfer sehingga kita, bersama semua hewan, dapat menikmati keindahan langit malam yang membantu menjaga lingkungan kita tetap bahagia.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan Anda

Langkah pertama membuat Artemis adalah mengumpulkan bahan.

Seperti yang terlihat pada gambar pertama di atas, berikut adalah daftar bahan fisik yang Anda perlukan:

• Proyek Super Starter Kit Uno R3 - ini akan memiliki mikrokontroler, papan tempat memotong roti, dan semua sensor yang Anda perlukan di dalamnya sehingga Anda dapat menggunakannya untuk mengkodekan lampu Anda. Secara khusus, Anda akan membutuhkan:

  • Kabel USB-Arduino (dan adaptor jika Anda tidak memiliki port USB di laptop Anda)
  • Kabel pria-pria
  • Kabel pria-wanita
  • Kabel ekstra panjang (untuk dipotong jika diperlukan)
  • Kabel jumper (untuk menghubungkan fotoresistor Sirkuit Snap ke papan tempat memotong roti)
  • Kartu micro SD dan pembaca
  • Layar OLED
  • Sebuah mikrokontroler Arduino Uno
  • Sebuah sensor PIR
  • Sensor DHT (kelembaban/suhu)
  • 220k Om resistor
  • Papan tempat memotong roti
  • LED RGB (4x) atau LED Reguler (4x)
  • Sebuah fotoresistor
• Satu set Snap Circuits Classic (seperti yang ditunjukkan oleh manual di atas). Secara khusus, Anda akan membutuhkan fotoresistor Snap Circuits.
• Gunting
• Tongkat kayu
• Pisau Exacto
• Seorang penari telanjang kawat
• Sebuah obeng
• Inti busa hitam
• Kertas konstruksi
• Seperti yang ditunjukkan pada gambar kedua, Anda memerlukan aplikasi Arduino Genuino di komputer desktop/laptop Anda untuk mengkodekan sensor.
• Seperti yang ditunjukkan pada gambar ketiga, Anda akan membutuhkan beberapa teman untuk melakukan ini!

Langkah 2: PIR / Photo-resistor - Kode

Kode pertama yang Anda buat adalah untuk PIR (sensor gerak) dan fotoresistor. Dengan menggabungkan kedua sensor ini menjadi satu kode, kita dapat membuat cahaya bereaksi terhadap tingkat kegelapan dan aktivitas (atau kekurangannya) di area tersebut. Inilah yang dilakukan setiap fungsi utama dalam kode:

setup(): fungsi ini mengaktifkan monitor serial dan menetapkan pin LED sebagai output dan pin PIR sebagai input

loop(): fungsi ini menjalankan fungsi photo_value() dan fungsi checkPIRStatus()

NBhere(): fungsi ini menulis dalam LED sebagai mati jika sensor gerak tidak menyala

SBhere(): fungsi ini membuat LED menyala sehingga menyala terang jika sensor gerak menyala

checkPIRStatus(): fungsi ini mengambil data dari sensor, kemudian memeriksa apakah nilai yang dilaporkan lebih tinggi dari 451. JIKA ya dan sensor mati, maka diaktifkan dan SBhere() berjalan. Namun, jika angka yang dilaporkan rendah dan sensor menyala, maka sensor dimatikan dan NBhere() berjalan.

photo_value(): fungsi ini memeriksa untuk melihat apakah angkanya tinggi, sedang, atau rendah dan mengubah intensitas cahaya yang sesuai.

Langkah 3: PIR / Photo-resistor - Skema Listrik

Setelah kode Anda berhasil dikompilasi, sambungkan papan tempat memotong roti Anda dengan cara yang sama seperti pada diagram Fritzing di atas. Setelah selesai, pastikan semuanya terpasang dengan benar dan tidak ada yang salah. Selain 4 LED biasa atau LED RGB, Anda memerlukan:

• Sebuah sensor PIR
• Sebuah fotoresistor
• Tiga kabel pria-wanita
• Kabel jantan-jantan
• 4 resistor 220k Om

Setelah kode Anda berhasil diunggah ke papan, lambaikan tangan Anda di atas sensor PIR. Lampu harus menyala dan cerah dan jika Anda membuka monitor serial Anda, itu harus membaca "Gerakan terdeteksi!". Setelah Anda melepaskan tangan dari PIR, monitor serial akan membaca "Gerakan berakhir!", dan LED (atau LED RGB seperti yang ditunjukkan pada diagram fritzing) akan meredup dan mati:).

