Comment faire une chaussure AutoLacing en utilisant Arduino?

À l'ère moderne, les scientifiques et les ingénieurs essaient de tout automatiser. Cela signifie que tout fonctionnera seul sans aucun effort humain. Un problème très courant a été identifié dans la société: certaines personnes ont du mal à attacher leurs lacets par elles-mêmes. Ces personnes comprennent des personnes handicapées, des personnes souffrant de maux de dos, des enfants et des aveugles dans une certaine mesure. Il faut donc trouver une solution pour que ces personnes ne voient pas cela comme un problème.



Photo prise à partir d'instructables

Dans ce projet, nous allons faire un spectacle de laçage automatique qui nouera automatiquement ses lacets sans aucun effort humain. Il le fera à l'aide d'une carte microcontrôleur, d'un capteur de bouclier moteur et d'un servomoteur, dès que l'on place le pied à l'intérieur de la chaussure.



Comment AutoLacez votre émission en utilisant Arduino?

Maintenant que nous connaissons le résumé du projet, commençons à collecter plus d'informations et passons par la procédure de fabrication de cette chaussure AutoLace en utilisant Arduino.



Étape 1: collecte des composants

La meilleure approche pour démarrer un projet est de faire une liste de composants et de passer par une brève étude de ces composants car personne ne voudra rester au milieu d'un projet simplement à cause d'un composant manquant. Une liste des composants que nous allons utiliser dans ce projet est donnée ci-dessous:



  • Arduino uno
  • Bouclier moteur
  • Servomoteur
  • Obliger
  • LED
  • Résistance 1k ohms
  • Chaussure
  • Bande métallique
  • Liens zippés en plastique
  • 1/8
  • Fils de cavalier
  • Batterie

Étape 2: étude des composants

Maintenant que nous connaissons le résumé de notre projet et que nous avons également une liste complète de tous les composants, faisons un pas en avant et passons par une brève étude des composants que nous allons utiliser.

Seeeduino v4.2 est l'une des meilleures cartes compatibles Arduino au monde, basée sur le microcontrôleur Atmega 328 MCU. car il est facile à utiliser, plus stable et plus beau que de nombreuses autres planches. Il est basé sur le chargeur de démarrage Arduino. il a un ATMEGA16U2 comme convertisseur UART vers USB car il peut être utilisé comme puce FTDI. il est connecté à l'ordinateur à l'aide d'un câble micro USB qui est généralement appelé câble Android. Une prise CC peut également être utilisée pour alimenter la carte. la puissance d'entrée doit être de 7V à 15V.

Conseil Seeeduino



Blindage moteur Arduino vous permet de contrôler sans effort la direction et la vitesse du moteur à l'aide d'un Arduino. En vous permettant d'adresser uniquement les broches Arduino, il est facile de piloter n'importe quel moteur dans votre entreprise. Il vous permet en outre d'avoir la possibilité de contrôler un moteur avec une alimentation différente jusqu'à 12v. Mieux encore, le bouclier est très facile à trouver. Pour toutes ces raisons, l'Arduino Motor Shield est un peu cool à avoir dans votre arsenal pour le prototypage rapide et l'expérimentation générale.

Bouclier moteur

Résistances de capteur de force (FSR) sont des capteurs de pression très simples et faciles à utiliser. L'obstruction d'un FSR repose sur le poids qui est appliqué au territoire de détection. Plus vous appliquez de poids, plus l'opposition est faible. La plage d'obstruction est assez vaste:> 10 MΩ (sans poids) à ~ 200 Ω (poids max). La plupart des FSR peuvent détecter une puissance comprise entre 100 g et 10 kg. Un FSR comprend deux couches et un adhésif d'espacement. Les couches conductrices sont isolées par un mince entrefer lorsqu'aucun poids n'est appliqué. L'un des films contient deux traces allant de la queue à la région de détection (la partie ronde). Ces traces sont tissées ensemble, mais sans contact. L'autre film est recouvert d'une encre de tête. Lorsque vous appuyez sur le capteur, l'encre court-circuite les deux traces avec une opposition qui dépend du poids.

Capteur de force

À Servomoteur est un actionneur rotatif ou linéaire qui peut être commandé et déplacé par incrément exact. Ces moteurs sont différents des moteurs à courant continu. Ces moteurs permettent le contrôle précis du mouvement angulaire ou rotatif. Ce moteur est couplé à un capteur qui envoie des informations sur son mouvement.

