Образовательная галактика Intel®

Блог Участника

Запись блога

Умная одежда будущего. Пробный проект на основе LyliPad Arduino.

Недавно предложил коллеге по лицею, которая ведет кружок кройки и шитья, сделать совместный проект между нашими группами (я веду кружковые занятия по микроэлектронике) по созданию коллекции умной одежды (ролик на youtube рассказывающий об умной одежде http://youtu.be/HKCmb7OTddc ).

Фото и видеоролики, которые мы с ребятами нашли в интернете, поначалу воодушевили нас. Мы были восхищены яркими сверкающими нарядами и поражены смелыми дизайнерскими идеями, совмещающими стиль и свет. Но вопрос встал с выбором электронных компонентов, которые можно применять для проектирования умной одежды и которые были бы доступны нам. Решили для себя, что будем использовать уже знакомые средой программирования контроллеры из семейства Arduino, под названием LyliPad http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardLilyPad , предварительно их протестировав.





Достался мне на некоторое время для тестирования контроллер LyliPad Arduino на основе Atmega328. LyliPad был разработан специально для использования в Smart-одежде (умной одежде). Для этого он спроектирован и сделан компактно на круглой плате диаметром 5 см, без выступающих острых деталей, с отверстиями для пришивания. Заявляется даже, что он приспособлен для деликатной стирки в стиральной машине (при условии отключения питания!), но я не стал пока рисковать smile.gif . Чтобы контроллер был удобнее при «носке», из него убрали «все лишнее»: USB-UART модуль для программирования контроллера, фильтр питания, разъемы для портов. Поэтому сразу нужно озадачиться, чтобы программировать LyliPad, для этого нужно обзавестись специальным дополнительным устройством USB2serial (у меня он оказался от фирмы Dfrobot.com), а питание контроллера не должно превышать 5,5 вольт, иначе он сгорит. Для подключения светодиодов и сенсоров порты выведены по окружности платы контроллера в виде металлизированных отверстий, через которые очень удобно пришивать контроллер к одежде, а если нитки еще и токопроводящие, то удобно подключать к контроллеру нужные элементы без паяльника простой иголкой: светодиоды, кнопки, датчики и пр.

Итак, у меня есть в наличии контроллер, провода и есть набор стандартных радиодеталей: светодиоды, резисторы, батарейки. Для тестирования контроллера LyliPad решил создать дизайнерскую вязанную шапочку с мигающей литерой «S». Почему вязанную? Очень просто: сквозь вязанную вещь можно легко вставлять проволочные выводы стандартных радиодеталей без повреждения самой вещи.

Пробуем! Нарисовал на тетрадном листке «в клеточку» литеру «S», расставил точки на ней так, чтобы и литера «читалась», и точек было поменьше. Эти точки и будут светодиодами.




Берем вязанную шапку и по эскизу вставляем светодиоды в виде буквы «S».




С обратной стороны круглогубцами заворачиваем выводы светодиодов в спираль, это позволит им держаться жестко и к ним позже закрепить провода. Важно следить, чтобы выводы не задевали друг друга, чтобы исключить случайного замыкания схемы. Подсоединяем провода.





Мигание диодами для тестового проекта решил сделать простым. Портов у LyliPad 14, а диодов получилось 10, поэтому подключил каждый диод через резистор к отдельному порту, начиная со порта 2. Поэтому каждым диодом можно мигать по отдельности. Написал несложную программу-скетч, но возникло несколько небольших проблем с прошивкой контроллера, которые быстро были разрешены:

  1. Скетч я писал на своем неттбуке под управлением Linux Ubuntu 12.04 LTS со свеже установленным ПО Arduino 1.0, который не сразу «увидел» серийный порт для подключения платы LyliPad. Для этого нужно было перед включением ноутбука подсоединить LyliPad через USB2SERIAL к нетбуку и лишь после этого включить нетбук и загрузить Linux, тогда все нужные системные модули подключились автоматически и серийный (последовательный) порт /dev/ttyACM0 (в Windows последовательный порт обозначается обычно как COM1 и может цифрой отличаться ) стал виден в ПО Arduino.
  2. На LyliPad маркировка порта для прошивки не очень информативная, на руках у меня не оказалось инструкции подключения USB2SERIAL к LyliPad, а из возможных двух вариантов подключения я выбрал, положившись на интуицию, как потом оказалось, неправильный smile.gif . После этого долго не мог сообразить, почему не прошивается контроллер. Подсказку нашел в интернете в одном из роликов на youtube, где рассказывалось как прошить LyliPad через обычную Arduino. При просмотре видео обратил внимание на то, что провод GND подключен не так, как я предполагал ранее. Оказывается, если смотреть на LyliPad так, чтобы разъем был направлен вверх, то GND вывод будет первым слева! На плате USB2SERIAL выводы были промаркированы, поэтому GND на ней нашел сразу и понял свою ошибку. Перевернув плату USB2SERIAL снова подключил ее к LyliPad и все сразу заработало!



