Kasside vuntside sensoorne pikendus (2,0): 6 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See projekt on minu kunagise kolleegi (metaterra) "Whisker Sensory Extension Wearable" jätk ja ümberkujundamine.

Selle projekti eesmärk oli keskenduda uudsete, arvutuslikult rikastatud "sensoorsete laiendite" loomisele, mis võimaldavad loodusmaailma täiustatud tundmist. Minu suurim jõupingutus selle projektiga oli pühendatud sensoorsete täienduste valmistamisele ja rakendamisele, mis laiendavad sensorit andurite kaudu ja reageerivad kasutajale kombatava väljundiga. Eesmärk on võimaldada kõigil valmistada oma sensoorseid laiendusi ja seeläbi kaardistada inimese/looma sisemised meeled riistvarale. Meie meelte tõhus laiendamine uutel ja põnevatel viisidel, mis aitavad paremini mõista, kuidas meie aju on võimeline kohanema uute väliste meeltega.

See materjal põhineb riikliku teadusfondi toetusel nr 1736051 toetatud tööl.

Projekt töötati välja Colorado Boulderi ülikooli mänguliste arvutuste ja käsitöötehnoloogia laboris.

Kui teil on küsimusi, soovite minu tööga sammu pidada või lihtsalt ideedega ringi käia, palun tehke seda minu Twitteris: @4Eyes6Senses.

Selle projektiga tahtsin võtta eelneva vurrulise sensoorse pikenduse kantavaks ning muuta selle kergemaks, kuluefektiivsemaks ja kergemini konstrueeritavaks. Siin on ülevaade erinevatest komponentidest ja nende funktsioonidest:

- Kaks komplekti kohandatud paindeanduriga vurruseadmeid (kokku 4, 2 kummagi külje kohta) saavad puutetundlikku teavet (painutamine, paindumine jne) kasutaja vahetus keskkonnas asuvatelt objektidelt. Seejärel teisendatakse iga anduri vastuvõetud esialgne pinge/takistuse teave paindenurga teabeks (nt 10 -kraadine paindenurk). See paindenurga teave teisendatakse seejärel proportsionaalseks impulsi laiuse modulatsiooni väljundiks ja saadetakse kasutaja laubale vastavatele vibratsioonimootoritele.

- Kõik vurrude paindeandurid on ühendatud 1 -tollise ProtoBoardiga ja ühendatud Arduino UNO -ga, mis teeb teisendamise/teisendamise.

- Neli vibratsioonimootorit pakuvad kasutaja laubale kombatavaid stiimuleid. Iga kasutatav mootor korreleerub ühe vurruga, vibratsioonimootori intensiivsus põhineb künnisel, mis määratakse vuntsianduri põhjal.

Tarvikud

14 "pikk, 0,08" lai, 0,03 "paksune polüstüreenriba

4 ühesuunaline painde-/paindeandurSugru

JST pistikud

Vibratsioonimootorid

Kõvad peapaelad

ProtoBoard - ruut 1"

Juhtmekomplekt (soovitan silikoonist isolatsiooni) MÄRKUS. Iga ühenduse jaoks kasutate umbes 2-3 jalga traati

1/16 paks läbipaistev akrüül või papp

Kuumakahandavad torud

Vedelad küüned

47k takistid

NITECORE või muud tüüpi peapael

Velcro

Samm: vurrude kokkupanek

(Vastutusest loobumine! See on võetud otse eelmisest juhendist.)

Mul kulus tükk aega, et töötada välja vurrude anduri aparaat, mis oli piisavalt paindlik, et jäljendada tõelisi vurrusid, kuid samas piisavalt jäik, et järjekindlalt tagasi sirgele, painutamata asendile naasta. Lõpuks kasutasin Flexpoint Sensor Systems'i 4 -tollist ühesuunalist painde-/paindesensorit (vt joonis 1). Anduri jalgade külge on joodetud JST -pistik, seejärel 14 tolli pikk, 0,08 tolli laiune, 0,03 tolli paksune polüstüreenriba (Ostsin kaevanduse kohalikust ehituspoest) on andurile liimitud silikoonliimiga, rakendatakse termokahanemist ja kogu vurruseadme aluse ümber on vormitud Sugru kaitsekate. Siin on üksikasjalikud juhised:

-Võtke 3-kontaktilise JST-pistiku pistikuotsast ja eemaldage keskjuhe (vt joonised 2-4)

- Lõigake pistikjuhtmetest lahti nii, et traati jääb ~ 1,5 cm, seejärel eemaldage ja jootke need juhtmed anduri tihvtideni (meenutades pistiku/anduri suunda). Kasutasin isolatsiooni tagamiseks termokahanevat (vt joonised 5, 6)

- Paigaldage polüstüreeniriba anduri külge mingi painduva liimiga (mina kasutasin Liquid Nails silikoonliimi). Kindlasti kinnitage riba anduri auku (vt joonised 7, 8)

- Võtke oma Sugru (ma kasutasin ühte 5g pakki) ja vormige see ümber anduri/riba/pistiku aluse, veendudes, et kõik need komponendid on ümbritsetud. Samuti kandke kindlasti Sugru piisavalt kõrgele, et riba täielikult kinnitada, kuid mitte liiga kõrgele, et piirata anduri hõlpsat liikumist/painutamist. Võta aega. Sul on vähemalt 30-45 minutit, kuni Sugru hakkab kõvenema. Enne kuivatamist veenduge, et pistik sobiks korralikult JST-pistiku pistikupesaga (vt joonised 9-13)

- Lõpuks kleepisin vurrude aparaadile sildid. Kasutati külgi (L/R) ja numbri asendit (1-4) (vt joonised 14, 15)

- Tehke veel 3 (või ükskõik kui palju vuntse soovite). Kindlasti looge iga vurr samamoodi. See aitab hiljem andurit kalibreerida.

2. samm: Vurrukinnituse komplekt

Nüüd, kui vurrude paindeandurid on komplekteeritud, saame need nüüd põsetükile kinnitada (joonis 1). Metaterra konstrueeris paigaldamiseks kettaga kumera käe, ta tegi seda Adobe Illustratori abil ja kasutas materjalina 1/16 paksust läbipaistvat akrüüli. MÄRKUS. Kui laserlõikur pole käepärast, võite proovida kinnitused papist või muust hõlpsasti lõigatavast materjalist, printige PDF -fail välja ja lõigake jälje ümber, kui see on papile peale kantud. Pärast laserlõikamist puurige akrüülisse neli auku, seejärel punuge JST -pistikud läbi aukude (joonis 1, 3 ja 4)), seejärel kinnitage vurrud Sugru abil klambri kettaosasse. Siin on üksikasjalikud juhised:

- Avage vurrivarre vektorfail (PDF). Selle juhendi jaoks kasutatud materjal on 1/16 läbipaistev akrüül ja lõigatud laserlõikuriga.

- Puurige põsekinnitusse neli auku. Mängige vabalt nii aukude suuruse kui ka kaugusega, et vuntsid oleksid nii lähedal või kaugel kui soovite.

- Kududa 2-kontaktiline JST pistik läbi aukude. veenduge, et avaga küljed on teineteisest eemale.

- Veenduge, et teie vurrude pordid oleksid soovitud kohas. Kasutage Sugru ja vormige JST -pistikud tüki kettaosale (see võttis mul umbes neli Sugru pakki). Sugruga on teil umbes 30 minutit hallituse aega, nii et võtke aega ja veenduge, et vurrud ei kattuks, kui need on ühendatud, ja et JST pistikud on suunatud sinna, kuhu soovite. Kui olete paigutusega rahul, laske Sugrul päev kuivada.

- Selle sammu viitenumbrid 9 ja 10, pange tähele ka seda, et minu disain: valge = 3,3 V, must = GND ja punane on analoogtapp. Jootke JST -pistiku kaks otsa 1 -tollise ProtoBoardi ühele küljele, seejärel korrake teise vurruga. Looge minu disaini abil pingejagur või muutke paigutust (saate vaadata ka SparkFuni paindeanduri ühendamise juhendit).

- Põsetükkide peapaelale kinnitamiseks kasutatakse kahte kruvi/polti, et kinnitada käsi peapaela külge (joonis 11).

3. samm: vibratsioonimootori integreerimine, peapael ja aku seadistamine

Vibratsioonimootorite ühendamine toimub üsna otse, punane kaabel ühendatakse Arduino digitaalse PWM -tihvtiga ja sinine GND -ga. Vibratsioonimootorid kinnitatakse takjapaela abil NITECORE peapaela külge, paigutus põhineb vuntsil, millega see on seotud, välised vibratsioonimootorid on seotud esivurrudega ja sisemised vibratsioonimootorid on seotud tagumiste vurrudega (joonis 6).

