جهاز تحكم عن بعد عالمي يتم التحكم فيه عن طريق الإيماءات مع Node-MCU: 12 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

مرحبا بالجميع ومرحبا بكم في هذا المشروع! أنا شخص كسول تمامًا وكابوس الشخص الكسول هو مشاهدة التلفزيون عندما تدرك أن جهاز التحكم عن بُعد بعيد جدًا! أدركت أن جهاز التحكم عن بعد الخاص بي لن يكون بعيدًا أبدًا إذا كان في متناول اليد في جميع الأوقات. ألهمني ذلك لإنشاء LAZr ، جهاز التحكم عن بعد العالمي الذي يتم التحكم فيه بالإيماءات.

في هذا المشروع ، سأقوم بإنشاء قفاز مزود بأجهزة استشعار قادرة على اكتشاف إيماءات اليد ويمكنها إرسال إشارات إلى تلفزيون أو أي جهاز آخر بحركة إصبع بسيطة.

أتمنى أن يعجبك هذا المشروع وأن تصوت له في مسابقة Epilog Laser!

الخطوة 1: الأجزاء

يحتوي هذا المشروع على الأجزاء التالية:

قفاز (5.00 دولارات)

Node-MCU / ESP8266 (3.00 دولارات)

هذا هو المتحكم الدقيق وعقل هذا المشروع. لديه القدرة على الاتصال بشبكة WiFi ، مما يجعله مفيدًا جدًا في تطبيقات التشغيل الآلي للمنزل وفي مشاريع مثل هذا ، حيث يمكن تنفيذ التحكم في WiFi في هذا المشروع.

5 أجهزة استشعار فليكس (7.00 دولارات لكل منها)

تقيس هذه المستشعرات الانحناء ، على غرار طريقة LDR (المقاوم المعتمد على الضوء) ، لقياس مستويات الضوء. تستخدم هذه لقياس ثني الأصابع وإيماءات اليد.

مرسل الأشعة تحت الحمراء (0.30 دولار)

ينقل هذا المكون إشارات الأشعة تحت الحمراء إلى أجهزة مثل أجهزة التلفزيون ومشغلات DVD وما إلى ذلك.

جهاز استقبال IR (1.00 دولار)

يستقبل هذا المكون إشارات الأشعة تحت الحمراء المرسلة بواسطة أجهزة التحكم عن بعد. هناك حاجة لفك تشفير الإشارات من أجهزة التحكم عن بعد. يمكن بعد ذلك استخدام هذه الإشارات للتحكم في الجهاز من القفاز. أوصي بـ TSOP4838 لأنني اختبرت بنجاح مع تلفزيونات Sharp و Samsung و Apple.

5 مقاومات 10 كيلو أوم (0.01 دولار لكل مقاومات)

هذه المقاومات مطلوبة لكل من مستشعرات Flex.

220 أوم المقاوم (0.01 دولار لكل منهما)

هذه المقاومات مطلوبة لكل من مستشعرات Flex.

الترانزستور (0.39 دولار)

يستخدم الترانزستور لإرسال الأشعة تحت الحمراء.

74HC4051N IC معدد (0.22 دولار)

نظرًا لأن Node-MCU يحتوي على منفذ تناظري واحد فقط ، يتم استخدام IC هذا "لتقسيم" الدبوس التناظري إلى عدة أجهزة متصلة بأجهزة الاستشعار المرن. المزيد عن هذا لاحقًا.

الكثير من كابلات العبور! (إذا قررت استخدام لوح التجارب)

الأجزاء التالية اختيارية ولكنها مفيدة إذا تم استخدامها:

16 دبوس IC المقبس

رؤوس الإناث

الخطوة 2: معدد IC (74HC4051N)

في حين أن Node-MCU مليء بميزات ممتازة مثل WiFi وتوافق Arduino IDE ، إلا أن له عيوبه. يحتوي على دبوس تمثيلي واحد فقط ، وهو غير كافٍ لهذا المشروع. نظرًا لأن القفاز يحتوي على خمسة أجهزة استشعار مرنة ، فإنه يتطلب خمسة مدخلات تناظرية للعمل. حل بسيط وغير مكلف لهذه المشكلة هو استخدام Multiplexer IC (74HC4051N). هذا IC قادر على تحويل مدخل تناظري واحد إلى ثمانية!

