Geyilə bilən Cat Whisker Sensor Extension (2.0): 6 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu layihə keçmiş həmkarımın (metaterra) "Bığ hissedici uzantısı geyilə bilər" in davamı və yenidən təsəvvürüdür.

Bu layihənin məqsədi, təbii aləmin genişləndirilmiş algılanmasına imkan verən yeni, hesablama baxımından zənginləşdirilmiş "duyğu uzantılarının" yaradılmasına yönəlmək idi. Bu layihə ilə bağlı əsas səylərim, sensorlar vasitəsilə bir hissi genişləndirəcək və istifadəçi üçün toxunma çıxışı ilə cavab verəcək həssas artımların hazırlanması və tətbiqinə həsr olunmuşdu. Məqsəd, hər kəsə öz duyğu uzantılarını düzəltmək və beləliklə, insan/heyvan hisslərini aparat üzərində yerləşdirmək imkanı verməkdir. Beynimizin yeni xarici hisslərə necə uyğunlaşa biləcəyini daha yaxşı anlamaq üçün yeni və maraqlı yollarla duyğularımızı genişləndirmək.

Bu material, Milli Elm Vəqfi tərəfindən 1736051 Qrantı ilə dəstəklənən işlərə əsaslanır.

Layihə, Kolorado Boulder Universitetinin Oynaqlı Hesablama və Craft Tech Laboratoriyasında hazırlanmışdır.

Hər hansı bir sualınız varsa, işimi davam etdirmək və ya fikirlərinizi dəyişdirmək istəyirsinizsə, bunu Twitter -də edin: @4Eyes6Senses.

Bu layihə ilə, əvvəlki bığ hissedici uzantısını geyinəcək və onu daha yüngül, daha qənaətli və eyni zamanda tikintisini asanlaşdırmaq istədim. Fərqli komponentlərə və onların funksiyalarına bir baxış:

- Xüsusi qurulmuş iki ədəd flex sensor bığ cihazı (hər tərəfdə 4, 2 ədəd) istifadəçinin yaxın ətrafındakı obyektlərdən toxunma məlumatları (əyilmə, əyilmə və s.) Alır. Hər bir sensor tərəfindən alınan ilkin gərginlik/müqavimət məlumatı daha sonra əyilmə bucağı məlumatına çevrilir (məsələn, 10 dərəcə əyilmə bucağı). Bu əyilmə bucağı məlumatı sonradan nisbi nəbz genişliyi modulyasiya çıxışına çevrilir və istifadəçinin alnındakı müvafiq vibrasiya mühərriklərinə göndərilir.

- Hər bir bığ əyilmə sensoru 1 ProtoBoard -a əlavə olunur və çevirici/konvertasiya edən bir Arduino UNO -ya qoşulur.

- Dörd vibrasiya mühərriki istifadəçinin alnına toxunma stimulları verir. İstifadə olunan hər bir motor bir bığa uyğundur, titrəmə motorunun intensivliyi bığ sensoru əsasında qurulacaq bir eşikə əsaslanır.

Təchizat

14 "uzun, 0,08" enində, 0,03 "qalınlığında polistirol zolaq

4 bir istiqamətli əyilmə/əyilmə sensoru

JST fişləri

Vibrasiya mühərrikləri

Sərt baş bantları

ProtoBoard - Kvadrat 1"

Bir tel dəsti (silikon izolyasiya etməyi məsləhət görürəm) Qeyd: hər bir əlaqə üçün təxminən 2-3 fut tel istifadə edəcəksiniz

1/16 qalın şəffaf akril və ya karton

İstilik büzücü borular

Maye Dırnaqlar

47k rezistorlar

NITECORE və ya başqa bir baş bandı

Velcro

Addım 1: Bığ yığımı

(İmtina! Bu birbaşa əvvəlki təlimatdan götürülmüşdür.)

Həqiqi bığları təqlid edəcək qədər çevik, lakin ardıcıl olaraq düz, əyilməyən bir mövqeyə qayıtmaq üçün kifayət qədər sərt bir bığ sensoru aparatı hazırlamaq mənim üçün bir müddət çəkdi. Flexpoint Sensor Systems -dən 4 "birtərəfli əyilmə/əyilmə sensoru istifadə edərək sona çatdım (Şəkil 1 -ə baxın.) JST fişi sensorun ayaqlarına lehimlənir, sonra 14" uzunluğunda, 0,08 "enində, 0,03" qalınlığında polistirol şeridi (Yerli bir hardware mağazasında satın aldım) sensora silikon yapışqan ilə yapışdırılır, istilik büzülür və bığ qurğusunun bütün bazasına Sugru qoruyucu örtüyü tökülür. İşdə ətraflı təlimatlar:

-3 pinli JST konnektorunun fiş ucunu götürün və mərkəzi teli çıxarın (Şəkillər 2-4-ə baxın)

