Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét tài liệu về sản xuất găng tay, trong đó bạn có thể điều khiển các thiết bị khác nhau. Tác giả của tài liệu sẽ giới thiệu cho chúng tôi lý thuyết và chỉ ra trong thực tế cách chế tạo một thiết bị như vậy. Tài liệu này có nhiều khả năng giáo dục và tôi hy vọng nó sẽ hữu ích cho trẻ em và người lớn. Đối với trẻ em - để khơi dậy hứng thú với vật lý, điện tử, người lớn - để nhắc nhở một số tài liệu từ một khóa học trong vật lý.
Tự động điều khiển từ xa IRglove. Bằng cách kết nối hai đầu ngón tay, bạn có thể gửi tín hiệu đến thiết bị bằng bộ phát hồng ngoại. IRglove sử dụng nguyên tắc truyền tín hiệu điều khiển thông qua các bước sóng vô hình (trong phạm vi hồng ngoại) để cho phép thiết bị di chuyển hoặc xoay. Từ bài viết, bạn sẽ tìm hiểu cách thực hiện các thành phần quang điện tử và quản lý chúng bằng vi điều khiển.
Dụng cụ và vật liệu:
Máy phát -IR;
-IR thu;
-Kết nối pin;
- Arduino Đoàn kết;
Transitor
- Điện trở 330 ohms và 10 ohms;
-Board;
- Pin 9V;
-Glove;
- Velcro;
-Laser cắt;
-Sanh sắt;
-Computer để lập trình Arduino;
Súng -Gue;
-Siến kim;
Chủ đề -Cond dẫn;
Bước một: Lý thuyết
Ánh sáng là bức xạ điện từ. Và một trong những tính chất quan trọng nhất của bức xạ điện từ là bước sóng.
Mỗi sóng có một hình dạng và chiều dài cụ thể. Khoảng cách giữa các đỉnh (điểm cao) được gọi là bước sóng. Sự khác biệt về bước sóng là cách chúng ta phân biệt giữa các loại năng lượng điện từ khác nhau. Bước sóng thường được biểu thị bằng chữ Hy Lạp lambda (λ).
Phổ điện từ là một thuật ngữ tập thể cho tất cả các tần số đã biết và các bước sóng liên quan của các photon đã biết (bức xạ điện từ).
Sóng vô tuyến: 104 km>> 1 m
Sóng vô tuyến được sử dụng để truyền dữ liệu thông qua điều chế. Ví dụ: tivi, điện thoại di động, mạng không dây và radio nghiệp dư sử dụng sóng radio.
Sóng vi ba: 1 m>> 1 mm
Sóng vi ba được hấp thụ bởi các phân tử có mômen lưỡng cực trong chất lỏng. Trong lò vi sóng, hiệu ứng này được sử dụng để hâm nóng thức ăn.
Sóng hồng ngoại: 1 mm>> 780nm.
Hồng ngoại xa: (1 mm - 10 m): được sử dụng trong thiên văn học.
Trung hồng ngoại: (10 m - 2,5 m): Các vật nóng có thể tỏa ra mạnh trong phạm vi này. Hồng ngoại gần: (2,5 m - 780nm): Được sử dụng trong các cảm biến hình ảnh để chụp ảnh hồng ngoại.
Ánh sáng nhìn thấy được: 780nm>> 380 nm.
Ánh sáng nhìn thấy bao gồm tất cả các màu sắc mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng mắt người. Phạm vi màu nằm giữa đỏ (700nm) và xanh lam (400nm).
Sóng cực tím: 380nm>> 10 nm
Mặt trời phát ra bức xạ cực tím lớn, có khả năng phá hủy hầu hết sự sống trên Trái đất.
X-quang: 10nm>> 1 giờ chiều.
Tia X có thể tương tác với vật chất. Một trong những ứng dụng đáng chú ý là X quang chẩn đoán trong y học.
Tia gamma: <1pm.
Đây là những photon năng lượng nhất. Chúng được sử dụng trong y học để xạ trị ung thư.
Trong bối cảnh của bài viết, chúng tôi quan tâm đến phạm vi hồng ngoại. Ánh sáng hồng ngoại là một sóng điện từ mà mắt người không nhìn thấy được, nhưng một số loài động vật, ví dụ, rắn, tập trung vào nó ước tính vị trí và khoảng cách với con mồi.
