Gestami ovládaný univerzálny diaľkový ovládač s uzlom-MCU: 12 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Zdravím všetkých a vitajte v tomto projekte! Som dosť lenivý človek a nočnou morou lenivého človeka je sledovanie televízie, keď si uvedomíte, že diaľkové ovládanie je príliš ďaleko! Uvedomil som si, že môj diaľkový ovládač nebude nikdy príliš ďaleko, ak ho budem mať stále poruke. To ma inšpirovalo k vytvoreniu univerzálneho diaľkového ovládača LAZr.

V tomto projekte vytvorím rukavicu vybavenú senzormi, ktoré sú schopné rozpoznať gestá rúk a môžu jednoduchým pohybom prstov odosielať signály do televízora alebo iného zariadenia.

Dúfam, že sa vám tento projekt páči a hlasujete zaň v laserovej súťaži Epilog!

Krok 1: Diely

Tento projekt obsahuje nasledujúce časti:

Rukavica (5,00 dolárov)

Node-MCU / ESP8266 (3,00 dolárov)

Toto je mikrokontrolér a mozog tohto projektu. Má schopnosť pripojiť sa k WiFi, čo ho robí veľmi užitočným v aplikáciách domácej automatizácie a v projektoch, ako je tento, pretože do tohto projektu je možné implementovať ovládanie WiFi.

5 flexibilných senzorov (7,00 dolárov za kus)

Tieto senzory merajú ohyb, podobne ako LDR (svetlo závislý odpor), merajú úrovne svetla. Používajú sa na meranie ohýbania prstov a gest rúk.

IR vysielač (0,30 USD)

Tento komponent prenáša infračervené signály do zariadení, ako sú televízory, prehrávače DVD atď.

IR prijímač (1,00 USD)

Tento komponent prijíma IR signály odosielané diaľkovými ovládačmi. Je potrebné dekódovať signály z diaľkových ovládačov. Tieto signály je potom možné použiť na ovládanie spotrebiča z rukavice. TSOP4838 odporúčam, pretože som ho úspešne testoval s televízormi Sharp, Samsung a Apple.

5 odporov 10 kOhm (každý po 0,01 dolára)

Tieto odpory sú potrebné pre každý zo senzorov Flex.

Rezistor 220 ohmov (0,01 dolára za kus)

Tieto odpory sú potrebné pre každý zo senzorov Flex.

Tranzistor (0,39 dolára)

Tranzistor sa používa na prenos IR.

74HC4051N Multiplexer IC (0,22 dolárov)

Pretože Node-MCU má iba jeden analógový port, tento integrovaný obvod slúži na „rozdelenie“analógového kolíka na niekoľko, ktoré sú pripojené k flexibilným snímačom. Viac o tom neskôr.

Veľa prepojovacích káblov! (Ak sa rozhodnete použiť breadboard)

Nasledujúce časti sú voliteľné, ale sú užitočné, ak sa používajú:

16 -pinová zásuvka IC

Ženské hlavičky

Krok 2: Integrovaný obvod multiplexora (74HC4051N)

Aj keď je Node-MCU nabitý vynikajúcimi funkciami, ako je kompatibilita WiFi a Arduino IDE, má svoje nevýhody. Má iba jeden analógový kolík, čo je pre tento projekt nedostatočné. Pretože má rukavica päť ohybných senzorov, na jej fungovanie je potrebných päť analógových vstupov. Jednoduchým a lacným riešením tohto problému je použitie multiplexora IC (74HC4051N). Tento IC je schopný previesť jeden analógový vstup na osem!

Ako to funguje?

IC funguje tak, že zapne jeden analógový vstup, číta ho a vypne. Potom zapne ďalší analógový vstup. Pritom číta iba jeden senzor naraz a odosiela ho na analógový pin mikrokontroléra. IC dokáže zapínať, čítať a vypínať analógové vstupy tak rýchlo, že sa zdá, že ich číta všetky súčasne. Je to podobné tomu, ako fungujú obrazovky počítačov a smartfónov; Každý pixel nemôže mať svoj vlastný určený pin (to by bola katastrofa!), Preto zapína a vypína pixely tak rýchlo, že naše oči ich všetky vnímajú súčasne ako zapnuté. Aby IC fungoval, potrebuje tri digitálne piny. Zmenou kombinácií stavov zapnutia a vypnutia pinov je IC schopný zapnúť a vypnúť všetkých 8 analógových vstupov.

Krok 3: Rozloženie na doske

Rozloženie zariadenia je zobrazené na obrázku vyššie.

DÔLEŽITÉ: Všimnite si typu použitého tranzistora, kolíkový kolektor tranzistora by sa mal pripojiť k IR LED, a nie ku kolíku GND.

Krok 4: Príjem signálov

Aby rukavice rozpoznali správny signál na odoslanie, signály musia byť prijaté z diaľkového ovládača televízora/spotrebiča a naprogramované do kódu rukavice. Na príjem týchto signálov je potrebný infračervený prijímač.

Poznámka: Pozrite sa na číslo modelu diaľkového ovládača televízora a skúste nájsť špecifikácie signálu online. Niektoré IR prijímače a vysielače nebudú fungovať s niektorými diaľkovými ovládačmi, preto je dôležité nájsť vysielač/prijímač s frekvenciou zodpovedajúcou vášmu televízoru. Používam prijímač 4838 IR, ktorý funguje s mojím diaľkovým ovládaním televízora Samsung.