كيف يعمل؟

يعمل IC عن طريق تشغيل إدخال تناظري واحد وقراءته وإيقاف تشغيله. ثم يقوم بتشغيل الإدخال التناظري التالي. من خلال القيام بذلك ، فإنه يقرأ فقط مستشعرًا واحدًا في كل مرة ، ويرسله إلى الدبوس التناظري للمتحكم الدقيق. يستطيع IC تشغيل المدخلات التناظرية وقراءتها وإيقاف تشغيلها بسرعة كبيرة بحيث يبدو كما لو كان يقرأها جميعًا في نفس الوقت. هذا مشابه لكيفية عمل شاشات الكمبيوتر والهواتف الذكية ؛ لا يمكن أن يكون لكل بكسل دبوس خاص به (سيكون ذلك بمثابة كارثة!) ، لذلك يقوم بتشغيل وحدات البكسل وإيقاف تشغيلها بسرعة كبيرة لدرجة أن أعيننا تدركها جميعًا على أنها تعمل في نفس الوقت. للعمل ، يحتاج IC إلى ثلاثة دبابيس رقمية. من خلال تغيير مجموعات حالات التشغيل والإيقاف الخاصة بالمسامير ، يكون IC قادرًا على تشغيل وإيقاف جميع المدخلات التناظرية الثمانية.

الخطوة 3: تخطيط اللوح

يظهر تخطيط الجهاز في الصورة أعلاه.

هام: لاحظ نوع الترانزستور الذي تستخدمه ، يجب أن يتصل دبوس المجمع الخاص بالترانزستور بمصباح IR LED ، وليس دبوس GND.

الخطوة 4: استقبال الإشارات

لكي يعرف القفاز الإشارة الصحيحة لإرسالها ، يجب استقبال الإشارات من جهاز التحكم عن بعد الخاص بالتلفزيون / الأجهزة ومبرمجتها في رمز القفاز. لاستقبال هذه الإشارات ، من الضروري وجود مستقبل الأشعة تحت الحمراء.

ملاحظة: ألق نظرة على رقم طراز جهاز التحكم عن بُعد الخاص بالتلفزيون وحاول العثور على مواصفات الإشارة عبر الإنترنت. لن تعمل بعض أجهزة استقبال وأجهزة إرسال الأشعة تحت الحمراء مع بعض أجهزة التحكم عن بُعد ، لذا من المهم العثور على جهاز إرسال / مستقبل بتردد يتوافق مع جهاز التلفزيون لديك. أنا أستخدم 4838 IR Reciever الذي يعمل مع جهاز التحكم عن بعد الخاص بتلفزيون Samsung.

الخطوة 5: رمز استلام الإشارات

لاستخدام الكود ، يجب تنزيل مكتبة IRremoteESP8266. رابط التنزيل أدناه:

IR عن بعد

في Arduino IDE ، انتقل إلى Sketch> Include Library> Add. ZIP Library. حدد موقع المكتبتين اللتين تم تنزيلهما وأضفهما إلى IDE. للوصول إلى الرمز لتلقي إشارات الأشعة تحت الحمراء ، انتقل إلى ملف> أمثلة> IRremoteESP8266> IRrecvDumpV2. في الكود ، قم بتغيير القيمة kRecvPin من 14 إلى 5. وهذا يضمن أن Node-MCU تقرأ الدبوس الصحيح (D1).

بعد توصيل توصيلات اللوح ، قم بتحميل هذا الرمز إلى Node-MCU وافتح الشاشة التسلسلية (اضبط معدل الباود على 115200). إذا ضغطت على زر في جهاز التحكم عن بُعد الخاص بالتلفزيون ، فستتم طباعة الإشارات على جهاز العرض التسلسلي. النجاح!

سترى مجموعة طويلة من الأرقام بالقيمة rawData. سجل هذه الأرقام وتأكد من تسجيل الزر الذي ضغطت عليه للحصول على هذه الأرقام. سوف تحتاج هذه لاحقا.

الخطوة 6: تخطيطي ثنائي الفينيل متعدد الكلور

تم إنشاء مخطط PCB في Autodesk Eagle كما هو موضح في الصورة أعلاه. جميع ملفات Eagle موجودة في Instructable ويمكن تنزيلها في الخطوة التالية.

الخطوة 7: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

هنا تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بي. جميع ملفات Eagle الخاصة بلوحة الدوائر هذه مذكورة أدناه ، لذا يمكنك استخدام أو تعديل هذا التصميم لبناء ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاص بك! لقد أضفت منصات SMD للمدخلات التناظرية الثلاثة الإضافية بالإضافة إلى منفذ 3V3 و GND. سيسمح لي ذلك بتوسيع هذا النظام إذا احتجت إلى ذلك ، وتوفير الموارد والوقت وجعل ثنائي الفينيل متعدد الكلور متعدد الاستخدامات.

