Raske ASD kaugjuhtimispult: 7 sammu (piltidega)

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

Elektromehaanikatehnika esimese magistriõppe ajal kutsutakse üliõpilasi üles looma professor Bram Vanderborghti kursuse Mehhatroonika projekti jaoks robot. Kolmest tüdrukust koosneva meeskonnana otsustasime kasutada võimalust töötada raske autismiga noorte täiskasvanutega. "Tee oma valik" kujutab endast projekti koostöös Parhélie Brussels'iga, erainstituudiga lastele ja täiskasvanutele, kes on autistlikud, psühhootilised või raske neurootilised. Eesmärk on luua seade, mis annab raske ASD (autismispektri häire) noortele täiskasvanutele vanuses 12–18 võimaluse arvutiga suhelda. Kuna noored täiskasvanud ei räägi, peaks seade aitama neil ka inimestega suhelda. Nüüdsest ei pea hooldajad noorte täiskasvanute nimel valima, vaid noored saavad otsuseid teha iseseisvalt. Peamine eesmärk on see, et nad saaksid ise valida laulu- või õhtusöögivaliku, mis kuvatakse arvutiekraanidel.

Kuna on huvitav pakkuda võimalust projekti uuesti kasutada ka teistes tulevastes projektides, võetakse pikendamise võimalust arvesse. Arvutirakenduse kodeerimine toimub nii, et valikuvõimalusi saab soovi korral laiendada.

Disaini puhul on oluline arvestada sellega, et lapsed on kergesti hajameelsed, neil ei ole väga head motoorsed oskused ja tõenäoliselt püüavad nad seadme hävitada. Kavandatud on kast, kus saab kogu elektroonikat sees hoida. Löökide eest kaitsmiseks hoitakse akut eraldi karbis ja elektroonilised komponendid joodetakse trükkplaadile.

Samm: esimene disain

Enne projekti elektroonikakomponentidele mõtlemist on hea välja mõelda karbi esimene kujundus. Kuna elektroonika peab kasti sisse mahtuma, kuid karp ei pruugi kaugjuhtimispuldina kasutamiseks liiga suureks muutuda, on see katse ja viga sobivate mõõtmete leidmiseks. Programmi Autodesk Inventor Professional 2018 abil koostatakse esimene idee. Nii saab internetist otsides arvesse võtta kõigi vajalike komponentide jaoks ette nähtud ruumi.

Kast toimib kaugjuhtimispuldina koos kolme nupuga, et valida arvutiekraanil kuvatavate valikute vahel. Kaks välimist nuppu toimivad juhtnuppudena, et vahetada raske autismiga noorte täiskasvanute vahel. On väga oluline, et kast ei oleks liiga keeruline ja häiriv ning säilitaks alati sama värvikombinatsiooni. Kiirendusmõõturi abil vasak RGB LED -nupp kuvab alati sinist värvi ja parempoolne alati punast värvi, olenemata sellest, kuidas kaugjuhtimispult on orienteeritud. Värvid on kogu aeg nähtavad ja kaovad mõneks sekundiks, kui vajutate nuppu. Samaaegselt nupuvajutusega teeb piezobuzzer heli ja vibratsioonimootorid lasevad karbil lapse käes vibreerida. Nuppude toimingu sidumiseks arvutirakendusega saadetakse signaalid rakendusele Wi-Fi-ühenduse kaudu.

Lõplik kast on lihtsa ristkülikukujulise kujuga, sellel on 3 auku nuppude jaoks (ülemine kast), 2 auku (ees ja taga) akulaadija ja Redbear Duo ühendamiseks ning 4 väga väikest auku, mis on jaotatud mõlemal küljel, et tagada piezobuzzeri heli on märgatav. Karbi servad on ümardatud, et vältida täiskasvanute vigastamist endale või teistele.

2. samm: hankige oma komponendid

Sa vajad:

- 3D -printer (sellele pääseb juurde avalikus FABlab Brüsselis) Kasutasime VUB elektromehaanika eriala tudengitele saadaolevaid printereid.

- jootekolb ja jootekolb

- Colorfabb XT - selge materjal 3D printimiseks Saadaval aadressil:

- Redbear DuoInformatsioon: https://redbear.cc/duo Osta: https://www.antratek.com/redbear-duo Hind: 30, 13 eurot valida nii, et nad oleksid võimelised töötama 3, 3 V.

