في هذه المقالة ، سننظر في المواد المتعلقة بتصنيع القفازات ، والتي يمكنك من خلالها التحكم في الأجهزة المختلفة. سيقدم لنا مؤلف المادة إلى النظرية ويوضح عمليًا كيفية صنع مثل هذا الجهاز. من المرجح أن تكون هذه المواد تعليمية وأتمنى أن تكون مفيدة للأطفال والبالغين. للأطفال - لإثارة الاهتمام بالفيزياء ، الإلكترونيات، الكبار - لتذكير بعض المواد من دورة في الفيزياء.
DIY IRglove جهاز التحكم عن بعد. من خلال توصيل إصبعين ، يمكنك إرسال إشارة إلى الجهاز باستخدام جهاز إرسال بالأشعة تحت الحمراء. يستخدم IRglove مبدأ إرسال إشارات التحكم من خلال أطوال موجية غير مرئية (في نطاق الأشعة تحت الحمراء) للسماح للجهاز بالتحرك أو الدوران. ستتعلم من المقالة كيفية تنفيذ المكونات الإلكترونية الضوئية وإدارتها باستخدام متحكم دقيق.
الأدوات والمواد:
- جهاز إرسال.
-رسيفر
موصل البطارية ؛
- اردوينو أونو ؛
الترانزستور
- المقاومات 330 أوم و 10 أوم ؛
-لوحة.
- بطارية 9 فولت ؛
قفاز
- الفيلكرو
-قطع الليزر.
- لحام حديد
- حاسوب لبرمجة اردوينو.
- مسدس غراء
- إبر الخياطة.
-خيط موصل.
الخطوة الأولى: النظرية
الضوء هو الإشعاع الكهرومغناطيسي. واحدة من أهم خصائص الإشعاع الكهرومغناطيسي هي الطول الموجي.
كل موجة لها شكل وطول محدد. تسمى المسافة بين القمم (النقاط العالية) الطول الموجي. الفرق في الطول الموجي هو كيف نميز بين الأنواع المختلفة من الطاقة الكهرومغناطيسية. عادة ما يشار إلى الطول الموجي بالحرف اليوناني لامدا (λ).
الطيف الكهرومغناطيسي هو مصطلح جماعي لجميع الترددات المعروفة والأطوال الموجية المصاحبة للفوتونات المعروفة (الإشعاع الكهرومغناطيسي).
موجات الراديو: 104 كم> λ> 1 م
تستخدم الموجات اللاسلكية لنقل البيانات من خلال التحوير. على سبيل المثال: يستخدم التلفزيون والهواتف المحمولة والشبكات اللاسلكية وراديو الهواة موجات الراديو.
ميكروويف: 1 م> λ> 1 مم
تمتص الموجات الدقيقة بواسطة الجزيئات التي لها لحظة ثنائية القطب في السوائل. في فرن الميكروويف ، يستخدم هذا التأثير لتسخين الطعام.
موجات الأشعة تحت الحمراء: 1 مم> λ> 780 نانومتر.
الأشعة تحت الحمراء البعيدة: (1 مم - 10 ميكرومتر): يستخدم في علم الفلك.
منتصف الأشعة تحت الحمراء: (10 --m - 2.5 μm): يمكن أن تشع الأجسام الساخنة بقوة في هذا النطاق. بالقرب من الأشعة تحت الحمراء: (2.5 ميكرومتر - 780 نانومتر): يُستخدم في مستشعرات الصور للتصوير بالأشعة تحت الحمراء.
الضوء المرئي: 780 نانومتر> λ> 380 نانومتر.
يشمل الضوء المرئي جميع الألوان التي يمكننا رؤيتها بالعين البشرية. نطاق الألوان يقع بين الأحمر (700 نانومتر) والأزرق (400 نانومتر).
الموجات فوق البنفسجية: 380 نانومتر> λ> 10 نانومتر
تنبعث الشمس أشعة فوق بنفسجية كبيرة ، والتي يمكن أن تدمر معظم الحياة على الأرض.
الأشعة السينية: 10 نانومتر> λ> 1 م.
يمكن أن تتفاعل الأشعة السينية مع المادة. أحد الاستخدامات البارزة هو التصوير الشعاعي التشخيصي في الطب.
أشعة جاما: λ <1 مساءً.
هذه هي الفوتونات الأكثر نشاطًا. يتم استخدامها في الطب للعلاج الإشعاعي للسرطان.
في سياق المقال ، نحن مهتمون بنطاق الأشعة تحت الحمراء. ضوء الأشعة تحت الحمراء هو موجة كهرومغناطيسية غير مرئية للعين البشرية ، ولكن بعض الحيوانات ، مثل الثعابين ، التي تركز عليها تقدر الموقع والمسافة للفريسة.