- Fiş tellərini ~ 1,5 sm qalmış tellə kəsin, sonra bu ucları sensorlar sancaqlarına ayırın (lehimləyin/sensorun istiqamətini xatırlayın). İzolyasiya təmin etmək üçün istilik büzücü istifadə etdim (Şəkillər 5, 6 -ya baxın)

- Polistirol şeridi bir növ çevik yapışdırıcı ilə sensora yapışdırın (Mən Liquid Nails silikon yapışqan istifadə etdim). Şeridi sensora yaxşı bağladığınızdan əmin olun (Şəkillər 7, 8 -ə baxın)

- Sugru'nuzu götürün (tək bir 5g paket istifadə etdim) və bu komponentlərin hamısını bağladığınızdan əmin olaraq sensorun/şeridin/fişin əsasına qəlib edin. Ayrıca, Sugru'yu zolağı tam təmin edəcək qədər yüksək tətbiq etdiyinizə əmin olun, lakin sensorun hərəkət/əyilmə rahatlığını məhdudlaşdıracaq qədər yüksək deyil. İşində ol. Sugru bərkiməyə başlayana qədər ən az 30-45 dəqiqə vaxtınız olacaq. Qurutmağa başlamazdan əvvəl, fişinizin JST konnektorunun yuva tərəfinə düzgün oturduğundan əmin olun (Bax. Şəkillər 9-13)

- Nəhayət, bığ aparatına etiket yapışdırdım. Yan (L/R) və nömrə mövqeyi (1-4) istifadə edilmişdir (Şəkillər 14, 15-ə baxın)

- Daha 3 (və ya istədiyiniz sayda bığ) düzəldin. Eyni şəkildə hər bir bığ yaratdığınızdan əmin olun. Bu daha sonra sensorun kalibrlənməsinə kömək edəcək.

Addım 2: Bığ bağı montajı

Bığ əyilmə sensorları tamamlandıqdan sonra onları yanaq hissəsinə bağlaya bilərik (şəkil 1). Metaterra, montaj üçün diski olan əyri bir qol hazırladı, bunu Adobe Illustrator istifadə edərək etdi və material olaraq 1/16 qalınlığında şəffaf akril istifadə etdi. karton və ya digər asanlıqla kəsilən material, sadəcə PDF -ni çap edin və kartonun üstünə qoyulduqda izləri kəsin. Lazerlə kəsdikdən sonra akrilin içərisinə dörd delik qazın, sonra JST tıxaclarını deliklərdən toxuyun (şəkil 1, 3 və 4)), sonra bığları Sugru istifadə edərək dağın disk hissəsinə yerləşdirin. Ətraflı təlimatlar:

- Bıçaq qolu vektor faylını açın (PDF). Bu təlimat üçün istifadə olunan material 1/16 şəffaf akrildir və lazer kəsici ilə kəsilir.

- Yanaq yuvasına dörd delik qazın. Balıqları istədiyiniz qədər yaxın və ya uzaqlaşdırmaq üçün çuxur ölçüsü və məsafə ilə oynamaqdan çekinmeyin.

- 2 pinli JST fişini deliklərdən toxuyun. açılan tərəflərin bir -birinə baxmadığından əmin olun.

- Bığ limanlarınızın olmasını istədiyiniz yerdə yerləşdiyinə əmin olun. Sugru istifadə edin və parçanın disk hissəsindəki JST fişlərini qəlib edin (bu məni dörd Sugru paketi aldı). Sugru ilə təxminən 30 dəqiqə qəlib vaxtınız olacaq, buna görə də vaxt ayırın və bığların takıldığında üst -üstə düşməyəcəyinə və JST fişlərinin istədiyiniz yerə yönəldilməsinə əmin olun. Yerləşdirmədən məmnun olduqdan sonra, Sugru bir gün qurudun.

- Bu addım üçün 9 və 10 nömrəli istinad şəkillərinə də diqqət yetirin ki, mənim dizaynımda ağ = 3.3V, qara = GND, qırmızı isə analoq pindir. JST fişinin iki ucunu 1 'ProtoBoardın bir tərəfinə lehimləyin, sonra digər bığla təkrarlayın. Dizaynımı istifadə edərək bir gərginlik bölücü yaradın və ya düzeni dəyişdirin (SparkFun'un çevik sensoru bağlama bələdçisinə də baxa bilərsiniz).

- Yanaq hissələrini baş bandına bağlamaq üçün qolu baş bandına bağlamaq üçün iki vida/bolt istifadə olunur (şəkil 11).

Addım 3: Vibrasiya Motor İnteqrasiyası, Bant və Batareya Quraşdırması

Vibrasiya mühərriklərini bağlamaq olduqca düzdür, qırmızı kabel Arduino üzərindəki rəqəmsal PWM pininə, mavi isə GND -yə bağlanacaq. Titrəmə mühərrikləri velcro istifadə edərək NITECORE baş bandına bərkidilir, yerləşdirilməsi bağlandığı bığa, xarici vibrasiya mühərrikləri ön bığa, daxili vibrasiya mühərrikləri isə arxa bığa bağlanır (Şəkil 6).