- Roheline (valikuline) LED -arcade -nupp Teave: https://www.adafruit.com/product/3487 Osta siit: https://www.sossolutions.nl/ Hind: 4, 55 eurot

- 2 RGB LED-nuppu (takistid, mida kasutatakse PCB-ga ühendamiseks) Osta siit:

-Kiirendusmõõtur ADXL345 Teave: https://www.sparkfun.com/products/9836 Osta siit: https://www.antratek.nl/tri-axis-adxl345-breakout Hind: 21,75 € See on digitaalne 3-teljeline kiirendusmõõtur, mis ei kasuta palju energiat. Soovime, et aku kestaks nii kaua kui võimalik.

-Li-IonPatarei 1200 mAh Teave: https://www.adafruit.com/product/258 Osta siit: https://www.kiwi-electronics.nl/lithium-ion-polym… Hind: 11 €, 95A Li-ion valiti patarei, kuigi see pole kõige ohutum patareitüüp, sest kaugjuhtimispulti tuleb laadida mikro-USB kaudu. Vastasel juhul peavad hooldajad patareide vahetamiseks alati karbi avama.

-Aku laadija Teave: https://www.adafruit.com/product/259 Ostke siit: https://www.kiwi-electronics.nl/usb-li-ion-lipoly… Hind: 14,90 €

- PiezobuzzerInformatsioon: https://www.adafruit.com/product/1739 Osta siit: https://www.adafruit.com/product/1739 Hind: 1, 25 €

-2 vibratsioonimootorit (ühendatud takisti ja transistoriga) Teave: https://www.adafruit.com/product/1201 Osta: https://www.kiwi-electronics.nl/vibrating-mini-mo…: 2, 50 eurot

- Trükkplaat (PCB) elektriliste komponentide reguleerimiseks

- takistid 4 takistit 150 oomi (2 iga RGB arkaadnupu kohta) 2 takistit 4,7 kOhm (kiirendusmõõtur) 3 takistit 10 kOhm (1 iga nupu kohta) vibratsioonimootorite jaoks)

- kruvid 2 M2, 5x8 kruvi komponentide plaadi jaoks (2 iga karbi kohta)

Programmeerimise osas kasutati rakenduse programmeerimiseks Java -d Eclipse'is. Redbear Duo programmeeriti Arduino IDE abil.

Samm: jootke elektroonilised komponendid trükkplaadile

PCB -plaadi kõigi komponentide jootmiseks peavad olema teada ühendused Redbear Duoga. Neid seoseid saab visualiseerida esimesel pildil. Kõik projektis kasutatud komponendid on ühendatud Redbear Duo sisend-/väljundpistikutega. Nuppude ja vibratsioonimootorite ühendamiseks on vaja takisteid ja transistore. Neid osi saab visualiseerida ka ülejäänud 3 pildil. Nendel piltidel on skeem ja lisamärkused, et teada saada, milliseid takistoreid ja transistore kasutatakse ja kuhu need paigutatakse.

Kõrvalmärkus: Piltidel toodud pordid on need, mida projektis kasutatakse. Võimalik on valida erinevaid sadamaid. Arvesse tuleb võtta ainult mõningaid piiranguid: kiirendusmõõturi SDA- ja SCL -pordid tuleb ühendada vastavalt Redbear Duo tihvtiga D0 ja tihvtiga D1. Signaal- ja vibratsioonimootorid tuleb ühendada PWM -tihvtiga.

Kiirendusmõõturi ühendamise juhendi leiate Sparkfuni veebisaidilt. Kasutatav side on I2C.

Samm 4: 3D -printimise kaugjuhtimispult

Kui disain on täiustatud, saab kasti 3D -printida. Lõpptoote jaoks tuleb trükkida 5 erinevat osa:- karbi põhi- karbi kuju- akukarbi kinnitusplaat- vibratsioonikarpide kinnitusplaadid (2)

Prototüüp kujundati 3D -printeri Ultimaker 2 abil. Kõikide komponentide materjal on ColorFabb XT.

Samm: programmeerige Redbear Duo

Karbi kujunduse täiustamise ja printimise ajal saab mikrokontrollerit programmeerida.

Enamikku sisend-/väljundnööpe, mida kasutatakse komponentide ühendamiseks Redbear Duo -ga, selgitatakse juba punktis 3. Ülejäänud leiate koodist.