كل شيء مع درجة حرارة أعلى من -268 درجة مئوية تنبعث منه الأشعة تحت الحمراء ، ويعتمد الطول الموجي على درجة الحرارة. تنبعث الشمس نصف طاقتها الإجمالية في شكل الأشعة تحت الحمراء ، ويتم امتصاص معظم الضوء المرئي ونقله في شكل أشعة تحت الحمراء.
الشيء المهم هو أن الأشعة تحت الحمراء لا تؤثر سلبًا على صحتنا.
يستخدم ضوء الأشعة تحت الحمراء العديد من الاستخدامات.
يمكن لكاميرا الأشعة تحت الحمراء الكشف عن حرارة الأجسام أو الأجسام. يتم استخدامه ، على سبيل المثال ، للكشف عن فقدان الحرارة في المنزل. تستخدم الكاميرا أيضًا في الطب البيطري للكشف عن المناطق المريضة في جسم الحيوان.
البحث عن المفقودين في الليل ، وحماية الأشياء ، والأرصاد الفلكية ، والملاحظات الفلكية ، وحتى تبديل القنوات التلفزيونية ، كل هذا لا يستغني عن نطاق الأشعة تحت الحمراء.
الخطوة الثانية: إعداد القفازات
يجب خيط الخيط الموصل على أطراف القفاز. إذا قمت بعد ذلك بوضع طرف إصبع على الآخر ، يتم إغلاق الدائرة وإرسال إشارة الأشعة تحت الحمراء. في الواقع ، إنه مفتاح كهربائي.
يجب أن يكون طول الخيط ضعف الطول على الأقل من طرف الإصبع إلى الرسغ. لا تقطع بداية الخيط.
خيط الخيط على طول الجزء العلوي من القفاز حتى الرسغ. اترك على الأقل 5 سم من الخيط على معصمك. افعل ذلك للأصابع الخمسة. تأكد من أن أسلاك الأصابع المختلفة لا تلامس بعضها البعض ، وإلا سيؤدي ذلك إلى دائرة كهربائية قصيرة.
الأزرار جاهزة. ولكن لإرسال إشارة نحتاج إلى باعث الأشعة تحت الحمراء. يجب أن يكون مرسل IR هذا مرئيًا في وضع القفاز. أسهل مكان في الجزء العلوي من المفاصل.
اسحب أرجل باعث الأشعة تحت الحمراء من خلال القفاز. افعل ذلك على ظهر يدك على مستوى المفاصل. اثنِ أرجل باعث الأشعة تحت الحمراء بكماشة لعمل خطافات. لا تنس أين هو الطول وأين الساق القصيرة.
اربط الخيط الموصل (قطعتان منفصلتان) على كلتا الساقين (يقوم السيد ببساطة بربط الخيط في نهاية الساق ولفه عدة مرات). بعد ذلك ، تحتاج إلى وميض القفاز بخيط إلى الرسغ. في النهاية يجب أن يكون هناك 5 سم على الأقل من الخيط.
قم بإعداد سبعة أسلاك كهربائية بطول حوالي 20 سم. 1 للإبهام و 4 للأصابع الأخرى و 1 للساق الطويلة لباعث الأشعة تحت الحمراء و 1 للساق القصير لباعث الأشعة تحت الحمراء. تجريد جميع الأسلاك في كلا الطرفين. يفضل استخدام الأسلاك بألوان مختلفة.
الآن تحتاج إلى توصيل الأسلاك بنهايات الخيوط وعزل المفاصل باستخدام أنبوب حراري.
الخطوة الثالثة: مخطط الأسلاك
اتبع مخططات الأسلاك لتوصيل جميع المكونات ببعضها البعض.
اربط الأسلاك القادمة من الأصابع إلى Arduino. ترتبط أربعة أسلاك ، تبدأ بأربعة أصابع ، بالإضافة إلى الكبيرة ، بدبابيس اردوينو 8 ، 9 ، 10 ، 11.
قم بتثبيت جهاز استقبال الأشعة تحت الحمراء والترانزستور والمقاومات على لوحة التوصيل كما هو موضح في مخطط الأسلاك. تم تصميم الترانزستور بشكل أساسي لتضخيم أو تبديل الإشارات الإلكترونية. بشكل عام ، هناك ثلاثة أرجل. يتم توفير الإشارة المضخمة للباعث E ، ويمكن استخراج الإشارة المضخمة من المجمع C ، والوصلة الثالثة مشتركة بين الإشارتين ، القاعدة B.يجب توصيل جامع الترانزستور بمقاوم 330 أوم على التوالي. ثم يجب توصيل المقاوم بباعث الأشعة تحت الحمراء في سلسلة. قم بتوصيل جامع باعث الأشعة تحت الحمراء (ساق قصيرة) بالمقاوم.
