In dit artikel gaan we in op materiaal over het vervaardigen van handschoenen, waarmee je verschillende apparaten kunt bedienen. De auteur van het materiaal zal ons kennis laten maken met de theorie en in de praktijk laten zien hoe je zo'n apparaat kunt maken. Dit materiaal is waarschijnlijk leerzaam en ik hoop dat het nuttig zal zijn voor kinderen en volwassenen. Voor kinderen - om interesse in natuurkunde te wekken, elektronica, volwassenen - om wat materiaal te herinneren aan een cursus natuurkunde.
DIY IRglove-afstandsbediening. Door twee vingertoppen aan te sluiten, stuur je een signaal naar het apparaat via een infraroodzender. IRglove gebruikt het principe van het verzenden van stuursignalen via onzichtbare golflengten (in het infraroodbereik) om het apparaat te laten bewegen of roteren. Uit het artikel leert u hoe u opto-elektronische componenten implementeert en beheert met behulp van een microcontroller.
Gereedschap en materialen:
-IR zender;
-IR ontvanger;
-Batterij connector;
- Arduino Uno;
Transistor
- Weerstanden 330 ohm en 10 ohm;
-Boord;
- 9V batterij;
-Handschoen;
- klittenband;
-Lasersnijder;
-Soldeerbout;
-Computer voor het programmeren van Arduino;
-Lijmpistool;
-Naaien naalden;
-Geleidende draad;
Stap één: Theorie
Licht is elektromagnetische straling. En een van de belangrijkste eigenschappen van elektromagnetische straling is de golflengte.
Elke golf heeft een specifieke vorm en lengte. De afstand tussen de pieken (hoge punten) wordt de golflengte genoemd. Het verschil in golflengte is hoe we onderscheid maken tussen verschillende soorten elektromagnetische energie. De golflengte wordt meestal aangegeven met de Griekse letter lambda (λ).
Het elektromagnetische spectrum is een verzamelnaam voor alle bekende frequenties en de bijbehorende golflengten van bekende fotonen (elektromagnetische straling).
Radiogolven: 104 km> λ> 1 m
Radiogolven worden gebruikt om gegevens door modulatie te verzenden. Bijvoorbeeld: televisie, mobiele telefoons, draadloze netwerken en radioamateurs gebruiken radiogolven.
Microgolven: 1 m> λ> 1 mm
Microgolven worden opgenomen door moleculen die een dipoolmoment in vloeistoffen hebben. In een magnetron wordt dit effect gebruikt om voedsel te verwarmen.
Infraroodgolven: 1 mm> λ> 780 nm.
Ver infrarood: (1 mm - 10 μm): gebruikt in de astronomie.
Midden-infrarood: (10 μm - 2,5 μm): hete objecten kunnen in dit bereik sterk uitstralen. Near Infrared: (2,5 μm - 780 nm): Gebruikt in beeldsensoren voor infraroodfotografie.
Zichtbaar licht: 780 nm> λ> 380 nm.
Zichtbaar licht omvat alle kleuren die we met het menselijk oog kunnen zien. Het kleurbereik ligt tussen rood (700 nm) en blauw (400 nm).
Ultraviolette golven: 380 nm> λ> 10 nm
De zon zendt grote ultraviolette straling uit, die mogelijk het grootste deel van het leven op aarde kan vernietigen.
Röntgenstralen: 10 nm> λ> 13 uur.
Röntgenstralen kunnen interageren met materie. Een van de opmerkelijke toepassingen is diagnostische radiografie in de geneeskunde.
Gammastraling: λ <13.00 uur.
Dit zijn de meest energetische fotonen. Ze worden gebruikt in de geneeskunde voor bestraling van kanker.
In het kader van het artikel zijn we geïnteresseerd in het infraroodbereik. Infraroodlicht is een elektromagnetische golf die niet zichtbaar is voor het menselijk oog, maar sommige dieren, zoals slangen, die erop focussen, schatten de locatie en afstand tot prooi.
