ในบทความนี้เราจะพิจารณาวัสดุในการผลิตถุงมือซึ่งคุณสามารถควบคุมอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ ผู้เขียนเนื้อหาจะแนะนำให้เรารู้จักกับทฤษฎีและแสดงในทางปฏิบัติเกี่ยวกับการทำอุปกรณ์ดังกล่าว เนื้อหานี้มีความเป็นไปได้ทางการศึกษามากขึ้นและฉันหวังว่ามันจะเป็นประโยชน์กับเด็กและผู้ใหญ่ สำหรับเด็ก - เพื่อกระตุ้นความสนใจในวิชาฟิสิกส์ อิเล็กทรอนิกส์ผู้ใหญ่ - เพื่อเตือนความจำเกี่ยวกับวิชาฟิสิกส์
รีโมท IRglove DIY ด้วยการเชื่อมต่อสองนิ้วคุณสามารถส่งสัญญาณไปยังอุปกรณ์โดยใช้เครื่องส่งสัญญาณอินฟราเรด IRglove ใช้หลักการส่งสัญญาณควบคุมผ่านความยาวคลื่นที่มองไม่เห็น (ในช่วงอินฟราเรด) เพื่อให้อุปกรณ์เคลื่อนที่หรือหมุน จากบทความคุณจะได้เรียนรู้วิธีการใช้ส่วนประกอบ optoelectronic และจัดการพวกมันโดยใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์
เครื่องมือและวัสดุ:
- เครื่องส่งสัญญาณ IR;
- รับสัญญาณ IR;
- ขั้วต่อแบตเตอรี่
- Arduino Uno;
-Tranzistor;
- ตัวต้านทาน 330 โอห์มและ 10 โอห์ม
คณะกรรมการ -Maketnaya;
- แบตเตอรี่ 9V;
-Gloves;
- Velcro;
- เครื่องตัดเลเซอร์
- เหล็กหล่อ
- คอมพิวเตอร์สำหรับการเขียนโปรแกรม Arduino;
- ปืนสีฟ้า;
- เข็มฉีดยา;
- ด้าย
ขั้นตอนที่หนึ่ง: ทฤษฎี
แสงคือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า และหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าคือความยาวคลื่น
แต่ละคลื่นมีรูปร่างและความยาวเฉพาะ ระยะห่างระหว่างจุดสูงสุด (จุดสูง) เรียกว่าความยาวคลื่น ความแตกต่างของความยาวคลื่นคือวิธีที่เราแยกแยะระหว่างพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ความยาวคลื่นมักจะถูกระบุโดยตัวอักษรแลมบ์ดาของกรีก (Greek)
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นคำที่รวมสำหรับความถี่ที่รู้จักทั้งหมดและความยาวคลื่นที่เกี่ยวข้องของโฟตอนที่รู้จัก (รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า)
คลื่นวิทยุ: 104 กม.> λ> 1 ม
คลื่นวิทยุใช้ในการส่งข้อมูลผ่านการมอดูเลต ตัวอย่างเช่น: โทรทัศน์, โทรศัพท์มือถือ, เครือข่ายไร้สายและวิทยุสมัครเล่นใช้คลื่นวิทยุ
ไมโครเวฟ: 1 m> λ> 1 มม
ไมโครเวฟจะถูกดูดซับโดยโมเลกุลที่มีช่วงเวลาไดโพลในของเหลว เอฟเฟกต์นี้ใช้ในการอุ่นอาหารในเตาไมโครเวฟ
คลื่นอินฟราเรด: 1 มม.> λ> 780 นาโนเมตร
ฟาร์อินฟราเรด: (1 มม. - 10 ไมครอน): ใช้ในดาราศาสตร์
กลางอินฟราเรด: (10 μm - 2.5 μm): วัตถุร้อนสามารถแผ่รังสีได้อย่างมากในช่วงนี้ ใกล้อินฟราเรด: (2.5 μm - 780 nm): ใช้ในเซ็นเซอร์ภาพสำหรับถ่ายภาพอินฟราเรด
แสงที่มองเห็นได้: 780 nm> λ> 380 nm
แสงที่มองเห็นได้รวมถึงสีทั้งหมดที่เราสามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ ช่วงของสีอยู่ระหว่างสีแดง (700 nm) และสีน้ำเงิน (400 nm)
คลื่นอัลตราไวโอเลต: 380 นาโนเมตร> λ> 10 นาโนเมตร
ดวงอาทิตย์ปล่อยรังสีอัลตราไวโอเลตขนาดใหญ่ซึ่งอาจทำลายชีวิตส่วนใหญ่ของโลก
รังสีเอกซ์: 10 นาโนเมตร> λ> 13.00 น.
