V tomto článku sa zameriame na materiál na výrobu rukavíc, pomocou ktorého môžete ovládať rôzne zariadenia. Autor materiálu nás oboznámi s teóriou a v praxi ukáže, ako vytvoriť také zariadenie. Tento materiál je pravdepodobnejšie vzdelávací a dúfam, že bude užitočný pre deti a dospelých. Pre deti - vzbudiť záujem o fyziku, elektronika, dospelí - pripomenúť nejaký materiál z kurzu fyziky.
DIY IRglove diaľkové ovládanie. Pripojením dvoch končekov prstov môžete do zariadenia poslať signál pomocou infračerveného vysielača. IRglove využíva princíp prenosu riadiacich signálov cez neviditeľné vlnové dĺžky (v infračervenom rozsahu), aby umožnil prístroju pohybovať sa alebo rotovať. Z tohto článku sa dozviete, ako implementovať optoelektronické komponenty a spravovať ich pomocou mikrokontroléra.
Náradie a materiály:
-IR vysielač;
-IR prijímač;
- konektor batérie;
- Arduino uno;
-Tranzistor;
- odpory 330 ohmov a 10 ohmov;
-Maketnaya doska;
- 9V batéria;
-rukavice;
- suchý zips;
-Laserová fréza;
-Horúce železo;
- Počítač na programovanie Arduino;
- Lepiaca pištoľ;
- Šijacie ihly;
-Vodivé vlákno;
Prvý krok: Teória
Svetlo je elektromagnetické žiarenie. Jednou z najdôležitejších vlastností elektromagnetického žiarenia je vlnová dĺžka.
Každá vlna má špecifický tvar a dĺžku. Vzdialenosť medzi vrcholmi (vysokými bodmi) sa nazýva vlnová dĺžka. Rozdiel vo vlnovej dĺžke spočíva v tom, ako rozlišujeme rôzne typy elektromagnetickej energie. Vlnová dĺžka je zvyčajne označená gréckym písmenom lambda (λ).
Elektromagnetické spektrum je súhrnný pojem pre všetky známe frekvencie a súvisiace vlnové dĺžky známych fotónov (elektromagnetické žiarenie).
Rádiové vlny: 104 km> λ> 1 m
Rádiové vlny sa používajú na prenos údajov prostredníctvom modulácie. Napríklad: televízia, mobilné telefóny, bezdrôtové siete a amatérske rádio používajú rádiové vlny.
Mikrovlny: 1 m> A> 1 mm
Mikrovlny sú absorbované molekulami, ktoré majú dipólový moment v tekutinách. V mikrovlnnej rúre sa tento účinok používa na ohrievanie potravín.
Infračervené vlny: 1 mm> A> 780 nm.
Ďaleká infračervená: (1 mm - 10 μm): používa sa v astronómii.
Stredné infračervené žiarenie: (10 μm - 2,5 μm): Horúce predmety môžu v tomto rozsahu silne vyžarovať. Blízko infračerveného žiarenia: (2,5 μm - 780 nm): Používa sa v obrazových senzoroch pre infračervenú fotografiu.
Viditeľné svetlo: 780 nm> A> 380 nm.
Viditeľné svetlo obsahuje všetky farby, ktoré môžeme vidieť ľudským okom. Rozsah farieb leží medzi červenou (700 nm) a modrou (400 nm).
Vlny ultrafialového žiarenia: 380 nm> A> 10 nm
Slnko vyžaruje veľké ultrafialové žiarenie, ktoré môže potenciálne zničiť väčšinu života na Zemi.
Röntgenové lúče: 10 nm> A> 1 pm.
Röntgenové lúče môžu interagovať s látkou. Jedným z významných použití je diagnostická rádiografia v medicíne.
Gama lúče: A <1pm.
Toto sú najenergickejšie fotóny. Používajú sa v medicíne na ožarovanie rakoviny.
V kontexte tohto článku nás zaujíma infračervený rozsah. Infračervené svetlo je elektromagnetická vlna, ktorá nie je pre ľudské oko viditeľná, ale niektoré zvieratá, napríklad hady, zameriavajúce sa na ňu odhadujú polohu a vzdialenosť od koristi.