Alles met een temperatuur boven -268 ° C zendt infraroodstraling uit en de golflengte hangt af van de temperatuur. De zon zendt de helft van zijn totale energie uit in de vorm van infraroodstraling en het meeste zichtbare licht wordt geabsorbeerd en doorgelaten in de vorm van infraroodstraling.
Het belangrijkste is dat infraroodstraling onze gezondheid niet schaadt.
Infraroodlicht heeft veel toepassingen.
Een infraroodcamera kan de hitte van objecten of lichamen detecteren. Het wordt bijvoorbeeld gebruikt om warmteverlies in een huis te detecteren. De camera wordt ook gebruikt in de diergeneeskunde om zieke delen van het lichaam van het dier te detecteren.
'S Nachts zoeken naar vermiste mensen, objecten bewaken, meteo- en astrologische waarnemingen en zelfs van tv-zender wisselen, dit alles kan niet zonder het infraroodbereik.
Stap twee: handschoenvoorbereiding
De geleidende draad moet over de vingertoppen van de handschoen worden genaaid. Als je dan de ene vingertop op de andere legt, sluit het circuit en wordt er een infrarood signaal gestuurd. In feite is het een elektrische schakelaar.
De lengte van de draad moet minimaal tweemaal de lengte zijn van de punt van de vinger tot de pols. Knip het begin van de draad niet af.
Naai de draad langs de bovenkant van de handschoen helemaal tot aan de pols. Laat minimaal 5 cm draad om je pols. Doe het voor alle 5 vingers. Zorg ervoor dat de draden van verschillende vingers elkaar niet raken, anders ontstaat er kortsluiting.
De knoppen zijn klaar. Maar om een signaal te verzenden hebben we een infraroodzender nodig. Deze IR-zender moet zichtbaar zijn in de handschoenpositie. De gemakkelijkste plaats is bovenaan de knokkels.
Trek de benen van de IR-zender door de handschoen. Doe dit op de rug van je hand, ter hoogte van de knokkels. Buig de poten van de IR-zender met een tang om haken te maken. Vergeet niet waar is het lange en waar is het korte been.
Bevestig de geleidende draad (twee afzonderlijke stukken) op beide benen (de meester bindt de draad eenvoudig aan het uiteinde van het been en wikkelt deze meerdere keren). Vervolgens moet je de handschoen met draad om de pols laten knipperen. Aan het einde moet er minimaal 5 cm draad zijn.
Bereid zeven elektrische draden van ongeveer 20 cm lang voor: 1 voor de duim, 4 voor de andere vingers, 1 voor het lange been van de IR-zender en 1 voor het korte been van de IR-zender. Strip alle draden aan beide uiteinden. Draden worden bij voorkeur in verschillende kleuren gebruikt.
Nu moet je de draden verbinden met de uiteinden van de draden en de verbindingen isoleren met een warmtepijp.
Stap drie: bedradingsschema
Volg de bedradingsschema's om alle componenten met elkaar te verbinden.
Bevestig de draden die van de vingers komen in de Arduino. Vier draden, beginnend met vier vingers, naast de grote, zijn verbonden met 8, 9, 10, 11 Arduino-pinnen.
Installeer de IR-ontvanger, transistor en weerstanden op het breadboard zoals weergegeven in het bedradingsschema. De transistor is voornamelijk ontworpen om elektronische signalen te versterken of te schakelen. Over het algemeen zijn er drie poten. Het versterkte signaal wordt naar de emitter E gestuurd, het versterkte signaal kan uit de collector C worden gehaald en de derde verbinding is gemeenschappelijk voor de twee signalen, basis B.De transistorcollector moet in serie worden aangesloten op een weerstand van 330 ohm. Vervolgens moet de weerstand in serie worden aangesloten op de IR-zender. Sluit de IR-emittercollector (korte poot) aan op de weerstand.
