Мысық сақалының сенсорлық кеңейтімі (2.0): 6 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

Бұл жоба - менің бұрынғы әріптесімнің (метатераның) «Мұрт сенсорлық кеңейтімі киюге» жалғасы мен қайта ойластырылуы.

Бұл жобаның мақсаты-табиғат әлемінің сезімін кеңейтуге мүмкіндік беретін, жаңа, есептік байытылған «сенсорлық кеңейтімдерді» құруға шоғырлану. Менің бұл жобадағы негізгі күш -жігерім сенсорлар арқылы сезімді кеңейтетін және қолданушыға сезімтал шығумен жауап беретін сенсорлық күшейтулерді жасауға және енгізуге арналды. Мақсаты - кез келген адамға өзінің сезімтал кеңейтулерін құруға мүмкіндік беру, осылайша адам/жануарлар сезімдерін аппараттық құралға салыстыру. Біздің сезімімізді жаңа және қызықты тәсілдермен тиімді түрде кеңейту, бұл біздің миымыздың жаңа сыртқы сезімге қалай бейімделетінін жақсы түсінуге әкеледі.

Бұл материал №1736051 гранты бойынша Ұлттық Ғылым Қорының қолдауымен жасалған жұмысқа негізделген.

Жоба Колорадо Боулдер Университетінде ойнау және зертханалық технологиялар зертханасында жасалды.

Егер сізде сұрақтар туындаса, менің жұмысымды жалғастырғыңыз келсе немесе жай ғана идеялармен бөліскіңіз келсе, мұны менің Twitter -де жазыңыз: @4Eyes6Senses.

Бұл жобаның көмегімен мен бұрынғы сақалды сенсорлық кеңістікті киіп алып, оны жеңіл, үнемді және құрастыруды жеңілдеткім келді. Мұнда әр түрлі компоненттер мен олардың қызметтеріне шолу:

- икемді сенсорлық сақтандырғыш қондырғы қондырғыларының екі жиынтығы (әр жағында 4, 2) пайдаланушының жақын ортасындағы объектілерден жанасу ақпаратын (иілу, иілу және т.б.) алады. Әр сенсор алған кернеу/қарсылық туралы бастапқы ақпарат содан кейін иілу бұрышы туралы ақпаратқа айналады (мысалы, иілу бұрышы 10 градус). Бұл иілу бұрышы туралы ақпарат кейіннен импульс ені модуляциясының пропорционалды шығуына айналады және пайдаланушының маңдайындағы сәйкес діріл қозғалтқыштарына жіберіледі.

- Әрбір сақал иілу сенсоры 1 дюймдік ProtoBoard тақтасына бекітілген және түрлендіруді/түрлендіруді жүзеге асыратын Arduino UNO -ға қосылған.

- Төрт діріл қозғалтқышы пайдаланушының маңдайына тактильді стимул береді. Қолданылатын әрбір қозғалтқыш бір сақалға сәйкес келеді, діріл қозғалтқышының қарқындылығы сақал сенсорының негізінде орнатылатын табалдырыққа негізделген.

Жабдықтар

Ұзындығы 14 дюйм, ені 0,08 дюйм, қалыңдығы 0,03 дюйм полистирол жолағы

4 «бір бағытты иілу/иілу сенсоры

JST штепсельдері

Діріл қозғалтқыштары

Қатты бастар

ProtoBoard - шаршы 1 «

Сым жиынтығы (мен силиконды оқшаулауды ұсынамын) ЕСКЕРТПЕ: сіз әр қосылым үшін шамамен 2-3 фут сымды қолданасыз

1/16 дюйм қалың мөлдір акрил немесе картон

Жылуды төмендететін құбырлар

Сұйық шегелер

47k резисторлар

NITECORE немесе басқа жолақ

Velcro

1 -қадам: мұрт жинау

(Жауапкершіліктен бас тарту! Бұл алдыңғы нұсқаулықтан тікелей алынған.)

Нағыз мұрттарға еліктейтін икемді, бірақ түзу, бүгілмеген күйге үнемі оралу үшін жеткілікті қатал мұрт сенсорлық аппаратын жасау маған біраз уақытты қажет етті. Мен Flexpoint Sensor Systems 4 дюймдік иілу/иілу датчигін қолдандым (1 суретті қараңыз). JST штепсель сенсордың аяқтарына дәнекерленген, содан кейін ұзындығы 14 дюйм, ені 0,08 дюйм, қалыңдығы 0,03 дюйм полистирол жолағы (Мен кенішті жергілікті аппараттық дүкеннен сатып алдым) сенсорға силикон желімі жабыстырылған, термиялық қысқыш қолданылады және сақал қондырғысының бүкіл негізіне қорғаныс қабаты құйылған. Міне егжей -тегжейлі нұсқаулар:

-3 істікшелі JST коннекторының штепсельдік ұшын алыңыз және орталық сымды алыңыз (2-4 суреттерді қараңыз)