Mọi thứ có nhiệt độ trên -268 ° C đều phát ra bức xạ hồng ngoại và bước sóng phụ thuộc vào nhiệt độ. Mặt trời phát ra một nửa tổng năng lượng của nó dưới dạng bức xạ hồng ngoại, và hầu hết ánh sáng khả kiến được hấp thụ và truyền dưới dạng bức xạ hồng ngoại.
Điều quan trọng là bức xạ hồng ngoại không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của chúng ta.
Đèn hồng ngoại có nhiều công dụng.
Một camera hồng ngoại có thể phát hiện nhiệt của các vật thể hoặc cơ thể. Nó được sử dụng, ví dụ, để phát hiện mất nhiệt trong một ngôi nhà. Camera cũng được sử dụng trong thú y để phát hiện các khu vực bị bệnh của cơ thể động vật.
Việc tìm kiếm người mất tích vào ban đêm, bảo vệ các vật thể, quan sát meteo và chiêm tinh và thậm chí chuyển kênh TV, tất cả những điều này không làm được nếu không có phạm vi hồng ngoại.
Bước hai: chuẩn bị găng tay
Các sợi dẫn phải được khâu trên đầu ngón tay của găng tay. Nếu sau đó bạn đặt một ngón tay lên ngón tay kia, mạch sẽ đóng lại và tín hiệu hồng ngoại được gửi. Trong thực tế, nó là một công tắc điện.
Độ dài của sợi chỉ nên dài ít nhất gấp đôi chiều dài từ đầu ngón tay đến cổ tay. Đừng cắt đầu sợi chỉ.
Khâu chỉ dọc theo đỉnh của găng tay cho đến cổ tay. Để lại ít nhất 5 cm sợi trên cổ tay của bạn. Làm điều đó cho tất cả 5 ngón tay. Đảm bảo rằng các dây của các ngón tay khác nhau không chạm vào nhau, nếu không điều này sẽ gây đoản mạch.
Các nút đã sẵn sàng. Nhưng để gửi tín hiệu chúng ta cần một bộ phát hồng ngoại. Máy phát hồng ngoại này nên được nhìn thấy ở vị trí găng tay. Nơi dễ nhất là trên đỉnh của đốt ngón tay.
Kéo chân của bộ phát hồng ngoại qua găng tay. Làm điều này trên mu bàn tay của bạn, ở cấp độ của đốt ngón tay. Bẻ cong chân của bộ phát hồng ngoại bằng kìm để làm móc. Đừng quên đâu là chân dài và đâu là chân ngắn.
Vặn chặt sợi dẫn (hai mảnh riêng biệt) trên cả hai chân (chủ chỉ cần buộc sợi chỉ ở cuối chân và quấn lại nhiều lần). Tiếp theo, bạn cần flash găng tay với sợi chỉ vào cổ tay. Cuối cùng nên có ít nhất 5 cm sợi.
Chuẩn bị bảy dây điện dài khoảng 20 cm, 1 cho ngón cái, 4 cho các ngón còn lại, 1 cho chân dài của bộ phát hồng ngoại và 1 cho chân ngắn của bộ phát IR. Dải tất cả các dây ở cả hai đầu. Dây tốt nhất là được sử dụng trong các màu sắc khác nhau.
Bây giờ bạn cần kết nối dây với các đầu của sợi và cách điện các khớp bằng ống dẫn nhiệt.
Bước ba: Sơ đồ nối dây
Thực hiện theo các sơ đồ nối dây để kết nối tất cả các thành phần với nhau.
Vặn chặt các dây đến từ các ngón tay vào Arduino. Bốn dây, bắt đầu bằng bốn ngón tay, ngoài ngón lớn, được kết nối với 8 chân 9, 9, 10, 11 Arduino.
Cài đặt bộ thu IR, bóng bán dẫn và điện trở trên bảng mạch như thể hiện trong sơ đồ nối dây. Các bóng bán dẫn được thiết kế chủ yếu để khuếch đại hoặc chuyển đổi tín hiệu điện tử. Nói chung, có ba chân. Tín hiệu khuếch đại được đưa đến bộ phát E, tín hiệu khuếch đại có thể được trích ra từ bộ thu C và kết nối thứ ba là chung cho hai tín hiệu, cơ sở B.Bộ thu bóng bán dẫn phải được kết nối với điện trở 330 ohm nối tiếp. Sau đó, điện trở phải được kết nối với bộ phát IR nối tiếp. Kết nối bộ thu IR phát (chân ngắn) với điện trở.
