Barre de traction intelligente Arduino avec retour audio et capteur de lumière

Composants et fournitures

Arduino Nano R3	×1
Barre de traction – Diamètre 25 mm	×1
Haut-parleur 0,5W 40mm – Diamètre 40 mm	×1
Servomoteur MG90S	×1
Diode laser – Diamètre 9 mm	×1
Résistance 1 kΩ	×1
Condensateur 100 µF	×1
Alimentation 5V	×1
Prise DC Jack	×1
Fils de connexion (génériques)	×1
LDR (photorésistance) 5 MΩ	×1
Interrupteur à glissière	×1
Vis machine M4 (avec écrous)	×2
Vis machine M3	×3
Vis machine M2	×4
Tic Tac (bonbons pour la récompense)	×1
PCB	×1
Bornier à vis	×1
Connecteurs femelles	×1
Connecteurs mâles	×1
Feuille plastique transparente	×1

Outils et machines nécessaires

• Fer à souder (générique)
• Imprimante 3D (générique)

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos du projet

Bonjour ! Je m'appelle Nikolas, j'ai 15 ans. Dans ce tutoriel, je vais vous montrer comment fabriquer une barre de traction intelligente avec un Arduino Nano. Quand vous commencez vos tractions ou chin-ups, elle joue de la musique pour vous motiver, et après environ 30 secondes d'exercice, une récompense – un Tic Tac dans mon cas – est distribuée !

Regardez la vidéo YouTube pour voir la barre en action et suivre les instructions visuelles.

À l'origine, je voulais me motiver à m'entraîner davantage, mais il s'avère que je voulais juste une excuse pour manger plus de bonbons !

Ce projet a été sélectionné parmi les gagnants du Arduino Day Community Challenge 2021 !

Étape 1 : Comprendre le fonctionnement

J'ai créé un capteur à faisceau laser en fixant une diode laser et une LDR (photorésistance) sur la barre de traction. Ils sont parfaitement alignés : beaucoup de lumière atteint la LDR, qui sort une valeur analogique élevée. Quand je place mes mains sur la barre, j'interromps le faisceau, la valeur chute drastiquement, et l'Arduino Nano (monté au mur dans un boîtier) déclenche la lecture d'un morceau (dans mon cas "Take on me" d'A-ha) via un petit haut-parleur. Après ~30 secondes, si mes mains sont toujours sur la barre, un Tic Tac est distribué via un mécanisme imprimé en 3D actionné par un servomoteur !

Étape 2 : Impression 3D

Tous les modèles sont conçus dans Fusion 360, tranchés dans Cura, imprimés en PETG sur une Ender 3 V2 (hauteur de couche 0,2 mm). Pièces à imprimer :

• Base.stl
• RotatorDispenser.stl
• CoverBase.stl
• LaserClamp.stl
• LdrClamp.stl

Fichiers disponibles ici.

Étape 3 : Circuit – Partie 1

1. Placez l'Arduino Nano sur la plaque d'essai
2. Connectez 5V au rail positif (rouge) et GND au rail négatif (bleu)

Étape 4 : Circuit – Partie 2

3. Ajoutez la LDR : une patte au 5V, l'autre au GND avec la résistance 1 kΩ (ordre indifférent)
4. Connectez la seconde patte à A0
5. Ajoutez le servo MG90S : fil marron au GND, fil rouge au 5V

Étape 5 : Circuit – Partie 3

6. Connectez le fil jaune du servo à D5
7. Ajoutez le haut-parleur : fil rouge (+) à D11, fil noir (-) au GND
8. Ajoutez le module laser : fil rouge (+) au 5V, fil noir (-) au GND

Étape 6 : Programmation

Téléversez le code (fourni ci-dessous) sur l'Arduino Nano via l'IDE Arduino (carte Arduino Nano, port COM approprié). La variable LightThreshold définit la sensibilité de la LDR – voir l'étape suivante pour l'ajustement.

Le code musical est basé sur le travail d'adithyalokesh17 qui a transposé de nombreux morceaux populaires (dont "Take on me") en code Arduino léger pour buzzer/haut-parleur, sans lecteur de carte SD complexe.

Étape 7 : Test et dépannage

Au téléversement, rien ne se passe. Couvrez la LDR avec le doigt (simulation de l'interruption du faisceau laser) : la musique démarre, puis le servo tourne et distribue un Tic Tac.

Problèmes courants :

• La musique ne démarre pas en couvrant le capteur → augmentez LightThreshold (plus sensible)
• La musique démarre sans couvrir le capteur → diminuez LightThreshold (moins sensible)

Astuce : Utilisez le moniteur série pour voir les valeurs brutes de la LDR (0 = obscurité totale, 1023 = lumière maximale). Visez le laser sur la LDR et travaillez avec ces valeurs plutôt qu'avec la lumière ambiante.

