Қатаң ASD қашықтан басқару құралы: 7 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

1-ші электромеханика магистрі кезінде студенттерге профессор Брам Вандерборгттың Мехатроника курсының жобасына робот жасау тапсырылады. Үш қыздан тұратын команда ретінде біз аутизмі бар жас ересектермен жұмыс жасауды шештік. «Өз таңдауыңды жаса» аутизмді, психотикалық немесе ауыр невротикалық балалар мен ересектерге арналған жеке институт Пархели Брюссельмен бірлескен жобаны ұсынады. Мақсат - 12-18 жас аралығындағы ауыр АСД (аутизм спектрінің бұзылуы) бар жас ересектерге компьютермен сөйлесуге мүмкіндік беретін құрылғыны құру. Жас адамдар сөйлемейтіндіктен, құрылғы оларға адамдармен қарым -қатынас жасауға көмектесуі керек. Бұдан былай, тәрбиешілер жас ересектердің атынан таңдау жасамайды, бірақ жастар ерікті түрде шешім қабылдай алады. Негізгі мақсат - олар компьютер экранында көрсетілетін ән немесе кешкі ас нұсқасын өздері таңдай алады.

Басқа болашақ жобаларда жобаны қайта пайдалану мүмкіндігін ұсыну қызықты болғандықтан, оны ұзарту мүмкіндігі ескеріледі. Компьютерлік қосымшаны кодтау таңдау опциялары қалағандай кеңейтілетін етіп орындалады.

Дизайн үшін балалардың назары тез аударылатынын, моториканың өте жақсы емес екенін және құрылғыны бұзуға тырысатындығын ескеру қажет. Барлық электрониканы ішінде сақтауға болатын қорап жасалған. Соққыдан қорғау үшін аккумулятор бөлек қорапта сақталады және электронды компоненттер ПХД -да дәнекерленген.

1 -қадам: Бірінші дизайн

Жобаның электронды компоненттері туралы ойламас бұрын, қораптың бірінші дизайнын ойлап тапқан дұрыс, өйткені электроника қораптың ішіне сыйып кетуі керек, бірақ қорап қашықтан басқару құралы ретінде пайдалану үшін тым үлкен болмауы мүмкін, бұл сынақ және қате сәйкес келетін өлшемдерді табу процесі. Autodesk Inventor Professional 2018 бағдарламасы арқылы бірінші идея жасалды. Осылайша, интернеттен іздеу кезінде барлық қажетті компоненттер үшін берілген кеңістікті ескеруге болады.

Қорап компьютер экранында көрсетілетін опциялардың бірін таңдау үшін 3 түйме бар қашықтан басқару құралы ретінде жұмыс істейді. 2 сыртқы түймелер ауыр аутизмі бар жас ересектер арасында ауысу үшін басқару түймелері ретінде жұмыс істейді, қорапты тым күрделі емес және алаңдатпайтын етіп жасау және түстердің конвенциясын үнемі сақтау маңызды. Акселерометр көмегімен сол жақ RGB Жарықдиодты түймешік қашықтан басқару пульті қалай бағытталса да әрқашан көк түсті, ал оң жақта қызыл түсті көрсетеді. Түстер үнемі көрінеді және түйме басылғанда бірнеше секундқа жоғалады. Түймешік әрекетімен бір мезгілде пьезобузер дыбыс шығарады және діріл қозғалтқыштары қораптың баланың қолында дірілдеуіне мүмкіндік береді. Түймелердің әрекетін компьютерлік қосымшамен байланыстыру үшін сигналдар қосымшаға Wi-Fi байланысы арқылы жіберіледі.

Соңғы қорапта қарапайым, тікбұрышты пішін бар, ол батырмалар үшін 3 саңылаумен (жоғарғы қорап), батарея зарядтағыш пен Redbear Duo қосуға арналған 2 тесікпен (алдыңғы және артқы) және екі жағынан бөлінген 4 өте ұсақ тесіктермен қамтамасыз етілген. пьезобузердің дыбысы естіледі. Қораптың шеттері жас ересектердің өзіне немесе басқаларға зиян тигізбеуі үшін дөңгелектенеді.

2 -қадам: компоненттерді алыңыз

Саған қажет болады:

- 3D принтері (FABlab Брюссельде қол жетімді) Біз ВУБ -да электромеханика бойынша оқитын студенттерге арналған принтерді қолдандық.

- Дәнекерлеуіш пен дәнекерлеуіш

- Colorfabb XT - 3D басып шығаруға арналған мөлдір материал Қол жетімді жерде:

- Redbear Duo Ақпарат: https://redbear.cc/duo Сатып алу: https://www.antratek.com/redbear-duo Бағасы: € 30, 13 Redbear Duo жұмыс кернеуі 3, 3 В. олар 3, 3 В жұмыс істей алатындай етіп таңдалуы керек.