รังสีเอกซ์สามารถโต้ตอบกับสสารได้ หนึ่งในการใช้ที่โดดเด่นคือการถ่ายภาพรังสีวินิจฉัยในยา
รังสีแกมม่า: λ <13.00 น.
โฟตอนเหล่านี้เป็นโฟตอนที่มีพลังมากที่สุด พวกเขาจะใช้ในการแพทย์สำหรับการรักษาด้วยรังสีของโรคมะเร็ง
ในบริบทของบทความเรามีความสนใจในช่วงอินฟราเรด แสงอินฟราเรดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ แต่สัตว์บางชนิดเช่นงูโดยมุ่งเน้นไปที่การประมาณตำแหน่งและระยะทางของเหยื่อ
ทุกอย่างที่มีอุณหภูมิสูงกว่า -268 ° C ปล่อยรังสีอินฟราเรดและความยาวคลื่นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานทั้งหมดครึ่งหนึ่งในรูปของรังสีอินฟราเรดและแสงที่มองเห็นส่วนใหญ่จะถูกดูดซับและส่งผ่านในรูปของรังสีอินฟราเรด
สิ่งสำคัญคือรังสีอินฟราเรดไม่ส่งผลเสียต่อสุขภาพของเรา
แสงอินฟราเรดมีประโยชน์หลายอย่าง
กล้องอินฟราเรดสามารถตรวจจับความร้อนของวัตถุหรือวัตถุ ตัวอย่างเช่นใช้ในการตรวจจับการสูญเสียความร้อนในบ้าน กล้องนี้ยังใช้ในการสัตวแพทย์เพื่อตรวจจับบริเวณที่เป็นโรคของร่างกายสัตว์
การค้นหาผู้คนที่หายไปตอนกลางคืนการปกป้องวัตถุการสังเกตการณ์ทางโหราศาสตร์และแม้กระทั่งการเปลี่ยนช่องทีวีสิ่งเหล่านี้ไม่ได้ทำหากไม่มีช่วงอินฟราเรด
ขั้นตอนที่สอง: การเตรียมถุงมือ
ด้ายเย็บนำไฟฟ้าจะต้องเย็บที่ปลายนิ้วของถุงมือ หากคุณวางปลายนิ้วเดียวไว้ที่อื่นวงจรจะปิดและส่งสัญญาณอินฟราเรด ในความเป็นจริงมันเป็นสวิตช์ไฟฟ้า
ความยาวของเกลียวควรมีความยาวอย่างน้อยสองเท่าจากปลายนิ้วถึงข้อมือ อย่าตัดส่วนต้นของเธรด
เย็บด้ายไปตามด้านบนของถุงมือไปจนถึงข้อมือ ทิ้งไว้อย่างน้อย 5 ซม. ของข้อมือของคุณ ทำได้ทั้ง 5 นิ้ว ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายไฟของนิ้วมือที่แตกต่างกันไม่ได้สัมผัสกันมิฉะนั้นจะทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร
ปุ่มพร้อมใช้งาน แต่ในการส่งสัญญาณเราต้องใช้ตัวส่งสัญญาณอินฟราเรด เครื่องส่งสัญญาณ IR ควรมองเห็นได้ในตำแหน่งถุงมือ สถานที่ที่ง่ายที่สุดอยู่ที่ด้านบนของข้อนิ้ว
ดึงขาของตัวปล่อยสัญญาณ IR ผ่านถุงมือ ทำเช่นนี้ที่ด้านหลังของมือของคุณในระดับของสนับมือ งอขาของตัวปล่อย IR ด้วยคีมเพื่อทำตะขอ อย่าลืมว่าขายาวและขาสั้นอยู่ที่ไหน
ติดตั้งด้ายนำไฟฟ้า (แยกเป็นสองชิ้น) บนขาทั้งสองข้าง (ผู้ฝึกจะผูกด้ายไว้ที่ปลายขาและพันหลาย ๆ ครั้ง) ถัดไปคุณต้องกะพริบถุงมือด้วยเกลียวไปที่ข้อมือ ในตอนท้ายควรมีด้ายอย่างน้อย 5 ซม.