- Jootetraat iga vibratsioonimootori otsa külge, rakendage igale ühendusele termokahanemist, seejärel kuumutuskahandust nii vibratsioonimootori juhtmele kui ka äsja termokahanevatele kaablitele (joonis 2), korrake 3 korda. Kinnitage takjaplaat (konksu pool) mootori tagaküljele. Korda 3 korda.

- Lõika üks takjariba riba nii, et mootorijuhtmete kogu saaks kokku siduda ja takistada NITECORE peapaela esiküljele (vt joonis 5). Kleepige (ma kasutasin superliimi) riba peapaela sisemisele esiosale ja takistage mootorid riba külge samas suunas, kui asetasite põseplaadile vurrupordid (joonis 7).

- Vibratsioonimootori juhtmete ühendamiseks kasutage klambrit või tõmblukku, see aitab kaitsta vibratsioonimootoreid tõmbamise/purunemise eest (joonis 7).

Samm: mikroprotsessor ja selle ühendamine Arduinoga

Kõik vibratsioonimootorid ja vurrud ühendatakse Arduino UNO -ga. Teil on vaja täiendavat prototüüpimisplaati, mis võimaldab teil joota 9 GND kaablit ja 4 3,3 V kaablit. Samuti vajate suure tõenäosusega kahepoolse pistiku komplekti, et lisada tihvtid ja korpus kaablitesse, mis tuleb ühendada otse Arduinoga. Vibratsioonimootori tihvtjuhtmed (punane kaabel) ühendatakse Arduino digitaalsete tihvtidega: 3, 9, 10, 11 (need tihvtid valiti, kuna need võimaldavad PWM -i). Vibratsioonimootori GND juhtmed (mustad või valged) joodetakse prototüüpimisplaadile. Vurrunõelad (punane kaabel) ühendatakse Arduino analoogpistikutega: A0, A1, A2, A3. Viskide VCC -kaablid (valge kaabel) ja maandusjuhtmed (must) joodetakse prototüüpimisplaadile.

Samm: rakendage koodeks

Ok, nüüd on aeg kood üles laadida. Enne kui hakkate maailma vihtlema, peate muutma mõnda asja.

- Esiteks kasutage multimeedrit, et mõõta nii VCC väljundpinget kui ka takistust 10k takistil. Sisestage need väärtused koodi vastavatesse kohtadesse.

- Seejärel kontrollige uuesti, kas kõik muud muutujad on seadistatud õigetele sisenditele/väljunditele (nt mtr, flexADC jne …).

- Seejärel ühendage Arduino ja laadige kood üles.

- Kui olete töökorras, näete jadamonitoril, et Bend + (vurrude number) prinditakse. Nüüd on aeg vurr kalibreerida (iga vurr on ainulaadne ja sellel on veidi erinev algtakistus). Määrake muutujale STRAIGHT_RESISTANCE mis tahes lähtetakistus (st voldi painutamata asend), mida prinditakse. Seejärel seadke muutuja BEND_RESISTANCE väärtuseks STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0. Algses koodis pidi see muutuja peegeldama paindeanduri takistuse väljundit 90 -kraadise painde korral. Kuna meie vurrud ei jõua peaaegu 90-kraadise painde lähedale (vähemalt tüüpilistes olukordades), töötab baastaseme takistusele 30000,0 oomi lisamine suurepäraselt. Seadke aga paindetakistus sellele, mis teie jaoks kõige paremini sobib. Kui olete kõik õigesti seadistanud, näete, et kui vurr on painutamata, prinditakse 0 -kraadine (enam -vähem) painutusnurk. Seejärel saate määrata läviväärtused, mis aktiveerivad nurga põhjal vibratsioonimootorid. Pärast seda on teil hea minna!

6. samm: valmis

Teil on nüüd kantav vurr ja olete valmis maailma tundma!

Kui teil on põhjalikke küsimusi, soovite õppida inimeste suurendamise kohta, soovite minu tööga sammu pidada või lihtsalt ideedega ringi käia, palun tehke seda minu Twitteris:

Tänan!