Sluit vervolgens de basis van de transistor aan op een weerstand van 330 ohm. Verbind de andere kant van de weerstand met de D3 pin van de Arduino.
De uitgang van de emitters van de transistor moet worden geaard. De volgende stap is het correct aansluiten van de IR-ontvanger. De IR-ontvanger heeft een platte kant en een bolle kant. Wanneer de convexe zijde naar boven is gericht, moet het middelste been worden aangesloten op GND, de linkervoet is de uitgang, OUT en de rechtervoet is Vs. Sluit de draad aan op de OUT-aansluiting van de IR-ontvanger, die wordt aangesloten op de D2-aansluiting van de Arduino.
Sluit de draad aan op de GND-aansluiting van de IR-ontvanger, die wordt aangesloten op de GND Arduino-pin. Sluit de draad aan op de VS-voet van de IR-ontvanger, die wordt aangesloten op de 5-volt uitgang van de Arduino.
Stap vier: Arduino
Maak een behuizing voor de Arduino met een lasersnijder. Het bestand is hieronder te downloaden.
gloveIR.svg
Lijm de zijkanten en onderkant aan elkaar. Installeer de Arduino en het bord in het chassis. Steek de verbindingspennen in de voorziene gaten in het deksel van de doos. Plaats de pinnen op de juiste Arduino I / O. Plaats het deksel terug.
Knip een stuk klittenband met een lengte die gelijk is aan de diameter van je pols. Bevestig de koffer met klittenband door de voorziene gaten. Trek een handschoen aan en armband bij de hand.
De batterij wordt apart geplaatst, ook met klittenband.
Stap vijf: programmeren
Programmeren werkt niet met arduino versie 1.8.7 vanwege een interne fout.
Download het Arduino-programma naar uw computer. Arduino is open source en kan gratis worden gedownload via deze link: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Met Arduino Uno en dit programma kun je veel systemen creëren.
Om het programma voor IRglove te gebruiken, moet je eerst de IR-bibliotheek installeren.
- Bezoek de IRLib2-pagina op GitHub.
-Selecteer "download ZIP", of klik hier gewoon op de link.
- Pak het zip-bestand uit na het downloaden.
-Bestand "IRLib2-master" bevat 5 afzonderlijke bestanden. Dit komt omdat deze bibliotheek een verzameling van 5 bibliotheken is die samenwerken.
- Maak een kopie van alle 5 bestanden naar een Arduino-bibliotheekbestand naast andere Arduino-bibliotheken. U vindt dit meestal in uw bestand: home / Documents / Arduino / Libraries. Bibliotheken kunnen niet naast de Arduino-applicatie zelf worden geïnstalleerd.
-Start Arduino IDE opnieuw op.
Verbind uw Arduino met uw computer. Selecteer de juiste map: "Arduino / Genuino Uno". En selecteer vervolgens de juiste "poort".
Download het GloveIR_phablabs-programma (meegeleverd) naar Arduino. Er worden 2 tabbladen geopend: GloveIR en EEPROMAnything.h.
Selecteer een afstandsbediening (werkt met IR) die u met uw IR-handschoen wilt bedienen. U kunt 4 teams toewijzen. Open de Arduino Serial-monitor door op het vergrootglas in de rechterbovenhoek te klikken.
Voer het eerste cijfer "0" in en druk vervolgens op de knop (verbind uw duim en een andere vinger) op de afstandsbediening. Er verschijnt een bericht dat aangeeft dat er een signaal is ontvangen. Vervolgens moet u dezelfde bewerking uitvoeren voor de andere vingers, maar deze aanduiden als 1, 2, 3.
Deze opdrachten worden nu herkend door Arduino. Sluit de batterij aan op uw Arduino voordat u de Arduino loskoppelt van de computer.
Nu je de zender aan de ontvanger hebt vastgemaakt en deze op het apparaat hebt aangesloten, kun je deze met een handschoen bedienen.
De code is hieronder te downloaden.
GloveIR_phablabs.zip