- Штепсельдік сымдарды ~ 1,5 см сым қалатындай етіп қысыңыз, содан кейін бұл сымдарды датчик түйреуіштеріне шешіп, дәнекерлеңіз (штепсель/сенсордың бағытын есте сақтаңыз). Мен жылу оқшаулағышты оқшаулау үшін қолдандым (5, 6 суреттерді қараңыз)

- Полистирол жолағын сенсорға икемді желіммен бекітіңіз (мен сұйық тырнақ силикон желімін қолдандым). Жолақты сенсор ұңғымасына бекітіңіз (7, 8 суреттерді қараңыз)

- Sugru алыңыз (мен бір 5g пакетін қолдандым) және оны сенсордың/жолақтың/штепсельдің негізіне бекітіңіз, осылайша барлық компоненттер қоршалған. Сондай -ақ, жолақты толық бекіту үшін Sugru -ны жеткілікті жоғары жағыңыз, бірақ сенсордың қозғалу/иілу жеңілдігін шектеу үшін тым жоғары емес. Асықпа. Сугру қата бастағанға дейін сізге кем дегенде 30-45 минут уақыт беріледі. Кептірмес бұрын, штепсельдік ұш JST коннекторының ұясына дұрыс орнатылғанын тексеріңіз (9-13 суреттерді қараңыз)

- Ақырында, мен мұртшаның аппаратына жапсырмаларды жапсырдым. Бүйір (L/R) және сандық позиция (1-4) қолданылды (14, 15 суреттерді қараңыз)

- Тағы 3 жасаңыз (немесе қанша мұрт қажет болса). Әр мұртты дәл осылай жасауды ұмытпаңыз. Бұл кейінірек сенсорды калибрлеуге көмектеседі.

2 -қадам: Мұртқа арналған ассамблея

Мұртты иілгіш сенсорлар аяқталғаннан кейін, біз оларды щекке бекітеміз (сурет 1). Метатерра орнатуға арналған дискісі бар иілген қолды ойлап тапты, ол Adobe Illustrator көмегімен жасады және материал ретінде 1/16 дюймдік мөлдір акрилді пайдаланды. картон немесе басқа да оңай қиылатын материал, тек PDF файлын басып шығарыңыз және картонға қабаттасып жатқанда, іздеуді кесіңіз. Лазерлік кесуден кейін акрилге төрт тесік бұрғылаңыз, содан кейін тесіктерден JST штепсельдерін тоқыңыз (сурет 1, 3 және 4)), содан кейін мұртты Sugru көмегімен бекіткіштің диск бөлігіне салыңыз. Мұнда егжей -тегжейлі нұсқаулар берілген:

- Мұртшаның векторлық файлын ашыңыз (PDF). Бұл нұсқаулық үшін қолданылатын материал 1/16 дюймдік мөлдір акрил және лазерлік кескішпен кесілген.

- щекке бекіткішке төрт тесік бұрғылаңыз. Тесіктердің мөлшерімен, сондай -ақ мұрттарды қалағаныңызша жақын немесе алыс ету үшін қашықтықта ойнауға болады.

- 2 істікшелі JST штепсельін тесіктерден тоқыңыз. саңылауы бар жақтардың бір -біріне қарама -қарсы тұрғанына көз жеткізіңіз.

- Мұртты порттардың сіз қалаған жерде орналасқанына көз жеткізіңіз. Sugru қолданыңыз және JST штепсельдерін дисктің бөлігінде қалыпқа келтіріңіз (бұл маған шамамен төрт Sugru пакетін алды). Sugru көмегімен сізде шамамен 30 минуттық қалып бар, сондықтан асықпаңыз және сақал қосылған кезде мұрттардың бір -біріне сәйкес келмейтініне және JST штепсельдері сіз қалаған жерге бағытталғанына көз жеткізіңіз. Сіз орналастыруға риза болғаннан кейін, қантты бір күн құрғатыңыз.

- Бұл қадам үшін 9 және 10 анықтамалық суреттер, сонымен қатар менің дизайнымда: ақ = 3.3V, қара = GND, ал қызыл - аналогтық түйреуіш екенін ескеріңіз. JST штепсельінің екі ұшын 1 'ProtoBoard тақтасының бір жағына дәнекерлеңіз, содан кейін екінші сақалмен қайталаңыз. Менің дизайнымды қолдана отырып кернеуді бөлгішті жасаңыз немесе орналасуын өзгертіңіз (сонымен қатар SparkFun -дің иілгіш сенсорды қосуға арналған нұсқаулығын қараңыз).

- Бет сүйектерін таспаға байлау үшін, қолды бауға бекіту үшін екі бұранда/болт қолданылады (сурет 11).

3 -қадам: діріл қозғалтқышының интеграциясы, бас жолағы және батареяны орнату

Діріл қозғалтқыштарын қосу өте қарапайым, қызыл кабель Arduino -дағы сандық PWM түйреуішіне, ал көк түс GND -ге қосылады. Діріл қозғалтқыштары велкро көмегімен NITECORE бас таспасына бекітілген, орналасуы оның сақалына байланысты, сыртқы діріл қозғалтқыштары алдыңғы мұртқа, ал ішкі діріл қозғалтқыштары артқы мұртқа байланған (6 -сурет).

