I denne artikel vil vi overveje materiale til fremstilling af handsker, som du kan styre forskellige enheder med. Forfatteren af materialet vil introducere os for teorien og i praksis vise, hvordan man fremstiller en sådan enhed. Dette materiale er mere sandsynligt uddannelsesmæssigt, og jeg håber, det vil være nyttigt for børn og voksne. Til børn - for at vække interesse for fysik, elektronik, voksne - for at minde noget materiale fra et kursus i fysik.
DIY IRglove fjernbetjening. Ved at tilslutte to fingerspidser kan du sende et signal til enheden ved hjælp af en infrarød sender. IRglove bruger princippet om transmission af styresignaler gennem usynlige bølgelængder (i det infrarøde område) for at lade enheden bevæge sig eller rotere. Fra artiklen lærer du, hvordan du implementerer optoelektroniske komponenter og administrerer dem ved hjælp af en mikrocontroller.
Værktøjer og materialer:
-IR sender;
-IR modtager;
-Batteri-stik;
- Arduino uno;
-Tranzistor;
- Modstande 330 ohm og 10 ohm;
-Maketnaya bord;
- 9V batteri;
-Handsker;
- velcro;
-Laseskærer;
Loddejern;
-Computer til programmering af Arduino;
-Limpistol;
-Syning nåle;
-Ledende tråd;
Trin 1: Teori
Lys er elektromagnetisk stråling. Og en af de vigtigste egenskaber ved elektromagnetisk stråling er bølgelængden.
Hver bølge har en bestemt form og længde. Afstanden mellem toppene (høje punkter) kaldes bølgelængden. Forskellen i bølgelængde er, hvordan vi skelner mellem forskellige typer elektromagnetisk energi. Bølgelængden er normalt angivet med det græske bogstav lambda (λ).
Det elektromagnetiske spektrum er en samlebetegnelse for alle kendte frekvenser og de tilhørende bølgelængder af kendte fotoner (elektromagnetisk stråling).
Radiobølger: 104 km> λ> 1 m
Radiobølger bruges til at transmittere data gennem modulation. For eksempel: fjernsyn, mobiltelefoner, trådløse netværk og amatørradio bruger radiobølger.
Mikrobølger: 1 m> λ> 1 mm
Mikrobølger absorberes af molekyler, der har et dipolmoment i væsker. I en mikrobølgeovn bruges denne effekt til opvarmning af mad.
Infrarøde bølger: 1 mm> λ> 780 nm.
Langt infrarødt: (1 mm - 10 μm): brugt i astronomi.
Mid-infrarød: (10 μm - 2,5 μm): Varme genstande kan stråle stærkt i dette interval. I nærheden af Infrarød: (2,5 μm - 780 nm): Bruges i billedsensorer til infrarød fotografering.
Synligt lys: 780 nm> λ> 380 nm.
Synligt lys inkluderer alle de farver, som vi kan se med det menneskelige øje. Farveudvalget ligger mellem rød (700 nm) og blå (400 nm).
Ultraviolette bølger: 380 nm> λ> 10 nm
Solen udsender stor ultraviolet stråling, som potentielt kan ødelægge det meste af livet på Jorden.
Røntgenstråler: 10 nm> λ> 13:00.
Røntgenstråler kan interagere med stof. En af de bemærkelsesværdige anvendelser er diagnostisk radiografi i medicin.
Gamma-stråler: λ <13:00.
Dette er de mest energiske fotoner. De bruges i medicin til strålebehandling af kræft.
I forbindelse med artiklen er vi interesseret i det infrarøde interval. Infrarødt lys er en elektromagnetisk bølge, der ikke er synlig for det menneskelige øje, men nogle dyr, såsom slanger, der fokuserer på den, estimerer placeringen og afstanden til bytte.
Alt med en temperatur over -268 ° C udsender infrarød stråling, og bølgelængden afhænger af temperaturen. Solen udsender halvdelen af sin samlede energi i form af infrarød stråling, og det meste af det synlige lys absorberes og transmitteres i form af infrarød stråling.
Det vigtigste er, at infrarød stråling ikke påvirker vores helbred negativt.
Infrarødt lys har mange anvendelser.
Et infrarødt kamera kan registrere varmen fra genstande eller kroppe. Det bruges for eksempel til at registrere varmetab i et hus. Kameraet bruges også i veterinærmedicin til at detektere syge områder i dyrets krop.
Søgning efter savnede mennesker natten, bevogtning af genstande, meteo- og astrologiske observationer og endda skifte tv-kanaler, alt dette gør ikke uden det infrarøde interval.
Trin to: handskeforberedelse
Den ledende tråd skal sys over handskens fingerspidser. Hvis du derefter lægger den ene fingerspids på den anden, lukkes kredsløbet, og der sendes et infrarødt signal. Faktisk er det en elektrisk afbryder.
Længden på tråden skal være mindst to gange længden fra spidsen af fingeren til håndleddet. Klip ikke begyndelsen af tråden.
Sy tråden langs toppen af handsken helt til håndleddet. Efterlad mindst 5 cm tråd på dit håndled. Gør det for alle 5 fingre. Sørg for, at ledningerne på forskellige fingre ikke rører hinanden, ellers forårsager dette en kortslutning.
Knapperne er klar. Men for at sende et signal har vi brug for en infrarød emitter. Denne IR-sender skal være synlig i handskeposition. Det nemmeste sted er øverst på knokene.
