Univerzální dálkové ovládání ovládané gesty s uzlem-MCU: 12 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Ahoj všichni a vítejte v tomto projektu! Jsem docela líný člověk a noční můrou líného člověka je dívat se na televizi, když si uvědomíte, že ovladač je příliš daleko! Uvědomil jsem si, že můj dálkový ovladač nebude nikdy příliš daleko, pokud ho budu mít neustále po ruce. To mě inspirovalo k vytvoření LAZr, univerzálního dálkového ovladače ovládaného gesty.

V tomto projektu vytvořím rukavici vybavenou senzory, které jsou schopné detekovat gesta rukou a mohou jednoduchým pohybem prstů posílat signály do televize nebo jiného zařízení.

Doufám, že se vám tento projekt líbí a hlasujete pro něj v soutěži Epilog Laser Contest!

Krok 1: Díly

Tento projekt obsahuje následující části:

Rukavice (5,00 USD)

Node-MCU / ESP8266 (3,00 USD)

Toto je mikrokontrolér a mozek tohoto projektu. Má schopnost připojení k WiFi, což je velmi užitečné v aplikacích domácí automatizace a v projektech, jako je tento, protože do tohoto projektu lze implementovat ovládání WiFi.

5 Flex senzorů (7,00 $ každý)

Tyto senzory měří ohyb, podobně jako LDR (Light Dependent Resistor), měří úroveň světla. Používají se k měření ohýbání prstů a gest rukou.

IR vysílač (0,30 USD)

Tento komponent přenáší infračervené signály do zařízení, jako jsou televizory, přehrávače DVD atd.

IR přijímač (1,00 USD)

Tato součást přijímá IR signály vysílané dálkovými ovladači. Je třeba dekódovat signály z dálkových ovladačů. Tyto signály lze poté použít k ovládání spotřebiče z rukavice. TSOP4838 doporučuji, protože jsem jej úspěšně otestoval na televizorech Sharp, Samsung a Apple.

5 10k ohmových rezistorů (každý 0,01 $)

Tyto odpory jsou potřebné pro každý ze snímačů Flex.

Rezistor 220 Ohm (každý 0,01 $)

Tyto odpory jsou potřebné pro každý ze snímačů Flex.

Tranzistor (0,39 $)

Tranzistor se používá pro IR přenos.

74HC4051N Multiplexer IC (0,22 $)

Protože Node-MCU má pouze jeden analogový port, používá se tento IC k „rozdělení“analogového pinu na několik, které jsou připojeny k flex senzorům. Více o tom později.

Spousta propojovacích kabelů! (Pokud se rozhodnete použít prkénko)

Následující části jsou volitelné, ale jsou užitečné, pokud jsou použity:

16kolíková zásuvka IC

Ženské hlavičky

Krok 2: Integrovaný obvod multiplexeru (74HC4051N)

Přestože je Node-MCU nabitý vynikajícími funkcemi, jako je kompatibilita WiFi a Arduino IDE, má své nevýhody. Má pouze jeden analogový pin, což je pro tento projekt nedostačující. Vzhledem k tomu, že rukavice má pět flex senzorů, vyžaduje ke své práci pět analogových vstupů. Jednoduchým a levným řešením tohoto problému je použití multiplexního integrovaného obvodu (74HC4051N). Tento IC je schopen převést jeden analogový vstup na osm!

Jak to funguje?

Integrovaný obvod funguje tak, že zapne jeden analogový vstup, načte jej a vypne. Poté zapne další analogový vstup. Tímto způsobem čte pouze jeden senzor najednou a odesílá jej na analogový pin mikrokontroléru. IC dokáže zapínat, číst a vypínat analogové vstupy tak rychle, že se zdá, jako by je četl všechny současně. Je to podobné tomu, jak fungují obrazovky počítačů a smartphonů; Každý pixel nemůže mít svůj vlastní určený pin (to by byla katastrofa!), Takže zapíná a vypíná pixely tak rychle, že naše oči vnímají všechny současně jako zapnuté. Aby IC fungoval, potřebuje tři digitální piny. Změnou kombinací stavů zapnutí a vypnutí kolíků může IC zapnout a vypnout všech 8 analogových vstupů.

Krok 3: Rozložení Breadboardu

Rozložení zařízení je zobrazeno na obrázku výše.

DŮLEŽITÉ: Všimněte si typu použitého tranzistoru, kolíkový kolektor tranzistoru by se měl připojit k IR LED, a ne ke GND pinu.

Krok 4: Příjem signálů

Aby rukavice znaly správný signál k odeslání, musí být signály přijímány z dálkového ovladače vaší TV/spotřebiče a naprogramovány do kódu rukavice. Pro příjem těchto signálů je nutný IR přijímač.

Poznámka: podívejte se na číslo modelu dálkového ovladače televizoru a zkuste najít specifikace signálu online. Některé IR přijímače a vysílače nebudou fungovat s některými dálkovými ovladači, proto je důležité najít vysílač/přijímač s frekvencí odpovídající vašemu televizoru. Používám přijímač 4838 IR, který funguje s mým dálkovým ovladačem Samsung TV.

