Dans cet article, nous examinerons le matériel sur la fabrication de gants, avec lequel vous pouvez contrôler divers appareils. L'auteur du matériel nous présentera la théorie et montrera en pratique comment fabriquer un tel appareil. Ce matériel est plus probablement éducatif et j'espère qu'il sera utile aux enfants et aux adultes. Aux enfants - pour susciter l'intérêt pour la physique, électronique, adultes - pour rappeler du matériel d'un cours de physique.
Télécommande DIY IRglove. En connectant deux doigts, vous pouvez envoyer un signal à l'appareil à l'aide d'un émetteur infrarouge. IRglove utilise le principe de la transmission de signaux de commande à travers des longueurs d'onde invisibles (dans la plage infrarouge) pour permettre à l'appareil de se déplacer ou de tourner. Dans cet article, vous apprendrez comment implémenter des composants optoélectroniques et les gérer à l'aide d'un microcontrôleur.
Outils et matériaux:
-Émetteur IR;
-Récepteur IR;
-Connecteur de batterie;
- Arduino Uno;
Transistor
- Résistances 330 ohms et 10 ohms;
-Board;
- Batterie 9V;
-Glove;
- Velcro;
-Coupe laser;
-Fer à souder;
-Computer pour programmer Arduino;
-Pistolet à colle;
-Aiguilles à coudre;
-Fil conducteur;
Première étape: théorie
La lumière est un rayonnement électromagnétique. Et l'une des propriétés les plus importantes du rayonnement électromagnétique est la longueur d'onde.
Chaque vague a une forme et une longueur spécifiques. La distance entre les pics (points hauts) est appelée longueur d'onde. La différence de longueur d'onde est la façon dont nous distinguons les différents types d'énergie électromagnétique. La longueur d'onde est généralement indiquée par la lettre grecque lambda (λ).
Le spectre électromagnétique est un terme collectif pour toutes les fréquences connues et les longueurs d'onde associées des photons connus (rayonnement électromagnétique).
Ondes radio: 104 km> λ> 1 m
Les ondes radio sont utilisées pour transmettre des données par modulation. Par exemple: la télévision, les téléphones mobiles, les réseaux sans fil et la radio amateur utilisent des ondes radio.
Micro-ondes: 1 m> λ> 1 mm
Les micro-ondes sont absorbées par des molécules qui ont un moment dipolaire dans les liquides. Dans un four à micro-ondes, cet effet est utilisé pour chauffer des aliments.
Ondes infrarouges: 1 mm> λ> 780 nm.
Infrarouge lointain: (1 mm - 10 μm): utilisé en astronomie.
Infrarouge moyen: (10 μm - 2,5 μm): Les objets chauds peuvent rayonner fortement dans cette plage. Infrarouge proche: (2,5 μm - 780 nm): utilisé dans les capteurs d'image pour la photographie infrarouge.
Lumière visible: 780 nm> λ> 380 nm.
La lumière visible comprend toutes les couleurs que nous pouvons voir avec l'œil humain. La gamme de couleurs se situe entre le rouge (700 nm) et le bleu (400 nm).
Ondes ultraviolettes: 380 nm> λ> 10 nm
Le soleil émet un rayonnement ultraviolet important, qui peut potentiellement détruire la plupart de la vie sur Terre.
Rayons X: 10 nm> λ> 13 h.
Les rayons X peuvent interagir avec la matière. L'une des utilisations notables est la radiographie diagnostique en médecine.
Rayons gamma: λ <13 h.
Ce sont les photons les plus énergétiques. Ils sont utilisés en médecine pour la radiothérapie du cancer.
Dans le cadre de l'article, nous nous intéressons à la gamme infrarouge. La lumière infrarouge est une onde électromagnétique qui n'est pas visible à l'œil humain, mais certains animaux, par exemple les serpents, en se concentrant sur elle estiment l'emplacement et la distance de la proie.
Tout ce qui a une température supérieure à -268 ° C émet un rayonnement infrarouge et la longueur d'onde dépend de la température. Le soleil émet la moitié de son énergie totale sous forme de rayonnement infrarouge, et la majeure partie de la lumière visible est absorbée et transmise sous forme de rayonnement infrarouge.
L'important est que le rayonnement infrarouge n'affecte pas négativement notre santé.
La lumière infrarouge a de nombreuses utilisations.
Une caméra infrarouge peut détecter la chaleur d'objets ou de corps. Il est utilisé, par exemple, pour détecter les pertes de chaleur dans une maison. La caméra est également utilisée en médecine vétérinaire pour détecter les zones malades du corps de l'animal.
La recherche de personnes disparues la nuit, la protection des objets, les observations météorologiques et astrologiques, et même la commutation des chaînes de télévision, tout cela ne se passe pas de la portée infrarouge.
Deuxième étape: préparation des gants
Le fil conducteur doit être cousu sur le bout des doigts du gant. Si vous placez ensuite un doigt sur l'autre, le circuit se ferme et un signal infrarouge est envoyé. En fait, c'est un interrupteur électrique.
La longueur du fil doit être au moins deux fois supérieure à celle du bout du doigt au poignet. Ne coupez pas le début du fil.
Cousez le fil le long du haut du gant jusqu'au poignet. Laissez au moins 5 cm de fil sur votre poignet. Faites-le pour les 5 doigts. Assurez-vous que les fils des différents doigts ne se touchent pas, sinon cela provoquerait un court-circuit.
Les boutons sont prêts. Mais pour envoyer un signal, nous avons besoin d'un émetteur infrarouge. Cet émetteur IR doit être visible en position de gant. L'endroit le plus facile est au sommet des phalanges.