- Жасыл (міндетті емес) жарықдиодты аркада түймесі Ақпарат: https://www.adafruit.com/product/3487 Сатып алу: https://www.sossolutions.nl/ Бағасы: € 4, 55

- 2 RGB жарықдиодты түймелер (ПХД-ге қосылу үшін резисторлар) Сатып алу: https://www.aliexpress.com/item/ONPOW-22mm… Бағасы: € 18

-Акселерометр ADXL345 ақпараты: https://www.sparkfun.com/products/9836 Сатып алу: https://www.antratek.nl/tri-axis-adxl345-breakout Бағасы: € 21, 75 Бұл сандық 3 осьті акселерометр көп күш жұмсамайды. Біз батареяның мүмкіндігінше ұзақ қызмет етуін қалаймыз.

-Li-Ion Батареясы 1200 мАч Ақпарат: https://www.adafruit.com/product/258 Сатып алу: https://www.kiwi-electronics.nl/lithium-ion-polym… Бағасы: € 11, 95A Li-ion Батарея таңдалды, бірақ бұл батареяның ең қауіпсіз түрі емес, себебі қашықтан басқару пульті микро-USB арқылы зарядталуы керек. Әйтпесе, күтушілер әрқашан батареяларды ауыстыру үшін қорапты ашуға мәжбүр.

-Батарея зарядтаушысы Ақпарат: https://www.adafruit.com/product/259 Сатып алу: https://www.kiwi-electronics.nl/usb-li-ion-lipoly… Бағасы: € 14, 90

- Piezobuzzer Ақпарат: https://www.adafruit.com/product/1739 сатып алу: https://www.adafruit.com/product/1739 бағасы: € 1, 25

-2 діріл қозғалтқышы (Резистор мен транзистормен бірге қосылған) Ақпарат: https://www.adafruit.com/product/1201 Сатып алу: https://www.kiwi-electronics.nl/vibrating-mini-mo… Бағасы: 2, 50 евро

- Электрлік компоненттерді реттеу үшін баспа тақтасы (ПХД)

- Резисторлар 150 Ом 4 резистор (әр RGB аркада түймесі үшін 2) 4,7 кОм 2 резистор (акселерометр үшін) 10 кОм 3 резистор (әр түйме үшін 1) 100 Ом 1 резистор (діріл қозғалтқыштары үшін) 1 PN2222 транзисторы (діріл қозғалтқыштары үшін)

- Бұрандалар2 М2, 5х8 бұрандалар бөлшектер тақтасына арналған 5 М3х8 бұрандалар қораптың түбіне (4) және батарея қорабының түбіне (1) 4 М2, діріл қораптарының түбіне 5х8 бұрандалар. (Әр қорапқа 2)

Бағдарламалау бөлігі үшін Eclipse бағдарламасындағы Java қосымшаны бағдарламалау үшін қолданылды. Redbear Duo Arduino IDE көмегімен бағдарламаланған.

3 -қадам: ПХД электронды компоненттерін дәнекерлеу

Барлық компоненттерді ПХД тақтасына дәнекерлеу үшін Redbear Duo -мен қосылымдарды білу қажет. Бұл байланыстарды бірінші суретте көруге болады. Жобада қолданылатын барлық компоненттер Redbear Duo кіріс/шығыс түйреуіштеріне қосылған. Түймелер мен діріл қозғалтқыштарын қосу үшін резисторлар мен транзисторлар қажет. Бұл бөліктерді басқа 3 суретте көруге болады. Қандай резисторлар мен транзисторлар қолданылатынын және олар қайда орналастырылғанын білу үшін осы суреттерде схема мен қосымша ескертулер берілген.

Ескерту: суретте берілген порттар жобада қолданылады. Әр түрлі порттарды таңдауға болады. Тек кейбір шектеулерді ескеру қажет: акселерометрдің SDA және SCL порттары сәйкесінше Redbear Duo D0 және D1 түйреуішіне қосылуы керек. Дыбыстық сигнал мен діріл қозғалтқыштарын PWM штырына қосу керек.

Акселерометрді қосуға арналған нұсқаулықты Sparkfun веб -сайтынан табуға болады. Қолданылатын байланыс - I2C.

4 -қадам: 3D басып шығару қашықтан басқару құралы

Дизайн жақсарғаннан кейін қорапты 3D басып шығаруға болады. Соңғы өнім үшін 5 түрлі бөлікті басып шығару қажет:- қораптың төменгі жағы- қораптың пішіні- аккумулятор қорабының бекіту тақтасы- діріл қораптарының бекіту тақталары (2)

Прототип Ultimaker 2 3D принтерінің көмегімен жасалған. Барлық компоненттер үшін қолданылатын материал - ColorFabb XT.

5 -қадам: Redbear Duo бағдарламасын жасаңыз

Қораптың дизайны жетілдіріліп, басып шығарылған кезде микроконтроллерді бағдарламалауға болады.