- Hər bir titrəmə mühərrikinin ucuna lehim teli qoyun, hər bir əlaqəyə istilik büzücü tətbiq edin, sonra titrəmə mühərrikinin şnuruna və həmçinin yeni büzülmüş kabellərə istilik büzülməsi tətbiq edin (Şəkil 2), 3 dəfə təkrarlayın. Motorun arxasına bir cırt disk (çəngəl tərəfi) yapışdırın. 3 dəfə təkrarlayın.

- Velcro -nun bir zolağını kəsin ki, mühərriklərin telləri NITECORE baş bandının ön tərəfinə bağlansın və bərkidilsin (Şəkil 5 -ə baxın). Bant bandlarını yanaq boşqabına yerləşdirdiyiniz kimi, şeridi baş bandının daxili hissəsinə yapışdırın və mühərrikləri şeridin üstünə yapışdırın (Şəkil 7)

- Vibrasiya motor kordonlarını bağlamaq üçün bir sıxac və ya fermuar istifadə edin, bu, vibrasiya mühərriklərinin çəkilməsindən/qırılmasından qorunmasına kömək edəcək (Şəkil 7).

Addım 4: Mikroprosessor və Hamısını Arduinoya Bağlamaq

Bütün vibrasiya mühərrikləri və bığları bir Arduino UNO -ya qoşulacaq. 9 GND kabelini və 4 3.3V kabelini lehimləməyinizə imkan verən əlavə bir prototip lövhəsinə ehtiyacınız olacaq. Arduino -ya birbaşa bağlanması lazım olan kabellərə sancaqlar və korpus əlavə etmək üçün çox güman ki, iki nöqtəli bağlayıcı dəstinə ehtiyacınız olacaq. Titrəmə motoru pin telləri (qırmızı kabel) Arduino rəqəmsal pinlərinə qoşulur: 3, 9, 10, 11 (Bu pinlər PWM -ə icazə verdikləri üçün seçilmişdir). Titrəmə motoru GND telləri (qara və ya ağ) prototip lövhəsinə lehimlənəcək. Bıçaq pinləri (qırmızı kabel) Arduino analog pinlərinə qoşulacaq: A0, A1, A2, A3. Bıçaqlı VCC kabelləri (ağ kabel) və torpaq kabelləri (qara) prototip lövhəsinə lehimlənəcək.

Addım 5: Məcəlləyə əməl edin

Yaxşı, indi kodu yükləməyin vaxtı gəldi. Dünyanı çırpmağa hazırlaşmadan əvvəl çimdikləməli olduğunuz bir neçə şey var.

- Birincisi, həm VCC çıxış gərginliyini, həm də 10k rezistordakı müqaviməti ölçmək üçün bir multimetrdən istifadə edin. Bu dəyərləri kodun müvafiq nöqtələrinə daxil edin.

- Sonra, bütün digər dəyişənlərin düzgün giriş/çıxışa (məsələn, mtr, flexADC və s.) Qurulduğunu iki dəfə yoxlayın.

- Arduinonu qoşun və kodu yükləyin.

- İşə başladıqdan sonra serial monitorunda Bend + (bığ nömrəsi) çap edəcəyini görəcəksiniz. İndi bığın kalibrinin vaxtıdır (hər bığ unikaldır və bir az fərqli əsas müqavimətə malik olacaq). STRAIGHT_RESISTANCE dəyişənini baza müqavimətinin (yəni əyilməmiş bığ mövqeyi) çap etdiyi kimi təyin edin. Sonra BEND_RESISTANCE dəyişənini STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0 olaraq təyin edin. Orijinal kodda, bu dəyişən 90 dərəcə bir əyilmədə fleks sensoru müqavimət çıxışını əks etdirmək üçün nəzərdə tutulmuşdu. Bığlarımız heç bir yerdə 90 dərəcə əyilməyə yaxınlaşmadığı üçün (ən azından tipik vəziyyətlərdə), 30000.0 ohm əsas müqavimətə əlavə etmək çox yaxşı işləyir. Bükülmə müqavimətini tətbiqiniz üçün ən yaxşı işləyənə təyin etməkdən çekinmeyin. Hər şeyi düzgün qurmusunuzsa, bığ əyilməyəndə 0 dərəcə (az və ya çox) əyilmə bucağının çap olunacağını görürsünüz. Sonra, bucaqdan asılı olaraq titrəmə motorlarını işə salacaq eşik dəyərlərini təyin edə bilərsiniz. Bundan sonra getməyiniz yaxşıdır!

Addım 6: Bitti

İndi geyə biləcəyiniz bir bığınız var və dünyanı hiss etməyə hazırsınız!

Əgər hər hansı bir dərin sualınız varsa, insan artımı haqqında öyrənmək, işlərimlə ayaqlaşmaq və ya sadəcə fikirlərinizi bölüşmək istəyirsinizsə, bunu Twitter-də edin:

Təşəkkürlər!