Скетч прошил. Подключил три батарейки к контроллеру, спрятав их в заворот вязаной шапочки, и светодиоды замигали! Посмотреть можно по ссылке

https://plus.google.com/u/0/photos/10740011...386778828875570

Выводы.

  1. Контроллер LyliPad вполне подходит для проектов типа умная одежда в лицее, будем его приобретать. Среда программирования Arduino ребятам хорошо знакома, в Сети много справочного материала, много проектов, которые используют в основе Arduino.
  2. Провода при движении могут отходить и контакт нарушается. Нужно искать и приобретать токопроводящие нитки либо искать способ гарантированного соединения, например, металлическими одежными кнопками.
  3. Стандартные радиодетали (светодиодны, батарейки) из-за длинных ножек, выпуклых корпусов и пр. не очень удобно использовать для умной одежды. Нужно искать или разрабатывать и изготавливать самим на миниплатах (это мне кажется более перспективным для образовательных целей школьников) радиоэлементы для умной одежды (светодиоды, сенсоры, кнопки, элементы питания и пр.), которые были бы компактными и их было бы удобно пришивать к одежде.
  4. Нужно координировать работу двух кружков кройки и шитья и микроэлектроники над единым проектом с объединенем цели, но распределением задач.
Завтра продемонстрирую этот тестовый проект ребятам. Надеюсь, что теперь их фантазия подскажет им много новых идей для умной одежды.

Комментарии

Новичок

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 2
  • Регистрация: 14.12.2010
  • Из: г.Красноуфимск, Свердловская область, РФ
  • Номер участника: 94035
Предупреждение

С нитками, конечно, проще будет


--------------------
Руслан Хузин, учитель физики и информатики<br /><br />Персональный сайт учителя <a href="http://khuzin.ru" target="_blank">http://filologii.net</a><br /><br />Следуйте за мной <a href="http://twitter.com/rkhuzin" target="_blank">http://twitter.com/rkhuzin</a>

Активный пользователь

  • Группа: Модераторы
  • Сообщений: 925
  • Регистрация: 14.4.2010
  • Из: Москва
  • Номер участника: 84545
Предупреждение

Цитата
Стандартные радиодетали (светодиодны, батарейки) из-за длинных ножек, выпуклых корпусов и пр. не очень удобно использовать для умной одежды. Нужно искать или разрабатывать и изготавливать самим на миниплатах (это мне кажется более перспективным для образовательных целей школьников) радиоэлементы для умной одежды (светодиоды, сенсоры, кнопки, элементы питания и пр.), которые были бы компактными и их было бы удобно пришивать к одежде.

https://www.sparkfun.com/categories/227

Сообщение отредактировал AndreyR - 5.5.2013, 22:22

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 86
  • Регистрация: 27.11.2010
  • Из: Санкт-Петербург
  • Номер участника: 93860
Предупреждение

Я видел остроумное решение проблемы "неудобных" для пришивания деталей - светодиодам просто длинногубцами заворачивают ножки кольцами и разворачивают их так, чтобы диодик стоял на развернутой "восьмерке". Такую деталь пришить ничего не стоит.


--------------------
Не волнуйтесь, я вам все объясню - http://shperk.ru

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(AndreyR @ 5.5.2013, 23:20)

Спасибо за ссылку, Андрей! Подобные наборы в интернете я находил, но доступными их назвать... мне трудно. По крайней мере, перечислением лицей с платежами через Интернет вряд ли такие наборы и детали приобретет. Но зато, создать такие возможно в лабораторных условиях, что уже само по себе интересно и занимательно, т.к. ребята могут научиться с прототипированием, разводкой, травлением печатных плат, пайкой SMD-деталей. Это, конечно, не так просто, как использование готовых элементов, но обретение бесценного опыта при проектировании и создании собственных элементов, полагаю, ценнее.