Tirez les jambes de l'émetteur IR à travers le gant. Faites-le sur le dos de votre main, au niveau des jointures. Pliez les jambes de l'émetteur IR avec une pince pour faire des crochets. N'oubliez pas où est la longue et où est la jambe courte.
Fixez le fil conducteur (deux pièces séparées) sur les deux jambes (le maître attache simplement le fil à l'extrémité de la jambe et l'enroule plusieurs fois). Ensuite, vous devez flasher le gant avec du fil au poignet. À la fin, il devrait y avoir au moins 5 cm de fil.
Préparez sept fils électriques d'environ 20 cm de long: 1 pour le pouce, 4 pour les autres orteils, 1 pour la jambe longue de l'émetteur IR et 1 pour la jambe courte de l'émetteur IR. Dénudez tous les fils aux deux extrémités. Les fils sont de préférence utilisés dans différentes couleurs.
Vous devez maintenant connecter les fils aux extrémités des filetages et isoler les joints avec un caloduc.
Troisième étape: schéma de câblage
Suivez les schémas de câblage pour connecter tous les composants les uns aux autres.
Fixez les fils provenant des doigts dans l'Arduino. Quatre fils, en commençant par quatre doigts, en plus du gros, sont connectés à 8, 9, 10, 11 broches Arduino.
Installez le récepteur IR, le transistor et les résistances sur la platine d'essai comme indiqué dans le schéma de câblage. Le transistor est principalement conçu pour amplifier ou commuter des signaux électroniques. En général, il y a trois jambes. Le signal amplifié est envoyé à l'émetteur E, le signal amplifié peut être extrait du collecteur C et la troisième connexion est commune aux deux signaux, la base B.Le collecteur de transistor doit être connecté à une résistance de 330 ohms en série. Ensuite, la résistance doit être connectée à l'émetteur IR en série. Connectez le collecteur d'émetteur IR (jambe courte) à la résistance.
Connectez ensuite la base du transistor à une résistance de 330 ohms. Connectez l'autre côté de la résistance à la broche D3 de l'Arduino.
La sortie des émetteurs du transistor doit être mise à la terre. L'étape suivante consiste à connecter correctement le récepteur IR. Le récepteur IR a un côté plat et un côté convexe. Lorsque le côté convexe est orienté vers le haut, la jambe centrale doit être connectée à GND, le pied gauche est la sortie, OUT, et le pied droit est Vs. Connectez le fil à la borne OUT du récepteur IR, qui sera connecté à la borne D2 de l'Arduino.
Connectez le fil à la borne GND du récepteur IR, qui sera connecté à la broche GND Arduino. Connectez le fil au pied Vs du récepteur IR, qui sera connecté à la sortie 5 volts de l'Arduino.
Quatrième étape: Arduino
Faites un boîtier pour l'Arduino avec un cutter laser. Le fichier peut être téléchargé ci-dessous.
gloveIR.svg
Collez les côtés et le bas ensemble. Installez l'Arduino et la carte dans le châssis. Insérez les broches de connexion dans les trous prévus dans le couvercle de la boîte. Placez les broches sur la bonne E / S Arduino. Remettez le couvercle.
Coupez un morceau de velcro d'une longueur égale au diamètre de votre poignet. Fixez le boîtier avec du velcro à travers les trous fournis. Mettez un gant et bracelet à portée de main.
La batterie est installée séparément, également avec Velcro.
Cinquième étape: programmation
La programmation ne fonctionne pas avec la version 1.8.7 arduino en raison d'une erreur interne.
Téléchargez le programme Arduino sur votre ordinateur. Arduino est open source et peut être téléchargé gratuitement sur ce lien: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Avec Arduino Uno et ce programme, vous pouvez créer de nombreux systèmes.
Pour utiliser le programme pour IRglove, vous devez d'abord installer la bibliothèque IR.
- Visitez la page IRLib2 sur GitHub.
-Sélectionnez "télécharger ZIP", ou cliquez simplement dessus le lien.
- Décompressez le fichier zip après le téléchargement.
-Le fichier «IRLib2-master» contient 5 fichiers distincts. En effet, cette bibliothèque est une collection de 5 bibliothèques qui fonctionnent ensemble.
- Faites une copie des 5 fichiers dans un fichier de bibliothèque Arduino à côté d'autres bibliothèques Arduino. Vous le trouverez principalement dans votre fichier: home / Documents / Arduino / Libraries. Les bibliothèques ne peuvent pas être installées à côté de l'application Arduino elle-même.
-Redémarrez Arduino IDE.
Connectez votre Arduino à votre ordinateur. Sélectionnez le bon dossier: «Arduino / Genuino Uno». Et puis sélectionnez le «Port» correct.
Téléchargez le programme GloveIR_phablabs (fourni) sur Arduino. 2 onglets s'ouvriront: GloveIR et EEPROMAnything.h.
Sélectionnez un dispositif de télécommande (fonctionnant avec IR) que vous souhaitez contrôler avec votre gant IR. Vous pouvez affecter 4 équipes. Ouvrez le moniteur série Arduino en cliquant sur la loupe dans le coin supérieur droit.
Saisissez le premier chiffre «0», puis appuyez sur le bouton (connectez votre pouce et tout autre doigt) de la télécommande. Un message apparaît indiquant qu'un signal a été reçu. Ensuite, vous devez effectuer la même opération pour les autres doigts, mais en les désignant comme 1, 2, 3.
Maintenant, ces commandes sont reconnues par Arduino. Connectez la batterie à votre Arduino avant de déconnecter l'Arduino de l'ordinateur.
Maintenant, après avoir attaché l'émetteur au récepteur et connecté ce dernier à l'appareil, vous pouvez le contrôler avec un gant.
Le code peut être téléchargé ci-dessous.
GloveIR_phablabs.zip
