In questo articolo considereremo il materiale sulla fabbricazione dei guanti, con il quale è possibile controllare vari dispositivi. L'autore del materiale ci introdurrà alla teoria e mostrerà in pratica come realizzare un tale dispositivo. Questo materiale è più probabilmente educativo e spero che possa essere utile a bambini e adulti. Ai bambini - per suscitare interesse per la fisica, elettronica, adulti - per ricordare del materiale di un corso di fisica.
Telecomando IRglove fai-da-te. Collegando due dita, è possibile inviare un segnale al dispositivo utilizzando un trasmettitore a infrarossi. IRglove utilizza il principio di trasmissione dei segnali di controllo attraverso lunghezze d'onda invisibili (nella gamma degli infrarossi) per consentire al dispositivo di muoversi o ruotare. Dall'articolo imparerai come implementare i componenti optoelettronici e gestirli utilizzando un microcontrollore.
Strumenti e materiali:
-IR trasmettitore;
-IR ricevitore;
-Connettore batteria;
- Arduino Uno;
-Tranzistor;
- Resistori 330 ohm e 10 ohm;
bordo -Maketnaya;
- Batteria da 9 V;
-Gloves;
- Velcro;
-Taglierina laser;
-Saldatura del ferro;
-Computer per la programmazione di Arduino;
- Pistola per colla;
-Aghi da cucito;
-Filo conduttivo;
Primo passo: teoria
La luce è radiazione elettromagnetica. E una delle proprietà più importanti della radiazione elettromagnetica è la lunghezza d'onda.
Ogni onda ha una forma e una lunghezza specifiche. La distanza tra i picchi (punti più alti) è chiamata lunghezza d'onda. La differenza nella lunghezza d'onda è il modo in cui distinguiamo tra diversi tipi di energia elettromagnetica. La lunghezza d'onda è solitamente indicata dalla lettera greca lambda (λ).
Lo spettro elettromagnetico è un termine collettivo per tutte le frequenze note e le lunghezze d'onda associate di fotoni noti (radiazione elettromagnetica).
Onde radio: 104 km> λ> 1 m
Le onde radio vengono utilizzate per trasmettere dati attraverso la modulazione. Ad esempio: televisione, telefoni cellulari, reti wireless e radioamatori utilizzano le onde radio.
Microonde: 1 m> λ> 1 mm
Le microonde sono assorbite da molecole che hanno un momento di dipolo nei liquidi. In un forno a microonde, questo effetto viene utilizzato per riscaldare i cibi.
Onde infrarosse: 1 mm> λ> 780 nm.
Infrarosso lontano: (1 mm - 10 μm): usato in astronomia.
Infrarosso medio: (10 μm - 2,5 μm): gli oggetti caldi possono irradiarsi fortemente in questo intervallo. Infrarosso vicino: (2,5 μm - 780 nm): utilizzato nei sensori di immagine per la fotografia a infrarossi.
Luce visibile: 780 nm> λ> 380 nm.
La luce visibile include tutti i colori che possiamo vedere con l'occhio umano. La gamma di colori si trova tra il rosso (700 nm) e il blu (400 nm).
Onde ultraviolette: 380 nm> λ> 10 nm
Il sole emette grandi radiazioni ultraviolette, che possono potenzialmente distruggere la maggior parte della vita sulla Terra.
Raggi X: 10 nm> λ> 13:00.
I raggi X possono interagire con la materia. Uno degli usi notevoli è la radiografia diagnostica in medicina.
Raggi gamma: λ <1pm.
Questi sono i fotoni più energici. Sono usati in medicina per la radioterapia del cancro.
Nel contesto dell'articolo, siamo interessati alla gamma degli infrarossi. La luce infrarossa è un'onda elettromagnetica che non è visibile all'occhio umano, ma alcuni animali, ad esempio serpenti, concentrandosi su di essa stimano la posizione e la distanza della preda.
Tutto con una temperatura superiore a -268 ° C emette radiazioni infrarosse e la lunghezza d'onda dipende dalla temperatura. Il sole emette metà della sua energia totale sotto forma di radiazione infrarossa e la maggior parte della luce visibile viene assorbita e trasmessa sotto forma di radiazione infrarossa.
L'importante è che le radiazioni infrarosse non influiscano negativamente sulla nostra salute.
La luce a infrarossi ha molti usi.
Una telecamera a infrarossi è in grado di rilevare il calore di oggetti o corpi. Viene utilizzato, ad esempio, per rilevare la perdita di calore in una casa. La fotocamera viene anche utilizzata in medicina veterinaria per rilevare aree malate del corpo dell'animale.
La ricerca delle persone scomparse di notte, la protezione degli oggetti, le osservazioni meteorologiche e astrologiche e persino il passaggio dei canali TV, tutto ciò non fa a meno del raggio infrarosso.
Fase due: preparazione dei guanti
Il filo conduttivo deve essere cucito sopra la punta del dito del guanto. Se si posiziona quindi un dito sull'altro, il circuito si chiude e viene inviato un segnale a infrarossi. In realtà, è un interruttore elettrico.
La lunghezza del filo dovrebbe essere almeno il doppio della lunghezza dalla punta del dito al polso. Non tagliare l'inizio del filo.
Cucire il filo lungo la parte superiore del guanto fino al polso. Lasciare almeno 5 cm di filo sul polso. Fallo per tutte e 5 le dita. Accertarsi che i fili di dita diverse non si tocchino, altrimenti ciò causerà un corto circuito.
I pulsanti sono pronti. Ma per inviare un segnale abbiamo bisogno di un emettitore a infrarossi. Questo trasmettitore IR dovrebbe essere visibile nella posizione del guanto. Il posto più semplice è in cima alle nocche.
