Comandament a distància universal controlat per gestos amb MCU de node: 12 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hola a tothom i benvinguts a aquest projecte! Sóc una persona molt mandrosa i el malson d’una persona mandrosa és estar mirant la televisió quan t’adones que el comandament està massa lluny. Em vaig adonar que el meu comandament a distància mai estarà massa lluny si el tinc sempre a mà. Això em va inspirar a crear LAZr, el comandament a distància universal gestual.

En aquest projecte, crearé un guant equipat amb sensors capaços de detectar gestos amb les mans i enviar senyals a un televisor o a un altre aparell amb un simple moviment dels dits.

Espero que aquest projecte us agradi i el voteu al Concurs Epilog Laser!

Pas 1: les parts

Aquest projecte conté les parts següents:

Un guant (5,00 dòlars)

Node-MCU / ESP8266 (3,00 $)

Aquest és el microcontrolador i el cervell d’aquest projecte. Té la possibilitat de connectar-se a WiFi, cosa que el fa molt útil en aplicacions domòtiques i en projectes com aquest, ja que el control WiFi es pot implementar en aquest projecte.

5 sensors flexibles (7,00 dòlars cadascun)

Aquests sensors mesuren la flexió, de manera similar a com un LDR (Light Dependent Resistor) mesura els nivells de llum. S’utilitzen per mesurar la flexió dels dits i els gestos de les mans.

Transmissor IR (0,30 dòlars)

Aquest component transmet senyals IR a dispositius com televisors, reproductors de DVD, etc.

Receptor IR (1,00 dòlars)

Aquest component rep senyals IR enviats per comandaments a distància. Cal descodificar els senyals dels comandaments a distància. Aquests senyals es poden utilitzar per controlar l'aparell des del guant. Recomano el TSOP4838 ja que l'he provat amb èxit amb els televisors Sharp, Samsung i Apple.

5 resistències de 10 k ohmis (0,01 dòlars cadascuna)

Aquests resistors són necessaris per a cadascun dels Sensors Flex.

Resistència de 220 ohms (0,01 dòlars cadascun)

Aquests resistors són necessaris per a cadascun dels Sensors Flex.

Transistor (0,39 dòlars)

El transistor s'utilitza per transmetre IR.

IC multiplexor 74HC4051N (0,22 dòlars)

Com que el Node-MCU només té un port analògic, aquest CI s'utilitza per "dividir" el pin analògic en diversos connectats als sensors flex. Més informació sobre això més endavant.

Molts cables de pont! (Si decidiu utilitzar un tauler de revisió)

Les següents parts són opcionals, però són útils si s’utilitzen:

Connector IC de 16 pins

Capçaleres femenines

Pas 2: el multiplexor IC (74HC4051N)

Tot i que el Node-MCU inclou funcions excel·lents com la compatibilitat WiFi i Arduino IDE, té els seus inconvenients. Només té un pin analògic, que és insuficient per a aquest projecte. Com que el guant té cinc sensors flexibles, requereix cinc entrades analògiques per funcionar. Una solució senzilla i econòmica per a aquest problema és utilitzar un IC multiplexor (74HC4051N). Aquest CI és capaç de convertir una entrada analògica en vuit.

Com funciona?

El CI funciona activant una entrada analògica, llegint-la i apagant-la. A continuació, activa la següent entrada analògica. En fer-ho, només llegeix un sensor alhora, enviant-lo al pin analògic del microcontrolador. L'IC pot activar, llegir i apagar les entrades analògiques tan ràpidament que sembla que les estigui llegint totes al mateix temps. Això és similar al funcionament de les pantalles dels ordinadors i dels telèfons intel·ligents; Cada píxel no pot tenir el seu propi pin designat (això seria un desastre!), De manera que activa i desactiva els píxels tan de pressa que els nostres ulls els perceben tots activats al mateix temps. Per funcionar, l’IC necessita tres pins digitals. En canviar les combinacions dels estats d’encès i apagat dels pins, l’IC pot activar i desactivar les 8 entrades analògiques.

Pas 3: disseny del tauler de pa

El disseny del dispositiu es mostra a la imatge superior.

IMPORTANT: Preneu nota del tipus de transistor que utilitzeu; el pin col·lector del transistor s'hauria de connectar al LED IR i no al pin GND.

Pas 4: Recepció de senyals

Perquè el guant conegui el senyal correcte que cal enviar, cal rebre els senyals del controlador de televisió / aparells i programar-los al codi del guant. Per rebre aquests senyals, cal un receptor IR.

Nota: mireu el número de model del comandament del vostre televisor i proveu de trobar les especificacions del senyal en línia. Alguns transmissors i receptors IR no funcionaran amb alguns comandaments a distància, de manera que és important trobar un transmissor / receptor amb la freqüència corresponent al vostre televisor. Estic fent servir un receptor IR 4838 que funciona amb el meu comandament a distància del televisor Samsung.