เตรียมสายไฟฟ้าเจ็ดเส้นยาวประมาณ 20 ซม. สำหรับนิ้วโป้ง 1 นิ้วและอีก 4 นิ้วสำหรับอีก 1 นิ้วสำหรับขายาวของตัวส่งสัญญาณ IR และ 1 สำหรับขาสั้นของตัวส่งสัญญาณ IR ดึงสายไฟทั้งหมดที่ปลายทั้งสอง สายไฟใช้อย่างยิ่งในสีที่ต่างกัน
ตอนนี้คุณต้องเชื่อมต่อสายไฟกับปลายเกลียวและหุ้มฉนวนด้วยท่อความร้อน
ขั้นตอนที่สาม: แผนภาพการเดินสายไฟ
ทำตามแผนผังการเดินสายเพื่อเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกัน
ยึดสายไฟที่มาจากนิ้วมือเข้ากับ Arduino สายสี่เส้นเริ่มต้นด้วยสี่นิ้วนอกเหนือจากสายใหญ่เชื่อมต่อกับหมุด Arduino 8, 9, 10, 11
ติดตั้งตัวรับสัญญาณ IR, ทรานซิสเตอร์, และตัวต้านทานบนแผงด้านนอกตามที่แสดงในแผนภาพการเดินสาย ทรานซิสเตอร์ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบเพื่อขยายหรือสลับสัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ โดยทั่วไปมีสามขา สัญญาณที่ถูกขยายจะถูกส่งไปยังตัวปล่อย E, สัญญาณแบบขยายสามารถแยกได้จากตัวรวบรวม C และการเชื่อมต่อที่สามเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับสัญญาณสองตัวคือฐาน Bตัวสะสมทรานซิสเตอร์จะต้องเชื่อมต่อกับตัวต้านทาน 330 โอห์มเป็นชุด จากนั้นตัวต้านทานจะต้องเชื่อมต่อกับตัวปล่อยสัญญาณ IR ในซีรีย์ เชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณ IR (ขาสั้น) เข้ากับตัวต้านทาน
จากนั้นเชื่อมต่อฐานของทรานซิสเตอร์กับตัวต้านทาน 330 โอห์ม เชื่อมต่อตัวต้านทานอีกด้านเข้ากับ D3 pin ของ Arduino
เอาท์พุทของอิมิเตอร์ของทรานซิสเตอร์จะต้องต่อสายดิน ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่อเครื่องรับสัญญาณ IR อย่างถูกต้อง ตัวรับสัญญาณ IR มีด้านแบนและด้านนูน เมื่อหงายด้านที่นูนขึ้นตรงกลางขาควรเชื่อมต่อกับ GND เท้าซ้ายคือเอาท์พุท OUT และเท้าขวาคือ V เชื่อมต่อสายไฟเข้ากับขั้ว OUT ของตัวรับสัญญาณ IR ซึ่งจะเชื่อมต่อกับขั้ว D2 ของ Arduino
เชื่อมต่อสายเข้ากับเทอร์มินัล GND ของตัวรับสัญญาณ IR ซึ่งจะเชื่อมต่อกับพิน GND Arduino เชื่อมต่อสายไฟเข้ากับ Vs foot ของตัวรับสัญญาณ IR ซึ่งจะเชื่อมต่อกับเอาท์พุท 5 โวลต์ของ Arduino
ขั้นตอนที่สี่: Arduino
สร้างที่อยู่อาศัยสำหรับ Arduino ด้วยเครื่องตัดเลเซอร์ สามารถดาวน์โหลดไฟล์ด้านล่าง
gloveIR.svg
กาวด้านข้างและด้านล่างเข้าด้วยกัน ติดตั้ง Arduino และบอร์ดเข้ากับแชสซี ใส่พินที่เชื่อมต่อเข้าไปในรูที่มีให้ในฝาปิดกล่อง วางหมุดบน Arduino I / O ที่ถูกต้อง ใส่ฝาครอบกลับคืน