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(shperk @ 5.5.2013, 23:45)
Я видел остроумное решение проблемы "неудобных" для пришивания деталей - светодиодам просто длинногубцами заворачивают ножки кольцами и разворачивают их так, чтобы диодик стоял на развернутой "восьмерке". Такую деталь пришить ничего не стоит.

Да, да! Именно так и поступил со светодиодами. Завернул их ножки спиральками в некое подобие "восьмерки" smile.gif


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата
Завтра продемонстрирую этот тестовый проект ребятам. Надеюсь, что теперь их фантазия подскажет им много новых идей для умной одежды.

Показал шапочку на перемене. Ребятам и учителям очень понравилось. Девчонкам больше, даже начали примерять по очереди эту "чудо-шапку" на себя. Больше всего положительные эмоции были у девушек, занимающихся танцами. они сразу представили какие эффектные могли бы быть их выступления с такой "умной подсветкой". Надеюсь, что получится с ними создать более серьезный проект "умной одежды" для танцевального номера. smile.gif


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Активный пользователь

  • Группа: Эксперт портала
  • Сообщений: 113
  • Регистрация: 17.2.2011
  • Из: Тямша
  • Номер участника: 94612
Предупреждение

Увлеклась электронным текстилем и не раз уже перечитываю ваш пост: всё возвращаюсь и возвращаюсь к нему.

Батарейка крупновата у вас: можно взять 3v+1.5v, спать или соединить скотчем на худой конец. Работает и от 3v, но не так ярко.

Светодиодики есть плоские, сразу со встроенными резиторами, в наших магазинчиках радиодеталей таких не найти. Заказывала на алиэкспресс.

Не знаете случайно, как вытащить светодиод из LED-ленты?

Токопроводящие нити, скажу я вам - это песня. Написала про них отдельный пост, скоро, надеюсь, опубликуют.

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(natyanikova @ 23.9.2015, 14:09)
Увлеклась электронным текстилем и не раз уже перечитываю ваш пост: всё возвращаюсь и возвращаюсь к нему.

Батарейка крупновата у вас: можно взять 3v+1.5v, спать или соединить скотчем на худой конец. Работает и от 3v, но не так ярко.

Светодиодики есть плоские, сразу со встроенными резиторами, в наших магазинчиках радиодеталей таких не найти. Заказывала на алиэкспресс.

Не знаете случайно, как вытащить светодиод из LED-ленты?

Токопроводящие нити, скажу я вам - это песня. Написала про них отдельный пост, скоро, надеюсь, опубликуют.

Спасибо за внимание wink.gif
Батарейку можно заменить подходящим аккумулятором от сотового телефона на 3V. Свтодиоды из ленты вытаскивать не пробовал. Но вот smd светодиоды запросто покупал в магазине радиодеталей, думаю это то, что вам нужно.Можно к ним купить и резисторы нужного номинала размером smd и спаять их со светодиодами на монтажной плате.

Сообщение отредактировал KosachenkoSV - 23.9.2015, 15:02


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Активный пользователь

  • Группа: Эксперт портала
  • Сообщений: 113
  • Регистрация: 17.2.2011
  • Из: Тямша
  • Номер участника: 94612
Предупреждение

Цитата(KosachenkoSV @ 23.9.2015, 15:00)
Спасибо за внимание wink.gif
Батарейку можно заменить подходящим аккумулятором от сотового телефона на 3V. Свтодиоды из ленты вытаскивать не пробовал. Но вот smd светодиоды запросто покупал в магазине радиодеталей, думаю это то, что вам нужно.Можно к ним купить и резисторы нужного номинала размером smd и спаять их со светодиодами на монтажной плате.

Спасибо, поищем smd.
А вот как раз про нити.

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 115
  • Регистрация: 20.4.2011
  • Из: г.Томск
  • Номер участника: 97119
Предупреждение

Цитата(natyanikova @ 24.9.2015, 12:53)
Спасибо, поищем smd.
А вот как раз про нити.


Браво! Отличная статья про нити!


--------------------
Мир, Дружба, Open Source!

Активный пользователь

  • Группа: Пользователи
  • Сообщений: 300
  • Регистрация: 15.9.2010
  • Из: г. Псков
  • Номер участника: 88606
Предупреждение

Спасибо за статью, очень интересная работа, Вы молодец!


--------------------
Антонина Петрова, специалист РЦДО ПОИПКРО

Мое изображение

Статьи по этой теме

Последние комментарии

« Март 2017 »
ВПВСЧПС
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Мои ссылки в блоге

Наверх