Krok 5: Kód na príjem signálov

Na použitie kódu je potrebné stiahnuť knižnicu IRremoteESP8266. Odkaz na stiahnutie je uvedený nižšie:

IRremoteESP8266

V Arduino IDE prejdite na Skica> Zahrnúť knižnicu> Pridať knižnicu. ZIP. Nájdite dve stiahnuté knižnice a pridajte ich do IDE. Ak chcete získať prístup k kódu na príjem IR signálov, prejdite na Súbor> Príklady> IRremoteESP8266> IRrecvDumpV2. V kóde zmeňte hodnotu kRecvPin zo 14 na 5. To zaistí, že Node-MCU číta správny pin (D1).

Po prepojení prepojovacích panelov nahrajte tento kód do svojho Node-MCU a otvorte sériový monitor (nastavte prenosovú rýchlosť na 115200). Ak stlačíte tlačidlo na diaľkovom ovládači televízora, signály sa vytlačia na váš sériový monitor. Úspech!

Uvidíte dlhý súbor čísel s hodnotou rawData. Zaznamenajte tieto čísla a nezabudnite zaznamenať tlačidlo, ktoré ste stlačili, aby ste tieto čísla získali. Tieto budete potrebovať neskôr.

Krok 6: Schéma DPS

Schéma PCB bola vytvorená v programe Autodesk Eagle a je znázornená na obrázku vyššie. Všetky súbory Eagle sú v tomto návode a je možné ich stiahnuť v nasledujúcom kroku.

Krok 7: Návrh DPS

Tu je môj návrh DPS. Všetky súbory Eagle pre túto dosku s plošnými spojmi sú uvedené nižšie, takže tento návrh môžete použiť alebo upraviť a vytvoriť si tak vlastnú DPS! Pridal som podložky SMD pre ďalšie 3 analógové vstupy, ako aj port 3V3 a GND. To mi umožní rozšíriť tento systém, ak budem niekedy potrebovať, a ušetrím zdroje a čas a urobím dosku plošných spojov univerzálnou.

Krok 8: Dajte to všetko dohromady

Po pár dňoch čakania som konečne dostal svoje DPS na poštu. Teraz je čas na zábavnú časť, spájkovanie všetkého dohromady! Podľa schémy bolo spájkovanie DPS pomerne jednoduché. Pri svojom návrhu som použil IC zásuvku a zásuvkové zásuvky pre multiplexor IC a Node-MCU. Je to tak, že som schopný odstrániť tieto čipy, ak ich potrebujem vymeniť alebo znova použiť. Ak by ste chceli štíhlejší tvar, čipy pokojne spájkujte priamo na dosku, ale pamätajte na to, že neskôr ich bude celkom ťažké odstrániť.

Krok 9: Spojenie rukavice

Na inštaláciu flex senzorov do rukavice som do prstov rukavice vlepil malé gumové trubičky a umiestnil do nich senzory. Týmto spôsobom mali senzory určitý krútiaci sa priestor a v prípade potreby ich bolo možné odstrániť. Aby som držal DPS, pripevnil som ju na rukavicu pomocou pásky na suchý zips. Znova je všetko na vás. Môžete byť kreatívni!

Krok 10: Programovanie príkazov

Teraz, keď je o hardvér postarané, je čas na softvér. Pre rukavice si stiahnite kód nižšie.

Aby kód fungoval s vašim televízorom, musíte zmeniť niektoré čísla. Pamätáte si tie čísla, ktoré ste si zapísali? Teraz je načase ich využiť. Ak nemáte čísla, nebojte sa, tieto signály je možné veľmi ľahko zozbierať; Jednoducho sa vráťte k kroku IR príjmu. Skopírujte množinu údajov rawData a vložte ju do kódu pod komentár „VLOŽIŤ ÚDAJE TU“. Premenujte tento súbor údajov na PowerOn. Skopírujte číslo vedľa powerOn (v mojom prípade 95). Toto číslo je množstvo čísel v množine údajov. Teraz prejdite na koniec kódu pod komentárom „SIEŤ ZOBRAZENIA“. „95“nahraďte skopírovanou hodnotou. Teraz nahrajte svoj kód do Node-MCU a nasaďte si rukavicu. Ak tvárou v tvár položíte ruku na televízor a ohnete jeden z prstov, televízor sa zapne!

Toto je ľahko prispôsobiteľné. Ak chcete pridať ďalšie funkcie, jednoducho pridajte ďalšie množiny údajov a skopírujte a prilepte funkciu DISPLAY POWER a zmeňte jej informácie na zodpovedajúcu množinu údajov a počet hodnôt. Pretože je každý snímač ohybu iný, možno budete musieť zmeniť číslo „310“, aby sa zaregistrovalo, keď je prst zložený. Môžete dokonca vykonávať gestá viacerými prstami a „hlavné prepínače“. Kód som napríklad upravil tak, že keď ohnem prstenník a palec, hlasitosť televízora sa stlmí a zmení sa zdroj. Možnosti rozšíriteľnosti sú nekonečné!

Krok 11: Hotovo

Máte to, univerzálne diaľkové ovládanie televízora ovládané gestami! Dúfam, že sa vám tento projekt páčil, a dúfam, že mi dáte svoj hlas v súťaži Epilog Laser. Ak máte akékoľvek otázky, neváhajte napísať komentár a pokúsim sa ich zodpovedať. Ešte raz, dúfam, že sa vám to páčilo!