Pas 5: codi per rebre senyals

Per utilitzar el codi s’ha de descarregar la biblioteca IRremoteESP8266. A continuació es mostra l’enllaç de descàrrega:

IRremoteESP8266

A l’IDE Arduino, aneu a Sketch> Inclou biblioteca> Afegeix biblioteca. ZIP. Localitzeu les dues biblioteques descarregades i afegiu-les a l'IDE. Per accedir al codi per rebre senyals IR, aneu a Fitxer> Exemples> IRremoteESP8266> IRrecvDumpV2. Al codi, canvieu el valor kRecvPin de 14 a 5. Això garanteix que el Node-MCU estigui llegint el pin correcte (D1).

Després de connectar les connexions de la placa de control, carregueu aquest codi al vostre Node-MCU i obriu el vostre monitor sèrie (fixeu la velocitat en bauds a 115200). Si premeu un botó del comandament del televisor, els senyals s’imprimiran al monitor sèrie. Èxit!

Veureu un llarg conjunt de números amb el valor rawData. Anoteu aquests números i assegureu-vos de gravar el botó que heu premut per obtenir-los. Els necessitareu més endavant.

Pas 6: esquema de PCB

El PCB Schematic es va crear a Autodesk Eagle i és com es mostra a la imatge superior. Tots els fitxers Eagle es troben en aquesta instrucció i es poden descarregar al següent pas.

Pas 7: el disseny de PCB

Aquí teniu el meu disseny de PCB. A continuació es mostren tots els fitxers Eagle d’aquesta placa de circuit, de manera que podeu utilitzar o modificar aquest disseny per crear el vostre propi PCB. He afegit coixinets SMD per a les 3 entrades analògiques addicionals, així com els ports 3V3 i GND. Això em permetrà ampliar aquest sistema si mai ho necessito, estalviant recursos i temps i fent que el PCB sigui versàtil.

Pas 8: ajuntar-ho tot

Després d’esperar un parell de dies, finalment vaig rebre els meus PCB per correu. Ara és hora de la part divertida, soldant-ho tot junt! Seguint l’esquema, soldar el PCB va ser bastant fàcil. Al meu disseny, he utilitzat un sòcol IC i capçaleres femenines per al meu multiplexor IC i Node-MCU. Això és perquè puc eliminar aquests xips si els necessito substituir o reutilitzar. Si voleu un factor de forma més prim, no dubteu a soldar els xips directament al tauler, però recordeu que serà bastant difícil eliminar-los més endavant.

Pas 9: ajuntar el guant

Per instal·lar els sensors flexibles al guant, vaig enganxar petits tubs de goma als dits del guant i hi vaig col·locar els sensors. D'aquesta manera, els sensors tenien una mica d'espai per moure's i es podien eliminar si fos necessari. Per subjectar el PCB, el vaig muntar al guant amb una cinta de velcro. Una vegada més, això depèn de tu. Pots ser creatiu!

Pas 10: programació dels comandaments

Ara que ja es té cura del maquinari, és hora de fer-ho amb el programari. Per al guant, descarregueu el codi següent.

Per fer que el codi funcioni amb el televisor, heu de canviar alguns números. Recordeu els números que vau escriure? Ara és hora d’utilitzar-los. Si no teniu els números, no us preocupeu, és molt fàcil recollir aquests senyals; Simplement torneu al pas de recepció d’IR. Copieu el conjunt de dades rawData i enganxeu-lo al comentari "PEGAR LES DADES AQUÍ" al codi. Canvieu el nom d'aquest conjunt de dades per activar-lo. Copieu el número al costat de powerOn (en el meu cas 95). Aquest número és la quantitat de números del conjunt de dades. Ara aneu a la part inferior del codi, sota el comentari "DISPLAY POWER". Substituïu "95" pel valor que heu copiat. Ara, pengeu el vostre codi al Node-MCU i poseu-vos el guant. Si mireu la mà cap al televisor i doblegueu un dels dits, el televisor s’encendrà.

Es pot personalitzar fàcilment. Per afegir més funcions, només cal afegir més conjunts de dades i copiar-enganxar la funció DISPLAY POWER i canviar-ne la informació al conjunt de dades corresponent i al nombre de valors. Com que cada sensor de flexió és diferent, és possible que hagueu de canviar el número "310" perquè es registri quan es plega el dit. Fins i tot podeu fer gestos amb diversos dits i "commutadors mestre". Per exemple, he ajustat el meu codi de manera que quan doblego el dit anular i el polze, el volum del televisor es silenci i la font canviï. Les possibilitats d'expansió són infinites.

Pas 11: Fet

Aquí el teniu, un comandament a distància universal controlat per TV! Espero que aquest projecte us hagi agradat i espero que em voteu al concurs Epilog Laser. Si teniu alguna pregunta, no dubteu a escriure un comentari i faré tot el possible per respondre-hi. Un cop més, espero que us hagi agradat!