ثم قم بتوصيل قاعدة الترانزستور بمقاوم 330 أوم. قم بتوصيل الجانب الآخر من المقاوم بدبوس D3 من Arduino.
يجب تأريض إخراج بواعث الترانزستور. الخطوة التالية هي توصيل مستقبل الأشعة تحت الحمراء بشكل صحيح. مستقبل IR لديه جانب مسطح وجانب محدب. عندما يكون الجانب المحدب متجهًا لأعلى ، يجب توصيل الساق الوسطى بـ GND ، والقدم اليسرى هي الإخراج ، OUT ، والقدم اليمنى هي Vs. قم بتوصيل السلك بطرف OUT الخاص بمستقبل الأشعة تحت الحمراء ، والذي سيتم توصيله بطرف D2 من Arduino.
قم بتوصيل السلك بطرف GND لمستقبل الأشعة تحت الحمراء ، والذي سيتم توصيله بدبوس GND Arduino. قم بتوصيل السلك بالقدم Vs لمستقبل الأشعة تحت الحمراء ، والذي سيتم توصيله بإخراج Arduino 5 فولت.
الخطوة الرابعة: اردوينو
جعل السكن لاردوينو مع قطع الليزر. يمكن تنزيل الملف أدناه.
gloveIR.svg
الصق الجوانب والأسفل معًا. قم بتثبيت Arduino واللوح في الهيكل. أدخل مسامير التوصيل في الفتحات المتوفرة في غطاء الصندوق. ضع الدبابيس على Arduino I / O الصحيح. استبدل الغطاء.
قطع قطعة من الفيلكرو بطول يساوي قطر معصمك. اربط العلبة مع الفيلكرو من خلال الفتحات المتوفرة. ضع القفاز و سوار في متناول اليد.
يتم تثبيت البطارية بشكل منفصل ، أيضًا مع Velcro.
الخطوة الخامسة: البرمجة
لا تعمل البرمجة مع الإصدار 1.8.7 اردوينو بسبب خطأ داخلي.
قم بتنزيل برنامج Arduino على جهاز الكمبيوتر الخاص بك. Arduino مفتوح المصدر ويمكن تنزيله مجانًا على هذا الرابط: https://www.arduino.cc/en/Main/Software. مع Arduino Uno وهذا البرنامج ، يمكنك إنشاء العديد من الأنظمة.
لاستخدام البرنامج لـ IRglove ، يجب عليك أولاً تثبيت مكتبة IR.
- قم بزيارة صفحة IRLib2 على جيثب.
-حدد "تنزيل ZIP" ، أو انقر فقط على هذا الرابط.
- فك ضغط الملف المضغوط بعد التنزيل.
- يحتوي ملف "IRLib2-master" على 5 ملفات منفصلة. وذلك لأن هذه المكتبة عبارة عن مجموعة من 5 مكتبات تعمل معًا.
- قم بعمل نسخة من جميع الملفات الخمسة في ملف مكتبة Arduino بجوار مكتبات Arduino الأخرى. ستجد هذا غالبًا في ملفك: home / Documents / Arduino / Libraries. لا يمكن تثبيت المكتبات بجانب تطبيق Arduino نفسه.
-إعادة تشغيل Arduino IDE.
قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك. حدد المجلد الصحيح: "Arduino / Genuino Uno". ثم حدد "المنفذ" الصحيح.
قم بتنزيل برنامج GloveIR_phablabs (متوفر) إلى Arduino. سيتم فتح علامتي تبويب: GloveIR و EEPROMAnything.h.
حدد جهاز تحكم عن بعد (يعمل مع IR) تريد التحكم فيه باستخدام قفاز IR. يمكنك تعيين 4 فرق. افتح شاشة Arduino Serial بالضغط على العدسة المكبرة في الزاوية اليمنى العليا.
أدخل الرقم الأول "0" ، ثم اضغط على الزر (قم بتوصيل إبهامك وأي إصبع آخر) في جهاز التحكم عن بُعد. تظهر رسالة تشير إلى تلقي إشارة. بعد ذلك ، تحتاج إلى القيام بنفس العملية للأصابع الأخرى ، ولكن تعيينها على أنها 1 ، 2 ، 3.
الآن يتم التعرف على هذه الأوامر من قبل Arduino. قم بتوصيل البطارية بـ Arduino قبل فصل Arduino من الكمبيوتر.
الآن ، بعد ربط جهاز الإرسال بجهاز الاستقبال وتوصيل الأخير بالجهاز ، يمكنك التحكم فيه بقفاز.
يمكن تنزيل الرمز أدناه.
GloveIR_phablabs.zip