Sau đó kết nối cơ sở của bóng bán dẫn với một điện trở 330 ohm. Kết nối phía bên kia của điện trở với chân D3 của Arduino.
Đầu ra của các bộ phát của bóng bán dẫn phải được nối đất. Bước tiếp theo là kết nối đúng bộ thu IR. Bộ thu IR có một mặt phẳng và một mặt lồi. Khi mặt lồi hướng lên trên, chân giữa nên được kết nối với GND, chân trái là đầu ra, OUT và chân phải là Vs. Kết nối dây với thiết bị đầu cuối OUT của máy thu IR, sẽ được kết nối với thiết bị đầu cuối D2 của Arduino.
Kết nối dây với thiết bị đầu cuối GND của máy thu IR, sẽ được kết nối với chân Arduino GND. Kết nối dây với chân Vs của máy thu IR, sẽ được kết nối với đầu ra 5 volt của Arduino.
Bước bốn: Arduino
Tạo vỏ cho Arduino bằng máy cắt laser. Các tập tin có thể được tải xuống dưới đây.
găng tay
Dán keo các mặt và đáy lại với nhau. Cài đặt Arduino và bảng vào khung máy. Chèn các chân kết nối vào các lỗ được cung cấp trong nắp hộp. Đặt các chân trên Arduino I / O. Thay thế nắp.
Cắt một miếng Velcro có chiều dài bằng đường kính cổ tay của bạn. Vặn chặt vỏ bằng Velcro thông qua các lỗ được cung cấp. Đeo găng tay và vòng đeo tay trên tay.
Pin được cài đặt riêng, cũng với Velcro.
Bước năm: Lập trình
Lập trình không hoạt động với arduino phiên bản 1.8.7 do lỗi bên trong.
Tải chương trình Arduino về máy tính của bạn. Arduino là mã nguồn mở và có thể tải xuống miễn phí tại liên kết này: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. Với Arduino Uno và chương trình này, bạn có thể tạo ra nhiều hệ thống.
Để sử dụng chương trình cho IRglove, trước tiên bạn phải cài đặt Thư viện IR.
- Truy cập trang IRLib2 trên GitHub.
-Chọn "tải xuống ZIP", hoặc chỉ cần nhấp vào đây liên kết.
- Giải nén tệp zip sau khi tải xuống.
-File Hồi IRLib2-master 'chứa 5 tệp riêng biệt. Điều này là do thư viện này là một bộ gồm 5 thư viện làm việc cùng nhau.
- Tạo một bản sao của tất cả 5 tệp vào một tệp thư viện Arduino bên cạnh các thư viện Arduino khác. Bạn sẽ chủ yếu tìm thấy điều này trong tập tin của bạn: nhà / Tài liệu / Arduino / Thư viện. Thư viện không thể được cài đặt bên cạnh ứng dụng Arduino.
Khởi động lại Arduino IDE.
Kết nối Arduino của bạn với máy tính của bạn. Chọn đúng thư mục: Arduino Arduino / Genuino Uno. Và sau đó chọn đúng Cổng Port.
Tải xuống chương trình Găng tay (được cung cấp) cho Arduino. 2 tab sẽ mở ra: Găng tay và EEPROMAnything.h.
Chọn một thiết bị điều khiển từ xa (làm việc với IR) mà bạn muốn điều khiển bằng găng tay IR của mình. Bạn có thể chỉ định 4 đội. Mở màn hình Arduino serial bằng cách nhấp vào kính lúp ở góc trên bên phải.
Nhập số đầu tiên 1 0 0, sau đó nhấn nút (kết nối ngón tay cái của bạn và bất kỳ ngón tay nào khác) trên điều khiển từ xa. Một thông báo xuất hiện chỉ ra rằng tín hiệu đã được nhận. Tiếp theo, bạn cần thực hiện thao tác tương tự cho các ngón tay khác, nhưng chỉ định chúng là 1, 2, 3.
Bây giờ các lệnh này được nhận ra bởi Arduino. Kết nối pin với Arduino của bạn trước khi ngắt kết nối Arduino khỏi máy tính.
Bây giờ, khi đã buộc máy phát vào máy thu và kết nối thiết bị sau với thiết bị, bạn có thể điều khiển nó bằng găng tay.
Mã có thể được tải xuống dưới đây.
Găng tayIR_phablabs.zip