ตัดชิ้นส่วนของ Velcro ที่มีความยาวเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของข้อมือของคุณ ยึดเคสด้วย Velcro ผ่านรูที่จัดไว้ ใส่ถุงมือและ สร้อยข้อมือ ในมือ
แบตเตอรี่ได้รับการติดตั้งแยกต่างหากพร้อมกับ Velcro
ขั้นตอนที่ห้า: การเขียนโปรแกรม
การเขียนโปรแกรมไม่ทำงานกับ Arduino 1.8.7 รุ่นเนื่องจากข้อผิดพลาดภายใน
ดาวน์โหลดโปรแกรม Arduino ไปยังคอมพิวเตอร์ของคุณ Arduino เป็นโอเพ่นซอร์สและสามารถดาวน์โหลดได้ฟรีที่ลิงค์นี้: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. ด้วย Arduino Uno และโปรแกรมนี้คุณสามารถสร้างระบบได้มากมาย
ในการใช้โปรแกรมสำหรับ IRglove คุณต้องติดตั้ง IR Library ก่อน
- เยี่ยมชมหน้า IRLib2 บน GitHub
- เลือก "ดาวน์โหลด ZIP" หรือคลิกที่นี่ ลิงค์.
- คลายซิปไฟล์ zip หลังจากดาวน์โหลด
-File“ IRLib2-master” มี 5 ไฟล์แยกกัน นี่เป็นเพราะห้องสมุดนี้เป็นกลุ่มของ 5 ห้องสมุดที่ทำงานร่วมกัน
- ทำสำเนาไฟล์ทั้ง 5 ไฟล์ลงในไฟล์ไลบรารี Arduino ถัดจากไลบรารี Arduino อื่น ๆ ส่วนใหญ่คุณจะพบสิ่งนี้ในไฟล์ของคุณ: บ้าน / เอกสาร / Arduino / ไลบรารี ไม่สามารถติดตั้งไลบรารี่ถัดจากแอพพลิเคชั่น Arduino ได้
- เริ่มต้น Arduino IDE
เชื่อมต่อ Arduino กับคอมพิวเตอร์ของคุณ เลือกโฟลเดอร์ที่ถูกต้อง:“ Arduino / Genuino Uno” จากนั้นเลือก "พอร์ต" ที่ถูกต้อง
ดาวน์โหลดโปรแกรม GloveIR_phablabs (ที่เตรียมไว้) ไปยัง Arduino 2 แท็บจะเปิดขึ้น: GloveIR และ EEPROMAnyh
เลือกอุปกรณ์ควบคุมระยะไกล (ทำงานกับ IR) ที่คุณต้องการควบคุมด้วยถุงมือ IR ของคุณ คุณสามารถมอบหมาย 4 ทีม เปิดมอนิเตอร์ Arduino อนุกรมโดยคลิกที่แว่นขยายที่มุมขวาบน
ป้อนหมายเลขแรก“ 0” จากนั้นกดปุ่ม (เชื่อมต่อนิ้วโป้งและนิ้วอื่น ๆ ) บนรีโมทคอนโทรล ข้อความจะปรากฏขึ้นเพื่อระบุว่าได้รับสัญญาณแล้ว ถัดไปคุณต้องทำการดำเนินการเดียวกันสำหรับนิ้วมืออื่น ๆ แต่กำหนดให้เป็น 1, 2, 3
ตอนนี้คำสั่งเหล่านี้ได้รับการยอมรับโดย Arduino เชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับ Arduino ของคุณก่อนถอด Arduino ออกจากคอมพิวเตอร์
ตอนนี้เมื่อเชื่อมโยงตัวส่งสัญญาณกับตัวรับและเชื่อมต่อด้านหลังเข้ากับอุปกรณ์คุณสามารถควบคุมด้วยถุงมือ
รหัสสามารถดาวน์โหลดได้ด้านล่าง
GloveIR_phablabs.zip