Krok 5: Kód pro příjem signálů

Chcete -li použít kód, musíte si stáhnout knihovnu IRremoteESP8266. Odkaz ke stažení je níže:

IR dálkové ovládání ESP8266

V Arduino IDE přejděte na Sketch> Include Library> Add. ZIP Library. Vyhledejte dvě stažené knihovny a přidejte je do IDE. Chcete -li získat přístup k kódu pro příjem IR signálů, přejděte na Soubor> Příklady> IRremoteESP8266> IRrecvDumpV2. V kódu změňte hodnotu kRecvPin ze 14 na 5. Tím je zajištěno, že Node-MCU čte správný pin (D1).

Po zapojení propojovacích vodičů nahrajte tento kód do Node-MCU a otevřete sériový monitor (nastavte přenosovou rychlost na 115200). Pokud stisknete tlačítko na dálkovém ovladači televizoru, signály se vytisknou na váš sériový monitor. Úspěch!

Uvidíte dlouhou sadu čísel s hodnotou rawData. Zaznamenejte tato čísla a nezapomeňte zaznamenat tlačítko, které jste stiskli, abyste tato čísla získali. Budete je potřebovat později.

Krok 6: Schéma desky plošných spojů

Schéma PCB bylo vytvořeno v aplikaci Autodesk Eagle a je znázorněno na obrázku výše. Všechny soubory Eagle jsou v tomto Instructable a lze je stáhnout v dalším kroku.

Krok 7: Návrh DPS

Zde je můj návrh DPS. Níže jsou uvedeny všechny soubory Eagle pro tuto desku s obvody, takže tento design můžete použít nebo upravit k vytvoření vlastní desky plošných spojů! Přidal jsem SMD pady pro další 3 analogové vstupy a také port 3V3 a GND. To mi umožní rozšířit tento systém, kdykoli budu potřebovat, ušetřit zdroje a čas a učinit PCB univerzální.

Krok 8: Dát to všechno dohromady

Po pár dnech čekání jsem konečně dostal své PCB poštou. Nyní je čas na zábavnou část, pájení všeho dohromady! Podle schématu bylo pájení DPS poměrně snadné. V mém návrhu jsem použil IC zásuvku a samičí záhlaví pro svůj multiplexor IC a Node-MCU. To proto, abych byl schopen tyto čipy odstranit, pokud je budu muset vyměnit nebo znovu použít. Pokud byste chtěli štíhlejší tvarový faktor, klidně připájejte čipy přímo k desce, ale pamatujte, že později bude docela obtížné je odstranit.

Krok 9: Sestavení rukavice

Pro instalaci flex senzorů do rukavice jsem do prstů rukavice vlepil malé gumové trubičky a umístil do nich senzory. Tímto způsobem měly senzory kroutící se prostor a mohly být v případě potřeby odstraněny. Abych držel desku plošných spojů, připevnil jsem ji k rukavici pomocí pásky na suchý zip. Znovu sestavení je vše na vás. Můžete být kreativní!

Krok 10: Programování příkazů

Nyní, když je o hardware postaráno, je čas na software. Pro rukavice si stáhněte níže uvedený kód.

Aby kód fungoval s vaší televizí, musíte změnit některá čísla. Pamatujete si ta čísla, která jste si zapsali? Nyní je čas je použít. Pokud čísla nemáte, nebojte se, je velmi snadné tyto signály shromáždit; Jednoduše se vraťte do kroku přijímání IR. Zkopírujte datovou sadu rawData a vložte ji pod komentář „VLOŽTE DATA ZDE“do kódu. Přejmenujte tuto datovou sadu na powerOn. Zkopírujte číslo vedle powerOn (v mém případě 95). Toto číslo je množství čísel v datové sadě. Nyní přejděte na konec kódu pod komentářem „ZOBRAZIT SÍŤ“. Nahraďte „95“hodnotou, kterou jste zkopírovali. Nyní nahrajte svůj kód do Node-MCU a nasaďte si rukavici. Pokud tváří v tvář tvé ruce a ohneš jeden z prstů, tv se zapne!

To lze snadno přizpůsobit. Chcete-li přidat další funkce, jednoduše přidejte další datové sady a zkopírujte a vložte funkci DISPLAY POWER a změňte její informace na odpovídající datovou sadu a počet hodnot. Protože je každý flex senzor odlišný, možná budete muset změnit číslo „310“, aby se zaregistrovalo, když je prst složený. Můžete dokonce provádět gesta více prsty a „hlavní přepínače“. Například jsem upravil svůj kód tak, že když ohnu prsteníček a palec, hlasitost mé televize ztlumí a změní se zdroj. Možnosti rozšiřitelnosti jsou nekonečné!

Krok 11: Hotovo

Tady to máte, univerzální dálkový ovladač TV ovládaný gesty! Doufám, že se vám tento projekt líbil, a doufám, že pro mě hlasujete v soutěži Epilog Laser. Pokud máte nějaké dotazy, neváhejte napsat komentář a já se pokusím na ně odpovědět. Ještě jednou doufám, že se vám to líbilo!