Sedangkan untuk fotoresistor, jika Anda menutupinya, LED akan menyala dan/atau menyala, dan begitu Anda mengangkat tangan, LED akan meredup. Jika Anda menyalakan semua lampu di area Anda, LED seharusnya hampir mati.

Langkah 4: OLED / DHT - Kode

Setelah Anda selesai dengan segmen kode PIR/fotoresistor, Anda siap untuk beralih ke kode OLED/DHT! Berjalan dengan benar, kode ini harus mengambil data kelembaban/suhu dari lingkungan sekitar dan, setelah menampilkan informasi tersebut ke monitor serial, kode ini akan menampilkan informasi tersebut, serta status sensor lainnya, pada layar OLED.

Inilah yang dilakukan setiap fungsi dalam kode:

setup(): fungsi ini mengaktifkan monitor serial dan menginisialisasi perpustakaan

loop(): fungsi ini membuat variabel untuk suhu/kelembaban, kemudian menampilkan informasi untuk kelembaban/suhu ke layar OLED dan monitor serial

Berikut adalah perpustakaan khusus yang perlu Anda unduh untuk menjalankan kode ini:

Perpustakaan U8g2

Sidenote: kode di atas adalah untuk DHT/OLED dan untuk kartu SD, dan fungsi yang tercantum adalah fungsi yang hanya mengontrol sensor DHT/OLED.

Langkah 5: OLED / DHT - Skema Listrik

Setelah kode Anda berhasil dikompilasi, sambungkan papan tempat memotong roti Anda dengan cara yang sama seperti pada diagram Fritzing di atas. Setelah selesai, pastikan semuanya terpasang dengan benar dan tidak ada yang salah. Selain 4 LED biasa atau LED RGB, Anda memerlukan:

• Layar OLED
• Sensor DHT
• Kabel pria-pria
• 4 resistor 220k Om

Setelah kode berhasil diunggah ke papan, informasi kelembaban/suhu akan muncul di monitor serial, dan setelah layar OLED menunjukkan layar Adafruit-nya, data suhu kelembaban akan muncul di atas, dengan status masing-masing sensor mengatakan 'ON' atau 'OFF' di bawahnya:).

Langkah 6: Kumpulkan Data Dari OLED

Dengan menggunakan monitor serial, kami dapat mengubah data kelembaban/suhu menjadi grafik. Ketika kode Anda berhasil bekerja dan Anda melihat informasi kelembaban/suhu yang benar pada monitor serial, klik 'Tools', lalu 'Serial Plotter'. Setelah Anda menekan itu, Anda akan mendapatkan grafik data. Untuk mengumpulkan data, pasang sensor DHT ke papan tempat memotong roti, jalankan kode terakhir, lalu atur sensor DHT di dekat jendela Anda atau di luar dari matahari terbenam hingga matahari terbit untuk mendapatkan data.

Pada grafik di sebelah kanan Celcius Suhu vs Waktu, suhu secara bertahap menurun saat matahari terbenam. Pengambilan data ini dilakukan pada saat matahari terbenam mulai pukul 19.00 hingga 22.00. Malam hari seringkali menghasilkan suhu yang lebih rendah dibandingkan dengan siang hari karena matahari tidak lagi menghangatkan daerah tersebut secara langsung. Pengukuran ini dikumpulkan menggunakan sensor DHT, yang mengumpulkan data suhu dan kelembaban.

Grafik di sebelah kiri adalah pengukuran persentase kelembaban di udara vs waktu. Pengambilan data dilakukan mulai pukul 19.00 hingga 22.00 menggunakan sensor DHT. Seiring berjalannya waktu, kelembaban mulai meningkat, yang mungkin mengindikasikan curah hujan dalam waktu dekat. Curah hujan merupakan faktor penting untuk dipertimbangkan ketika merancang perlengkapan lampu karena peristiwa cuaca seperti hujan, salju, dan kabut dapat mengurangi visibilitas dan mempengaruhi hamburan cahaya.