Étape 8 : PCB

Le PCB diffère du circuit sur plaque d'essai par l'ajout d'une entrée d'alimentation (bornier) reliant (+) au 5V et (-) au GND, et d'un condensateur 100 µF (optionnel) en parallèle pour lisser le courant.

Étape 9 : Fixation du servo

Vissez le servo sur la base avec 1 ou 2 vis M2.

Étape 10 : Insertion du laser dans son pince

Enfoncez la diode laser dans le LaserClamp.

Étape 11 : Fixation de la LDR dans son pince

Insérez la LDR dans le LdrClamp (deux petits trous pour passer les fils).

Étape 12 : Soudure

• Soudez un fil rouge (de préférence) sur la borne positive de la prise DC Jack
• Soudez un fil noir sur la borne négative
• Soudez un nouveau fil rouge sur l'interrupteur à glissière

Étape 13 : Installation de la prise DC Jack

Insérez la prise DC Jack dans son logement dans la base. Fixez avec l'écrou.

Étape 14 : Soudure de l'interrupteur

Soudez le fil rouge de la prise DC Jack à l'autre borne de l'interrupteur.

Étape 15 : Installation de l'interrupteur

Enfoncez l'interrupteur en place.

Étape 16 : Connexion de l'alimentation au PCB

• Fil rouge → entrée d'alimentation positive du PCB
• Fil noir → entrée d'alimentation négative du PCB

Étape 17 : Connexion du servo au PCB

Connectez le servo aux connecteurs mâles.

Étape 18 : Connexion du haut-parleur au PCB

Connectez le haut-parleur.

Étape 19 : Fixation du PCB à la base

• Insérez le PCB dans la base
• Fixez avec 2 à 4 vis M2

Étape 20 : Découpe et installation de la feuille plastique

Découpez un rectangle d'environ 75 × 17 mm dans la feuille transparente, ajustez les côtés pour qu'elle s'insère fermement dans la base.

Étape 21 : Installation du laser sur la barre

Fixez le LaserClamp sur un côté de la barre de traction, serrez avec une vis M4 et un écrou.

Étape 22 : Installation de la LDR sur la barre

Fixez le LdrClamp de l'autre côté, serrez avec une vis M4 et un écrou.

Étape 23 : Alignement du laser et de la LDR

• Alimentez le module laser avec ~5V (broche 5V Arduino, 3 piles AA, LiPo 1S, 18650, etc.)
• Faites pivoter les pinces jusqu'à ce que le faisceau laser frappe le centre de la LDR

Étape 24 : Collage du boîtier au mur

Utilisez un pistolet à colle chaude (l'outil préféré des makers !) pour coller la base au mur.

Étape 25 : Connexion du laser et de la LDR au PCB

• Enroulez les câbles du laser et de la LDR autour de votre porte
• Connectez les deux fils rouges à la section centrale du bornier triple
• Fil noir de la LDR → section supérieure
• Fil noir du laser → section inférieure

(Ces connexions varient selon votre PCB – utilisez ceci comme référence conceptuelle)

Étape 26 : Installation du distributeur

• Branchez l'alimentation sur la prise DC Jack et mettez l'interrupteur sur ON

Au premier démarrage, le servo va automatiquement à sa position 0° et se verrouille. À ce moment, fixez le RotatorDispenser dessus. Vérifiez que les deux trous pour les Tic Tac s'alignent correctement.

Étape 27 : Installation du couvercle

• Placez le haut-parleur dans le couvercle
• Vissez le couvercle sur la base avec 2 à 4 vis M3

Étape 28 : Ajout des Tic Tac !

Remplissez le distributeur avec des Tic Tac.

Étape 29 : Félicitations, le projet est terminé !

La barre de traction intelligente est enfin complète !

J'espère que ce tutoriel vous a plu autant qu'à moi de le réaliser ! Questions ou suggestions ? Abonnez-vous à ma chaîne YouTube pour plus de tutoriels et de projets. Bonne journée !

Code

SmartPullUpBar.ino (Arduino)

Le code complet est disponible en téléchargement uniquement (pas d'aperçu). Il inclut la lecture de la LDR, la détection de seuil, la lecture audio via la bibliothèque tone() ou une bibliothèque musicale, et le contrôle du servomoteur pour la distribution.

Pièces personnalisées et boîtiers

Fichiers CAO sur Thingiverse : https://www.thingiverse.com/thing:4809522

Schématiques

Schéma de câblage et PCB disponibles dans les fichiers du projet.