Træk benene på IR-emitteren gennem handsken. Gør dette på bagsiden af din hånd på niveau med knæene. Bøj benene på IR-emitteren med en tang for at fremstille kroge. Glem ikke, hvor er det lange, og hvor er det korte ben.
Fastgør den ledende tråd (to separate stykker) på begge ben (masteren binder blot tråden i slutningen af benet og indpakkes den flere gange). Derefter skal du blinke handsken med gevind til håndleddet. I slutningen skal der være mindst 5 cm tråd.
Forbered syv elektriske ledninger, der er ca. 20 cm lange, 1 for tommelfingeren, 4 for de andre fingre, 1 for det lange ben af IR-emitteren og 1 for det korte ben af IR-emitteren. Strip alle ledninger i begge ender. Ledninger bruges fortrinsvis i forskellige farver.
Nu skal du tilslutte ledningerne til enderne af gevindene og isolere samlingerne med et varmeledning.
Trin tre: Forbindelsesdiagram
Følg ledningsdiagrammerne for at forbinde alle komponenter til hinanden.
Fastgør ledningerne fra fingrene ind i Arduino. Fire ledninger, der starter med fire fingre, udover den store, er forbundet til 8, 9, 10, 11 Arduino-stifter.
Installer IR-modtager, transistor og modstande på brødbrættet som vist i ledningsdiagrammet. Transistoren er hovedsageligt designet til at forstærke eller skifte elektroniske signaler. Generelt er der tre ben. Det forstærkede signal føres til emitter E, det forstærkede signal kan udvindes fra samler C, og den tredje forbindelse er fælles for de to signaler, base B.Transistorkollektoren skal tilsluttes en 330 ohm modstand i serie. Derefter skal modstanden tilsluttes IR-emitteren i serie. Forbind IR-emitterkollektoren (kort ben) til modstanden.
Tilslut derefter transistorens base til en 330 ohm-modstand. Forbind den anden side af modstanden til D3-stiften på Arduino.
Outputet fra transistorens emittere skal være jordet. Det næste trin er at tilslutte IR-modtageren korrekt. IR-modtageren har en flad side og en konveks side. Når den konvekse side vender opad, skal mellembenet tilsluttes GND, venstre fod er output, OUT, og højre fod er Vs. Tilslut ledningen til OUT-terminalen på IR-modtageren, som vil blive tilsluttet D2-terminalen på Arduino.
Tilslut ledningen til GND-terminalen på IR-modtageren, som vil være tilsluttet GND Arduino-stiften. Tilslut ledningen til Vs-foden på IR-modtageren, som vil være tilsluttet Arduinos 5-volt udgang.
Trin fire: Arduino
Lav et hus til Arduino med en laserskærer. Filen kan downloades nedenfor.
gloveIR.svg
Lim siderne og bunden sammen. Installer Arduino og bord i kabinettet. Indsæt forbindelsesstifterne i de medfølgende huller i boksens låg. Anbring stifterne på den rigtige Arduino I / O. Sæt dækslet på igen.
Klip et stykke velcro med en længde svarende til diameteren på dit håndled. Fastgør sagen med velcro gennem de medfølgende huller. Sæt en handske på og armbånd på hånden.
Batteriet installeres separat, også med velcro.
Trin fem: Programmering
Programmering fungerer ikke med version 1.8.7 arduino på grund af en intern fejl.
Download Arduino-programmet til din computer. Arduino er open source og kan downloades gratis på dette link: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Med Arduino Uno og dette program kan du oprette mange systemer.
For at bruge programmet til IRglove, skal du først installere IR-biblioteket.
- Besøg IRLib2-siden på GitHub.
-Vælg "download ZIP", eller klik bare på dette linket.
- Pak zip-filen ud efter download.
-Filen “IRLib2-master” indeholder 5 separate filer. Dette skyldes, at dette bibliotek er en samling af 5 biblioteker, der arbejder sammen.
- Lav en kopi af alle 5 filer i en Arduino-biblioteksfil ved siden af andre Arduino-biblioteker. Du finder det mest i din fil: hjem / Dokumenter / Arduino / Biblioteker. Biblioteker kan ikke installeres ved siden af selve Arduino-applikationen.
- Genstart Arduino IDE.
Tilslut din Arduino til din computer. Vælg den rigtige mappe: “Arduino / Genuino Uno”. Og vælg derefter den rigtige "Port".
Download GloveIR_phablabs-programmet (leveres) til Arduino. 2 faner åbnes: GloveIR og EEPROMAnything.h.
Vælg en fjernbetjeningsenhed (der arbejder med IR), som du gerne vil styre med din IR-handske. Du kan tildele 4 hold. Åbn Arduino Serial-skærmen ved at klikke på forstørrelsesglasset i øverste højre hjørne.
Indtast det første nummer “0”, og tryk derefter på knappen (tilslut tommelfingeren og enhver anden finger) på fjernbetjeningen. Der vises en meddelelse om, at der er modtaget et signal. Derefter skal du udføre den samme handling for de andre fingre, men udpege dem som 1, 2, 3.
Nu er disse kommandoer genkendt af Arduino. Tilslut batteriet til din Arduino, før du tager Arduino ud af computeren.
Efter at have bundet senderen til modtageren og tilsluttet sidstnævnte til enheden, kan du styre den med en handske.
Koden kan downloades nedenfor.
GloveIR_phablabs.zip