Langkah 7: Kartu SD - Kode

Sekarang setelah Anda berhasil mengkodekan segmen OLED/DHT dan segmen PIR/photoresistor, Anda siap untuk segmen terakhir: kode kartu SD. Bekerja dengan benar, tujuan kode ini adalah agar kartu SD membaca data fotoresistor dan menunjukkan tren pencahayaan sepanjang hari.

Inilah yang dilakukan setiap fungsi dalam kode:

setup(): fungsi ini mengaktifkan monitor serial dan mencatat data apa pun ke monitor serial

loop(): fungsi ini menetapkan timer

writeHeader(): fungsi ini mencetak header untuk data ke dalam file kartu SD

logData(): fungsi ini mencatat waktu, kelembaban, dan suhu ke dalam file kartu SD

Pustaka tambahan yang Anda perlukan:

• Perpustakaan SD. FAT
• Pustaka DHT sederhana

Langkah 8: Kartu SD - Skema Listrik

Setelah kode Anda berhasil dikompilasi, sambungkan papan tempat memotong roti Anda dengan cara yang sama seperti pada diagram Fritzing di atas. Setelah selesai, pastikan semuanya terpasang dengan benar dan tidak ada yang salah. Anda akan perlu:

• Pembaca kartu SD
• Sebuah fotoresistor
• Kabel pria-pria
• Resistor 1 220k Om

Setelah kode berhasil diunggah, tinggalkan photoresistor di dekat jendela Anda atau bawa keluar ke halaman Anda. Biarkan di sana matahari terbenam sampai matahari terbit, dan ketika Anda kembali, keluarkan kartu micro SD. Kemudian, dengan menggunakan pembaca kartu SD, minta laptop Anda membaca informasi dan buat grafik dengannya!

Langkah 9: Mengumpulkan Data Dari Kartu SD

Di atas adalah gambar dari data yang kami kumpulkan dari nilai fotoresistor dari kartu SD. Tujuan pengumpulan data ini adalah untuk melihat tren pencahayaan sepanjang malam sehingga kita dapat melihat apakah ada sumber cahaya buatan yang sangat mengganggu yang mengganggu kehidupan semua hewan di bumi.

Untuk mengumpulkan data, sambungkan photoresistor ke papan tempat memotong roti Anda menggunakan diagram Fritzing, dan jalankan kode terakhir yang ada di file zip di akhir Instructable. Colokkan kartu micro SD Anda ke pembaca dan atur fotoresistor di dekat jendela Anda atau di luar dari matahari terbenam hingga matahari terbit untuk mengumpulkan data Anda.

Data ini dikumpulkan oleh fotoresistor, yang mengukur intensitas cahaya. Pengambilan data dilakukan mulai pukul 12.00 hingga 06.45 dan mencakup matahari terbit. Saat matahari terbit, intensitas cahaya meningkat, menyebabkan nilai yang diperoleh oleh fotoresistor meningkat. Data ini dapat digunakan untuk menentukan kapan pencahayaan buatan diperlukan karena fotoresistor menentukan intensitas cahaya alami di sekitarnya dan dapat mengetahui kapan cukup terang untuk menciptakan lanskap yang terlihat tanpa cahaya buatan.

Langkah 10: Menggabungkan Semua Kode

Setelah Anda selesai mengkodekan tiga komponen kode yang terpisah, saatnya untuk menggabungkan semuanya! Mengambil tiga komponen kode Anda, pastikan tidak ada yang sama di antara semua program, dan kemudian masukkan ke dalam program yang berbeda. Setelah itu, pastikan semuanya terhubung di papan tempat memotong roti Anda seperti di diagram Fritzing dan jalankan programnya! Bagi kami, ada beberapa kali ketika kode tidak berfungsi ketika kami menggabungkan semua komponen, jadi lihat bagian pemecahan masalah dari Instructable ini jika hal-hal tampaknya tidak berfungsi pada awalnya.

Langkah 11: Saran/Pemecahan Masalah

Berikut adalah beberapa saran untuk masalah yang mungkin Anda alami saat mengerjakan kode Anda. Kami tahu dari pengalaman bahwa kode terkadang bisa sangat mengganggu dan membuat stres, jadi semoga tips ini membantu Anda meniru *solusi polusi cahaya* kami:).