الخطوة 8: وضع كل ذلك معًا

بعد الانتظار لبضعة أيام ، حصلت أخيرًا على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور في البريد. حان الوقت الآن للجزء الممتع ، وهو لحام كل شيء معًا! باتباع التخطيطي ، كان لحام ثنائي الفينيل متعدد الكلور سهلًا إلى حد ما. في تصميمي ، استخدمت مقبس IC ورؤوس نسائية لمضاعف IC و Node-MCU. هذا حتى أتمكن من إزالة هذه الرقائق إذا كنت بحاجة إلى استبدالها أو إعادة استخدامها. إذا كنت ترغب في الحصول على عامل شكل أقل حجماً ، فلا تتردد في لحام الرقائق مباشرة على السبورة ، ولكن تذكر أنه سيكون من الصعب جدًا إزالتها لاحقًا.

الخطوة 9: وضع القفاز معًا

لتثبيت المستشعرات المرنة في القفاز ، قمت بلصق أنابيب مطاطية صغيرة في أصابع القفاز ووضعت المستشعرات فيها. وبهذه الطريقة ، يكون لدى المستشعرات مساحة كبيرة للمناورة ويمكن إزالتها عند الحاجة. لعقد PCB ، قمت بتثبيته على القفاز باستخدام بعض شريط الفيلكرو. مرة أخرى ، فإن تجميع هذا الأمر كله متروك لك. يمكنك أن تكون مبدعا!

الخطوة العاشرة: برمجة الأوامر

الآن بعد أن تم الاعتناء بالأجهزة ، حان وقت البرنامج. من أجل قفازك ، قم بتنزيل الكود أدناه.

لجعل الرمز يعمل مع جهاز التلفزيون الخاص بك ، يجب عليك تغيير بعض الأرقام. تذكر تلك الأرقام التي دونتها؟ حان الوقت الآن لاستخدامها. إذا لم يكن لديك الأرقام ، فلا تقلق ، فمن السهل جدًا جمع هذه الإشارات ؛ ما عليك سوى الرجوع إلى خطوة استلام الأشعة تحت الحمراء. انسخ مجموعة البيانات rawData ، والصقها تحت التعليق ، "PASTE DATA HERE" في الكود. أعد تسمية مجموعة البيانات هذه إلى powerOn. انسخ الرقم الموجود بجوار powerOn (في حالتي 95). هذا الرقم هو مقدار الأرقام في مجموعة البيانات. الآن ، انتقل إلى الجزء السفلي من الكود ، أسفل التعليق ، "DISPLAY POWER". استبدل "95" بالقيمة التي نسختها. الآن ، قم بتحميل الكود الخاص بك إلى Node-MCU وضعه على القفاز. إذا ووجهت يدك إلى التلفزيون وثنيت أحد أصابعك ، فسيتم تشغيل التلفزيون!

هذا قابل للتخصيص بسهولة. لإضافة المزيد من الوظائف ، ما عليك سوى إضافة المزيد من مجموعات البيانات ، ونسخ وظيفة DISPLAY POWER ولصقها وتغيير معلوماتها إلى مجموعة البيانات المقابلة وعدد القيم. نظرًا لأن كل مستشعر مرن مختلف ، فقد تضطر إلى تغيير الرقم "310" بحيث يتم تسجيله عند طي الإصبع. يمكنك حتى عمل إيماءات متعددة الأصابع و "مفاتيح رئيسية". على سبيل المثال ، قمت بضبط الكود الخاص بي بحيث عندما أحني إصبعي البنصر والإبهام ، كتم صوت التلفزيون ويتغير المصدر. إمكانيات التوسع لا حصر لها!

الخطوة 11: تم ذلك

يوجد لديك ، جهاز تحكم عن بعد في التلفزيون يتم التحكم فيه عن طريق لفتة عالمية! أتمنى أن تكون قد أحببت هذا المشروع ، وآمل أن تصوت لي في مسابقة Epilog Laser. إذا كانت لديك أي أسئلة ، فلا تتردد في كتابة تعليق وسأبذل قصارى جهدي للإجابة عليها. مرة أخرى ، أتمنى أن تكون قد أحببت ذلك!