Všetko s teplotou vyššou ako -268 ° C vyžaruje infračervené žiarenie a vlnová dĺžka závisí od teploty. Slnko vyžaruje polovicu svojej celkovej energie vo forme infračerveného žiarenia a väčšina viditeľného svetla je absorbovaná a prenášaná vo forme infračerveného žiarenia.
Dôležité je, že infračervené žiarenie nemá nepriaznivý vplyv na naše zdravie.
Infračervené svetlo má mnoho použití.
Infračervená kamera dokáže zistiť teplo predmetov alebo telies. Používa sa napríklad na zisťovanie tepelných strát v dome. Kamera sa používa aj vo veterinárnej medicíne na zisťovanie chorých oblastí tela zvieraťa.
Hľadanie nezvestných ľudí v noci, ochrana objektov, meteo a astrologické pozorovania, a dokonca aj prepínanie televíznych kanálov, to všetko nezabráni bez infračerveného dosahu.
Krok dva: príprava rukavíc
Vodivé vlákno musí byť zošité cez prsty rukavíc. Ak potom položíte jeden prst na druhý, obvod sa uzavrie a odošle sa infračervený signál. V skutočnosti je to elektrický spínač.
Dĺžka nite by mala byť najmenej dvojnásobkom dĺžky od špičky prsta po zápästie. Nezrežte začiatok závitu.
Nite prešívajte pozdĺž hornej časti rukavice až po zápästie. Na zápästí nechajte najmenej 5 cm nite. Urob to pre všetkých 5 prstov. Dbajte na to, aby sa drôty rôznych prstov navzájom nedotýkali, inak by to spôsobilo skrat.
Tlačidlá sú pripravené. Na vyslanie signálu však potrebujeme infračervený žiarič. Tento infračervený vysielač by mal byť viditeľný v polohe rukavice. Najjednoduchšie miesto je v hornej časti kĺbov.
Protiahnite nohy IR žiariča cez rukavicu. Urobte to na zadnej strane ruky, na úrovni kĺbov. Ohnite nohy infračerveného žiariča pomocou klieští, aby sa vytvorili háčiky. Nezabudnite, kde je dlhá a kde je krátka noha.
Pripevnite vodivý závit (dva samostatné kusy) na obidve nohy (master jednoducho priťahuje niť na konci nohy a niekoľkokrát ju ovinie). Ďalej je potrebné rukavicu prevliecť závitom na zápästí. Na konci by mala byť niť aspoň 5 cm.
Pripravte si sedem elektrických drôtov dlhých asi 20 cm: 1 pre palec, 4 pre ostatné prsty, 1 pre dlhú nohu IR žiariča a 1 pre krátku nohu IR žiariča. Odizolujte všetky vodiče na oboch koncoch. Drôty sa prednostne používajú v rôznych farbách.
Teraz musíte vodiče spojiť s koncami závitu a spoje izolovať tepelnou rúrkou.
Krok tretí: Schéma zapojenia
Podľa schém zapojenia spojte všetky komponenty navzájom.
Pripevnite drôty prichádzajúce z prstov do Arduina. Štyri káble začínajúce štyrmi prstami, okrem tých veľkých, sú spojené s 8, 9, 10, 11 Arduino pinmi.
Nainštalujte infračervený prijímač, tranzistory a odpory na dosku s ostrými hranami, ako je to znázornené na schéme zapojenia. Tranzistor je určený hlavne na zosilňovanie alebo prepínanie elektronických signálov. Všeobecne existujú tri nohy. Zosilnený signál sa privádza do žiariča E, zosilnený signál sa môže extrahovať z kolektora C a tretie spojenie je spoločné pre oba signály, základňu B.Tranzistorový kolektor musí byť zapojený do série s odporom 330 ohmov. Potom musí byť rezistor pripojený k IR žiariču v sérii. Pripojte kolektor infračerveného žiariča (krátka noha) k rezistoru.