Umum:

• Pastikan semua kabel Anda terhubung ke pin yang tepat, yang diberitahukan kepada Anda dalam program saat mendefinisikan variabel.
• Pastikan semua kabel Anda terhubung dengan benar (misalnya, mungkin sisi negatif dan positif LED Anda harus diaktifkan)
• Pastikan Anda tidak memiliki RGB di papan tempat memotong roti Anda saat membuat kode untuk LED dan sebaliknya

Jika programmer tidak merespons:

• Mulai ulang Arduino dan mikrokontroler Anda
• Cabut dan pasang kembali USB Anda
• Periksa untuk memastikan port Anda adalah Arduino Uno (buka 'Tools' lalu 'Port')
• Buka file baru yang kosong dan coba jalankan itu lalu jalankan kode asli Anda

Tidak dapat menemukan solusi di sini?

Coba buka https://www.arduino.cc/en/Guide/Troubleshooting2 (situs resmi Pemecahan Masalah Arduino) dan cari masalah Anda.

Langkah 12: Merancang Model

Gunakan diagram dalam file zip untuk mendesain dan mencetak lampu 3d (namun, printer 3d tidak diperlukan). Untuk mulai mendesain model, guntinglah sepotong inti busa atau papan poster dengan ukuran sekitar 56cm x 37 cm. Untuk mempermudah pemasangan kabel, tinggikan papan dengan menempelkan balok kayu panas ke sudut-sudutnya. Buat jalan dan rumput Anda dengan menempelkan potongan kertas konstruksi hitam ke papan dan memotong lubang di mana lampu seharusnya berada. Beri jarak yang sama dengan membagi panjang papan menjadi 4 dan memotong ruang di alasnya. tentukan lokasi sensor Anda (photoresistor dan PIR) dan layar OLED juga sehingga Anda dapat memotong bagian-bagian dasar untuk memberi makan kabel melalui arduino. Setelah semua lubang dipotong, mulailah memasukkan kabel sehingga melewati di bawah model dan menempel pada arduino. Setelah semuanya selesai, lem panas sensor dan lampu di tempatnya!

Langkah 13: Uji Semuanya Bersama

Sekarang, karena komponen desain, kelistrikan, dan pengkodean sudah selesai, saatnya untuk menguji pekerjaan Anda! Silakan dan unggah program Anda ke papan, dan jika berhasil, selamat!! Jika tidak, kembali ke bagian pemecahan masalah dari Instructable ini untuk melihat apakah Anda dapat mengatasi masalahnya.

Solusi Polusi Cahaya seperti Artemis sangat penting untuk menghadirkan kembali langit malam bagi semua orang. Selama berabad-abad, orang menjadi takut pada langit malam dan menganggap cahaya sebagai penyelamat, meskipun banyak hewan menderita karena banyaknya cahaya di dekat habitat alami mereka. Dengan menggunakan Solusi Pencemaran Ringan ini, kita dapat mengambil langkah menuju lingkungan yang lebih baik sehingga kita dan semua hewan lain di Bumi tidak terganggu oleh jadwal alami mereka sehingga kita semua dapat hidup bahagia dan sehat!

Langkah 14: Ucapan Terima Kasih

Terima kasih banyak telah membaca Instruksi kami!:) Proyek ini tidak akan mungkin terlaksana tanpa grup-grup berikut, jadi inilah beberapa orang yang ingin kami ucapkan terima kasih:

• Jesus Garcia (instruktur kami di program Adler ASW) yang telah mengajari kami tentang cara menggunakan sensor ini dan membantu kami memecahkan masalah!
• Ken, Geza, Chris, Kelly, dan tim Program Remaja Adler lainnya yang telah membantu kami dalam proyek ini
• Pembicara tamu LaShelle Spencer, Carlos Roa, dan Li-Wei Hung karena memberikan ceramah menarik yang menginspirasi kami untuk terus berkreasi dengan proyek kami
• Snap Circuits karena telah mengirimi kami kit yang sangat menarik yang membantu kami mempelajari lebih lanjut tentang sirkuit dan membantu kami dengan proyek akhir kami
• para donatur Adler untuk menonton presentasi akhir kami dan memberi kami umpan balik:)

Juga, di atas adalah file zip dengan semua diagram fritzing, model, perpustakaan, dan kode yang kami gunakan untuk membuat Solusi Pencemaran Ringan ini. Kami mendorong Anda untuk mengunduh ini jika Anda ingin membuatnya di rumah!

Unduh seluruh repositori kami untuk Solusi Polusi Ringan ini di sini!