Servo Moto

Étape 3: principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement de ce projet est très simple. Un capteur de force sera utilisé pour détecter si le pied est placé dans le spectacle ou non. S'il détecte le pied, il enverra un signal à la carte Arduino qui déplacera un servomoteur à l'aide d'un blindage de moteur Arduino. Ce servomoteur se déplacera de manière à tirer tous les lacets à la fois. Par conséquent, attacher automatiquement tous les lacets de la chaussure.

Étape 4: Assemblage des composants

Maintenant que nous connaissons l'idée principale et le principe de fonctionnement de ce projet, faisons un pas en avant et commençons à tout assembler pour faire un spectacle qui se perdra automatiquement. Pour fabriquer un produit final, suivez les étapes ci-dessous:

  1. Tout d'abord, découpez une petite plaque de métal pour qu'elle soit fixée au dos du spectacle. Utilisez un synthétique pour qu'il se fixe de façon permanente et ne se desserre pas. Assurez-vous de laisser un espace entre la plaque métallique et le spectacle car nous passerons des serre-câbles à cet espace.
  2. Maintenant, prenez deux servomoteurs et fixez-les à la plaque métallique avec de la colle chaude. Maintenant, pour les fixer de manière permanente, utilisez des attaches zippées autour d'eux afin que ces servomoteurs ne bougent pas plus tard. Une fois que les servomoteurs sont au rythme, coupez le câble supplémentaire qui reste.
  3. Montez maintenant un boîtier de batterie sous les moteurs de sorte que l’interrupteur d’alimentation soit vers l’extérieur.
  4. Fixez maintenant la carte Arduino sur les moteurs. Avant de connecter le blindage du moteur à l'Arduino, certaines choses doivent être ajoutées au circuit.
  5. Prenez une LED et soudez une résistance à sa jambe positive et soudez une courte longueur de fil à la jambe négative et à l'autre jambe de la résistance. Ensuite, connectez cet assemblage à l'Arduino et poussez-le sur l'une des prises de lacets inutilisées.
  6. Maintenant, prenez un Capteur de force et placez-le dans vos chaussures là où votre talon reposera. il n'est pas recommandé de souder les broches du capteur de force car la chaleur du fer à souder peut faire fondre le plastique du capteur. Donc c'est mieux si vous le collez ou du ruban adhésif.
  7. Enfin, utilisez une attache zippée pour attacher tous les lacets au servomoteur, de sorte que lorsque le moteur tourne, il tire tous les lacets à la fois.

Assurez-vous que le fil positif de la LED est connecté à la broche 2 d'Arduino. La broche Vcc et de masse du capteur de force sera connectée au 5V et à la terre de l'Arduino et la broche IN du capteur de force sera connectée à la broche A0 de la carte Arduino. Enfin, branchez soigneusement les broches du servomoteur au blindage du moteur afin de ne pas faire une mauvaise connexion.

Étape 5: Premiers pas avec Arduino

Si vous n'êtes pas familier avec Arduino IDE auparavant, ne vous inquiétez pas car ci-dessous, vous pouvez voir des étapes claires de gravure de code sur la carte du microcontrôleur à l'aide de l'IDE Arduino. Vous pouvez télécharger la dernière version d'Arduino IDE à partir de ici et suivez les étapes mentionnées ci-dessous:

  1. Lorsque la carte Arduino est connectée à votre PC, ouvrez «Panneau de configuration» et cliquez sur «Matériel et audio». Cliquez ensuite sur «Périphériques et imprimantes». Trouvez le nom du port auquel votre carte Arduino est connectée. Dans mon cas, c'est «COM14» mais cela peut être différent sur votre PC.

    Trouver un port

  2. Nous devrons inclure une bibliothèque pour utiliser le servomoteur. La bibliothèque est jointe ci-dessous dans le lien de téléchargement avec le code. Aller à Sketch> Inclure la bibliothèque> Ajouter une bibliothèque .ZIP.

    Inclure la bibliothèque

  3. Ouvrez maintenant l'IDE Arduino. Dans Outils, réglez la carte Arduino sur Arduino / Genuino UNO.

    Conseil de réglage

  4. Dans le même menu Outil, définissez le numéro de port que vous avez vu dans le panneau de commande.

    Réglage du port

  5. Téléchargez le code ci-dessous et copiez-le dans votre IDE. Pour télécharger le code, cliquez sur le bouton de téléchargement.

    Télécharger

Vous pouvez télécharger le code en cliquez ici.

Étape 6: Code

Le code est assez bien commenté et explicite. Mais encore, le code est brièvement expliqué ci-dessous.