Tirare le gambe dell'emettitore IR attraverso il guanto. Fallo sul dorso della mano, a livello delle nocche. Piegare le gambe dell'emettitore IR con una pinza per fare ganci. Non dimenticare dov'è il lungo e dov'è la gamba corta.
Fissare il filo conduttivo (due pezzi separati) su entrambe le gambe (il maestro lega semplicemente il filo all'estremità della gamba e lo avvolge più volte). Successivamente, è necessario lampeggiare il guanto con filo al polso. Alla fine dovrebbero esserci almeno 5 cm di filo.
Preparare sette fili elettrici lunghi circa 20 cm 1 per il pollice, 4 per le altre dita, 1 per la gamba lunga dell'emettitore IR e 1 per la gamba corta dell'emettitore IR. Spelare tutti i fili ad entrambe le estremità. I cavi sono preferibilmente utilizzati in diversi colori.
Ora è necessario collegare i fili alle estremità dei fili e isolare i giunti con un tubo di calore.
Fase tre: schema elettrico
Seguire gli schemi elettrici per collegare tutti i componenti tra loro.
Fissare i fili provenienti dalle dita nell'Arduino. Quattro fili, che iniziano con quattro dita, oltre a quello grande, sono collegati a 8, 9, 10, 11 pin Arduino.
Installare il ricevitore IR, il transistor e le resistenze sulla breadboard come mostrato nello schema elettrico. Il transistor è progettato principalmente per amplificare o commutare segnali elettronici. In generale, ci sono tre gambe. Il segnale amplificato viene inviato all'emettitore E, il segnale amplificato può essere estratto dal collettore C e la terza connessione è comune ai due segnali, base B.Il collettore a transistor deve essere collegato a una resistenza da 330 ohm in serie. Quindi il resistore deve essere collegato all'emettitore IR in serie. Collegare il collettore dell'emettitore IR (gamba corta) alla resistenza.
Quindi collegare la base del transistor a una resistenza da 330 ohm. Collegare l'altro lato del resistore al pin D3 di Arduino.
L'uscita degli emettitori del transistor deve essere collegata a terra. Il prossimo passo è collegare correttamente il ricevitore IR. Il ricevitore IR ha un lato piatto e un lato convesso. Quando il lato convesso è rivolto verso l'alto, la gamba centrale deve essere collegata a GND, il piede sinistro è l'uscita, OUT e il piede destro è Vs. Collegare il filo al terminale OUT del ricevitore IR, che sarà collegato al terminale D2 dell'Arduino.
Collegare il filo al terminale GND del ricevitore IR, che sarà collegato al pin GND Arduino. Collegare il filo al piede Vs del ricevitore IR, che sarà collegato all'uscita a 5 volt dell'Arduino.
Quarto passaggio: Arduino
Realizza un alloggiamento per Arduino con un cutter laser. Il file può essere scaricato di seguito.
gloveIR.svg
Incollare i lati e il fondo insieme. Installa Arduino e la scheda nello chassis. Inserire i perni di connessione nei fori previsti nel coperchio della scatola. Posizionare i pin sull'I / O Arduino corretto. Sostituire il coperchio.
Taglia un pezzo di velcro con una lunghezza uguale al diametro del polso. Fissare la custodia con velcro attraverso i fori forniti. Indossa un guanto e braccialetto a portata di mano.
La batteria è installata separatamente, anche con velcro.
Fase cinque: programmazione
La programmazione non funziona con la versione 1.8.7 arduino a causa di un errore interno.
Scarica il programma Arduino sul tuo computer. Arduino è open source e può essere scaricato gratuitamente a questo link: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Con Arduino Uno e questo programma, puoi creare molti sistemi.
Per usare il programma per IRglove, devi prima installare la Libreria IR.
- Visita la pagina IRLib2 su GitHub.
-Seleziona "download ZIP" o fai semplicemente clic su questo il link.
- Decomprimi il file zip dopo il download.
-File "IRLib2-master" contiene 5 file separati. Questo perché questa libreria è una raccolta di 5 librerie che lavorano insieme.
- Crea una copia di tutti e 5 i file in un file di libreria Arduino accanto ad altre librerie Arduino. Lo troverai principalmente nel tuo file: home / Documenti / Arduino / Librerie. Le librerie non possono essere installate accanto all'applicazione Arduino stessa.
-Riavviare Arduino IDE.
Collega il tuo Arduino al tuo computer. Seleziona la cartella corretta: "Arduino / Genuino Uno". E quindi selezionare la "Porta" corretta.
Scarica il programma GloveIR_phablabs (Fornito) su Arduino. Si apriranno 2 schede: GloveIR ed EEPROMAnything.h.
Seleziona un dispositivo di controllo remoto (che lavora con IR) che desideri controllare con il tuo guanto IR. Puoi assegnare 4 squadre. Apri il monitor seriale Arduino facendo clic sulla lente di ingrandimento nell'angolo in alto a destra.
Immettere il primo numero "0", quindi premere il pulsante (collegare il pollice e qualsiasi altro dito) sul telecomando. Viene visualizzato un messaggio che indica che è stato ricevuto un segnale. Successivamente, è necessario eseguire la stessa operazione per le altre dita, ma designandole come 1, 2, 3.
Ora questi comandi sono riconosciuti da Arduino. Collegare la batteria ad Arduino prima di scollegare Arduino dal computer.
Ora, dopo aver collegato il trasmettitore al ricevitore e aver collegato quest'ultimo al dispositivo, è possibile controllarlo con un guanto.
Il codice può essere scaricato qui sotto.
GloveIR_phablabs.zip