Potom pripojte základňu tranzistora k odporu 330 ohmov. Pripojte druhú stranu odporu k D3 pinu Arduino.
Výstup žiaričov tranzistora musí byť uzemnený. Ďalším krokom je správne pripojenie infračerveného prijímača. IR prijímač má plochú stranu a konvexnú stranu. Keď konvexná strana smeruje nahor, stredná noha by mala byť pripojená k GND, ľavá noha je výstupom, OUT a pravá noha je Vs. Pripojte drôt k OUT terminálu IR prijímača, ktorý bude pripojený k D2 terminálu Arduino.
Pripojte drôt k GND terminálu IR prijímača, ktorý bude pripojený k GND Arduino pinu. Pripojte drôt k pätke Vs IR prijímača, ktorý bude pripojený k 5-voltovému výstupu Arduino.
Krok 4: Arduino
Vytvorte kryt pre Arduino pomocou laserovej rezačky. Súbor si môžete stiahnuť nižšie.
gloveIR.svg
Boky a spodok prilepte k sebe. Nainštalujte Arduino a dosku vložte do šasi. Pripojovacie kolíky zasuňte do určených otvorov vo veku krabice. Umiestnite kolíky na správne Arduino I / O. Nasaďte kryt.
Odrežte kúsok suchého zipsu na dĺžku rovnajúcu sa priemeru zápästia. Pripevnite puzdro pomocou suchého zipsu cez poskytnuté otvory. Nasaďte si rukavice a náramok po ruke.
Batéria sa inštaluje osobitne, tiež pomocou suchého zipsu.
Krok 5: Programovanie
Programovanie nefunguje s verziou 1.8.7 arduino kvôli vnútornej chybe.
Stiahnite si program Arduino do svojho počítača. Arduino je otvorený zdroj a môžete si ho zadarmo stiahnuť na tomto odkaze: https://www.arduino.cc/en/Main/Software, S Arduino Uno a týmto programom môžete vytvoriť veľa systémov.
Ak chcete používať program pre IRglove, musíte najprv nainštalovať knižnicu IR.
- Navštívte stránku IRLib2 na serveri GitHub.
-Vyberte možnosť „Stiahnuť ZIP“ alebo jednoducho kliknite na túto položku odkaz.
- Po stiahnutí rozbaľte súbor zip.
-Súbor „IRLib2-master“ obsahuje 5 samostatných súborov. Dôvodom je skutočnosť, že táto knižnica je zbierka 5 knižníc, ktoré spolupracujú.
- Vytvorte kópiu všetkých 5 súborov do súboru knižnice Arduino vedľa ďalších knižníc Arduino. Väčšinou to nájdete vo svojom súbore: home / Dokumenty / Arduino / Knižnice. Knižnice sa nedajú nainštalovať vedľa samotnej aplikácie Arduino.
-Znovu spustite Arduino IDE.
Pripojte Arduino k počítaču. Vyberte správny priečinok: „Arduino / Genuino Uno“. Potom vyberte správny „Port“.
Stiahnite si program GloveIR_phablabs (Poskytnuté) do Arduino. Otvoria sa 2 karty: GloveIR a EEPROMAnything.h.
Vyberte zariadenie na diaľkové ovládanie (pracujúce s IR), ktoré chcete ovládať pomocou svojej IR rukavice. Môžete priradiť 4 tímy. Otvorte monitor Arduino Serial kliknutím na lupu v pravom hornom rohu.
Zadajte prvé číslo „0“ a potom stlačte tlačidlo (pripojte palec a iný prst) na diaľkovom ovládači. Zobrazí sa správa oznamujúca, že signál bol prijatý. Ďalej musíte urobiť rovnakú operáciu pre ostatné prsty, ale označiť ich ako 1, 2, 3.
Teraz tieto príkazy rozpoznáva Arduino. Pred odpojením Arduina od počítača pripojte batériu k Arduino.
Po pripojení vysielača k prijímaču a pripojeniu prijímača k zariadeniu ho môžete ovládať pomocou rukavice.
Kód si môžete stiahnuť nižšie.
GloveIR_phablabs.zip