1. Au début, une bibliothèque spéciale est incluse afin que le servomoteur puisse être intégré à la carte microcontrôleur et programmé à travers elle. Deux objets sont créés pour être utilisés avec le servomoteur. certaines broches ou Arduino sont initialisées qui seront connectées au pilote du moteur et certaines variables sont également déclarées qui enregistreront des valeurs temporaires qui seront utilisées plus tard dans le programme principal.

#include // inclut la bibliothèque pour interfacer le servomoteur avec la carte miccrocontrôleur Servo myservo; // crée le servo objec 1 Servo myservo2; // crée l'objet servo 2 int forcePin = 0; // broche analogique 0 connectée au capteur de force int ledPin = 2; // broche numérique 2 connectée à la LED int switchPin = 19; // définit le commutateur de déverrouillage sur la broche analogique 5 int valF; // valeur du capteur de force int valS; // valeur du commutateur int thresHold = 500; // définit le seuil de pression du capteur de force int servoUnlock = 0; // définit le servo principal sur la position neutre non lacée (0 degrés) int servoLock = 180; // met le servo principal en position lacée (180 degrés) int servoUnlock2 = 180; // définit le servo auxiliaire sur la position neutre non lacée (0 degrés) int servoLock2 = 0; // définit le servo auxiliaire en position lacée (180 degrés)

2. void setup() est une fonction qui ne s'exécute qu'une seule fois au démarrage lorsque le microcontrôleur est mis sous tension ou que le bouton d'activation est enfoncé. Dans cette fonction, les broches de l'Arduino sont initialisées pour être utilisées comme INPUT ou OUTPUT. Les objets qui ont été créés auparavant pour le servomoteur sont utilisés pour attacher le servomoteur à la broche spécifique de la carte Arduino et le servo est déplacé vers la condition initiale non lacée. La vitesse de transmission est également définie dans cette fonction. Le débit en bauds est la vitesse en bits par seconde à laquelle le microcontrôleur communique avec les périphériques externes connectés.

void setup () {Serial.begin // réglage du débit en bauds du microcontrôleur pinMode (ledPin, OUTPUT); // la broche numérique 2 est sortie pour la LED pinMode (switchPin, INPUT); // la broche analogique 5 est entrée pour le commutateur myservo.attach (9); // attache les servos aux broches 9 myservo2.attach (10); // attache les servos aux broches 10 myservo.write (servoUnlock); // déplace le servo 1 dans des positions non identifiées myservo2.write (servoUnlock2); // déplace le servo 2 dans des positions non placées}

3. boucle vide () est une fonction qui s'exécute à plusieurs reprises dans une boucle. Tout d'abord, une valeur analogique est lue par le capteur de force. Ensuite, il attend que la valeur du capteur de force passe une valeur seuil. Il attendra que le pied se stabilise complètement à sa place et mettra les deux servos en position verrouillée. Si les commutateurs sont enfoncés, le servo sera réglé pour se déverrouiller et attendra que la LED clignote sept fois.

boucle vide () {valF = analogRead (forcePin); // lecture de la valeur du capteur de force valS = digitalRead (switchPin); // lecture de la valeur du commutateur if (valF> = thresHold) {// attend que le capteur de force atteigne ou dépasse le seuil de pression, puis: delay (1000); // attend que le pied se mette en place dans la chaussure myservo2.write (servoLock2); // définit le servo auxiliaire sur le retard de position verrouillée (1000); // attend une seconde myservo.write (servoLock); // définit le servo principal sur le retard de position verrouillée (1000); // attend une seconde digitalWrite (ledPin, HIGH); // allume la LED jusqu'à ce que le servo soit déverrouillé. Retirez cette ligne pour économiser la batterie. } if (valS == HIGH) {// attend que le commutateur soit enfoncé, puis: myservo2.write (servoUnlock2); // déverrouille le retard du servo auxiliaire (1000); // attend deux secondes myservo.write (servoUnlock); // déverrouille le retard du servo principal (500); // attend, puis clignote la LED 7 fois digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); retard (200); digitalWrite (ledPin, HIGH); retard (200); digitalWrite (ledPin, LOW); // désactive le retard de la LED (1000); }}

C'était donc toute la procédure pour créer un spectacle qui attache automatiquement ses lacets à l'aide d'un servomoteur, d'un microcontrôleur et d'un bouclier de moteur. Maintenant que vous connaissez toute cette procédure, profitez de la création de votre AutoLacing Show chez vous.