Redbear Duo -ға компоненттерді қосу үшін қолданылатын кіріс/шығыс түйреуіштерінің көпшілігі 3 -қадамда түсіндірілген. Қалғандарын кодтан табуға болады.

Жоғарыда айтылғандай, сыртқы түймелердің түстері қораптың бағытына байланысты бейімделуі керек. Сондықтан акселерометр қолданылады. Кодта акселерометрдің x-координаты 50-ден үлкен болғанда түсі өзгереді. Бұл акселерометрдің қорапқа қалай салынатынына байланысты. Құрылғыдағы x координатының мәнін тексеріп, қажет болған жағдайда кодты бейімдеңіз. Акселерометрдің мәндерін оқу үшін қажетті кітапхананы 3 -қадамда айтылған Sparkfun сайтынан табуға болады.

Құрылғы пайдаланылмаған кезде батареяны үнемдеу үшін Wi-Fi мен жарықдиодты шамдарды өшіруге болады. Қорапты оң жағына қойып, сыртқы түймелердің екеуі де басылғанда, қорап өшеді. Қорапты ояту үшін сыртқы түймелерді басу керек (бұл әрекет үшін бағдар маңызды емес). Бұл қадам үшін қорапты оң жағына қойған кезде y-координатасының мәнін тексеріп, қажет болған жағдайда бейімдеген дұрыс.

6 -қадам: Қолданбаны жасаңыз

Қашықтан басқару пультінің жұмысын жеңілдету үшін Java -де қосымша жасалды. Қолданба қашықтан басқару пультімен WiFi байланысы арқылы байланыса алады. Қашықтан басқару пультінен алынған ақпаратты қолдана отырып, бағдарлама опцияларды айналдырады және осылайша суреттерді таңдайды немесе әндерді ойнатады. Бағдарламаны кеңейту қажет болғандықтан, атаулар мен санаттарды қосуға болады.

Бірінші панельде қашықтан басқару пультін қолданатын ересек адамның аты -жөнін таңдау қажет. Мәтін өрісі мен панельдің төменгі жағындағы түймелерді қолдана отырып, атауларды қосуға немесе жоюға болады.

Ересек адамның атын таңдағаннан кейін санатты таңдау керек. Егер «Музыка» санаты таңдалса, таңдау расталған кезде ән орындалады.

Соңғы экран - бұл жас ересектер көретін жалғыз экран және бұл қашықтан басқару пультімен басқарылатын жалғыз панель. Сіз суреттерді солға немесе оңға жылжытуға болады. Егер таңдау қашықтан басқару пультіндегі ортаңғы түймені басу арқылы расталса, суреттің айналасында жасыл жақтау пайда болады. Бұл кезде әр түрлі опцияларға өту мүмкін емес. Растау түймесін қайта басу арқылы таңдауды алып тастайды.

«Файл қосу» және «Файлды жою» терезелері кескіндерді қосу және жою үшін пайдаланылуы мүмкін. Музыка санатына файлдарды қосқанда, екі қадамды орындау қажет. Бірінші қалқымалы терезеде экранда бейнеленетін суретті таңдауға болады. Екінші қалқымалы терезеде осы суретке қатысты әнді таңдау керек. Таңдалған ән mp3 форматында болуы керек.

Файлды жою үшін «Файлды жою» батырмасын басқанда пайда болатын суреттің атауын тізімнен таңдау керек.

7 -қадам: қорапты жинаңыз

Соңғы қадам ретінде қорапты жинау керек. - Қорапқа қосымша күш беру үшін ішкі жағында түймелер арасында көбік қолданылады. Түймешіктердің сымдарына да біраз орын қажет екенін есте сақтаңыз!- Батарея аккумулятор қорабына салынып, оған бекіткіш бекітілген. - Діріл қозғалтқыштары діріл қозғалтқыш қораптарының ішіне бекітуге болатын жұқа желім қабатымен жабдықталған. Қораптар кішкентай болғандықтан, қозғалтқыштарды қораптың екі жағына жақсырақ басу үшін сызғышты немесе кішкене затты қолдануға болады. Қозғалтқыштар бекітілген кезде, қораптарды бекіту мен бұрандалар көмегімен де жабуға болады. - Түймешіктер мен діріл қозғалтқыштарының сымдары ПХД-ға қосылған.- ПХД-ді 3D басып шығарылған бүйірлік тіректерге бұрандалар арқылы қосуға болады. ПХД құрастыру Redbear Duo мен аккумуляторлық зарядтағыш қорапта (тесіктердің жанында) дұрыс орналасатындай орындалуы керек.- Ақырында қораптың төменгі жағы бұрыштардағы тіректерге жиналады. бұрандалар құралдары.

Құттықтаймын! Бұл қадамның соңына жеткенде, сіз аутизмі бар жас ересектерге арналған қашықтан басқару пультін қалпына келтіре алдыңыз. Жобаның осы кезеңінде бәрі қалағандай жұмыс істейтінін тексеру ұсынылады. Сәттілік пен көңілді болыңыз!