- Әр діріл қозғалтқышының ұштарына дәнекерлеу сымы, әр қосылымға термиялық қысқыш қолданыңыз, содан кейін термиялық қозғалтқыш сымына, сондай -ақ жаңадан қысылған кабельдерге жылу қысқышын қолданыңыз (2 -сурет), 3 рет қайталаңыз. Қозғалтқыштың артына велкро дискісін (ілмек жағы) жабыстырыңыз. 3 рет қайталаңыз.

- Қозғалтқыш сымдарын NITECORE таспасының алдыңғы жағына байлап қоюға болатындай етіп велкроның бір жолағын кесіңіз (5 суретті қараңыз). Жолақты бастың ішкі жағына жабыстырыңыз (мен супер желімді қолдандым) және қозғалтқыштарды велкро жолақшаға сақал портының бет тақтасына қалай орналастырсаңыз, сол бағытта жабыстырыңыз (7-сурет)

- Діріл қозғалтқыш сымдарын жалғау үшін қысқыш немесе ілмек қолданыңыз, бұл діріл қозғалтқыштарын тартудан/сынудан қорғауға көмектеседі (7 -сурет).

4 -қадам: микропроцессор және барлығын Arduino -ға қосу

Барлық діріл қозғалтқыштары мен мұртшалары Arduino UNO -ға қосылады. Сізге 9 GND кабелі мен 4 3.3В кабелін дәнекерлеуге мүмкіндік беретін қосымша прототип тақтасы қажет болады. Сізге Arduino -ға тікелей қосылатын кабельдерге түйреуіш пен корпус қосу үшін қос нүктелі қосқыш жиынтығы қажет болуы мүмкін. Діріл қозғалтқышының сымдары (қызыл кабель) Arduino цифрлық түйреуіштеріне қосылады: 3, 9, 10, 11 (Бұл түйреуіштер PWM мүмкіндік беретіндіктен таңдалған). GND діріл қозғалтқышының сымдары (қара немесе ақ) прототип тақтасына дәнекерленген болады. Мұртты түйреуіштер (қызыл кабель) Arduino аналогтық түйреуіштеріне қосылады: A0, A1, A2, A3. Мұртты VCC кабельдері (ақ кабель) мен жерге қосылатын кабельдер (қара) прототип тақтасына дәнекерленген болады.

5 -қадам: Кодексті қолданыңыз

Жақсы, енді кодты жүктеу уақыты келді. Сіз әлемді шайқауға дайын болмас бұрын бірнеше нәрсені өзгертуіңіз керек.

- Біріншіден, мультиметрді қолданып, VCC кернеуін де, 10 к резистордағы қарсылықты да өлшеңіз. Бұл мәндерді кодтағы сәйкес орындарға енгізіңіз.

- Содан кейін, барлық басқа айнымалылардың дұрыс кіріс/шығысқа орнатылғанын екі рет тексеріңіз (мысалы, mtr, flexADC, т.б.).

- Содан кейін Arduino -ды қосыңыз және кодты жүктеңіз.

- Сіз іске қосылғаннан кейін сериялық мониторда Bend + (сақал нөмірі) басып шығарылатынын көресіз. Енді мұртты калибрлеуге уақыт келді (әр сақал бірегей және бастапқы қарсылықтан сәл өзгеше болады). STRAIGHT_RESISTANCE айнымалы мәнін бастапқы қарсылыққа (мысалы, сақалсыз күйде) басып шығаратындай етіп орнатыңыз. Содан кейін BEND_RESISTANCE айнымалы мәнін STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0 етіп орнатыңыз. Бастапқы кодта бұл айнымалы ток сенсорлық қарсылықты 90 градусқа көрсетуге арналған. Біздің мұртшалар 90 градусқа толық иілуге жақындамайтындықтан (кем дегенде типтік жағдайларда), бастапқы қарсылыққа 30000,0 Ом қосу жақсы жұмыс істейді. Иілуге төзімділікті өзіңізге сәйкес келетін нәрсеге орнатыңыз. Егер сіз бәрін дұрыс орнатқан болсаңыз, онда мұрт бүгілмеген кезде 0 градусқа (көп немесе аз) иілу бұрышы басып шығарылатынын көресіз. Содан кейін, бұрышқа негізделген діріл қозғалтқыштарын іске қосатын шекті мәндерді орнатуға болады. Осыдан кейін сіз барғаныңыз жөн!

6 -қадам: Орындалды

Енді сізде мұрт киюге болады және сіз әлемді сезінуге дайынсыз!

Егер сізде терең сұрақтар туындаса, адамның күшеюі туралы білгіңіз келсе, менің жұмысымды жалғастырғыңыз келсе немесе жай ғана идеялармен бөліскіңіз келсе, менің Twitter-де мұны сұраңыз:

Рахмет!