Nagu varem mainitud, tuleb välimiste nuppude värve kohandada sõltuvalt kasti orientatsioonist. Seetõttu kasutatakse kiirendusmõõturit. Koodis muutub värv, kui kiirendusmõõturi x-koordinaat on suurem kui 50. See sõltub kiirendusmõõturi kasti paigutamise viisist. Kontrollige kindlasti oma seadme x-koordinaadi väärtust ja kohandage vajadusel koodi. Kiirendusmõõturi väärtuste lugemiseks vajaliku raamatukogu leiate 3. sammus mainitud Sparkfuni veebisaidilt.

Aku säästmiseks, kui seadet ei kasutata, saab WiFi ja LED-tuled välja lülitada. Kui kast on paigutatud paremale küljele ja mõlemad välisnupud on vajutatud, lülitub kast välja. Kasti äratamiseks tuleb vajutada väliseid nuppe (orientatsioon ei ole selle toimingu jaoks oluline). Selle sammu jaoks on kõige parem kontrollida y-koordinaadi väärtust, kui kast on paigutatud paremale küljele, ja vajadusel kohandada.

Samm: looge rakendus

Puldi kasutamise hõlbustamiseks loodi Java -s rakendus. Rakendus suudab WiFi -ühenduse kaudu kaugjuhtimispuldiga suhelda. Kasutades kaugjuhtimispuldilt saadud teavet, kerib rakendus valikuid ja valib sel viisil pilte või esitab lugusid. Kuna programmi tuleb laiendada, saab lisada nimesid ja kategooriaid.

Esimesel paneelil tuleb valida selle noore täiskasvanu nimi, kes hakkab puldi kasutama. Paneeli allosas asuva tekstivälja ja nuppude abil saate nimesid lisada või kustutada.

Pärast noore täiskasvanu nime valimist tuleb valida kategooria. Kui valitakse kategooria „Muusika”, esitatakse lugu, kui valik on kinnitatud.

Viimane ekraan on ainus ekraan, mida noor täiskasvanu näeb, ja see on ka ainus paneel, mida saab kaugjuhtimispuldiga juhtida. Pilte saate kerida vasakule või paremale liikudes. Kui valik kinnitatakse kaugjuhtimispuldi keskmist nuppu vajutades, ilmub pildi ümber roheline raam. Siinkohal ei ole võimalik erinevate valikute juurde kerida. Vajutades uuesti kinnitusnuppu, tühistatakse valik.

Piltide lisamiseks ja kustutamiseks saab kasutada aknaid "Lisa fail" ja "Kustuta fail". Failide lisamisel kategooriasse Muusika tuleb järgida kahte sammu. Esimeses hüpikaknas saab valida pildi, mida tuleb ekraanil kuvada. Teises hüpikaknas tuleb valida selle pildiga seotud laul. Valitud laul peab olema mp3 -vormingus.

Faili kustutamiseks tuleb loendist valida pildi nimi, mis ilmub nupule "Kustuta fail".

Samm: pange kast kokku

Viimase sammuna tuleb kast kokku panna. - Karbile täiendava tugevuse andmiseks kasutatakse nuppude vahel seestpoolt vahtu. Pidage meeles, et ka nuppude juhtmed vajavad natuke ruumi!- Aku pannakse akukasti ja selle külge kinnitatakse aku kinnitus. - Vibratsioonimootorid on varustatud õhukese liimikihiga, mida saab kasutada nende kinnitamiseks vibratsioonimootorite kastidesse. Kuna karbid on pisikesed, saab joonlaua või väikese eseme abil mootorid veidi paremini karbi külgedele suruda. Kui mootorid on fikseeritud, saab karbid ka kinnitusdetailide ja kruvide abil sulgeda. - Nuppude ja vibratsioonimootorite juhtmed on ühendatud trükkplaadiga.- PCB saab kruvide abil ühendada 3D-prinditud külgpostidega. PCB kokkupanek peab toimuma nii, et Redbear Duo ja akulaadija oleksid karbis (aukude lähedal) õigesti paigutatud.- Lõpuks ühendatakse karbi põhi nurkades olevate sammaste külge. kruvide vahendid.

Palju õnne! Selle etapi lõppu jõudes õnnestus teil kaugjuhtimispult raske autismiga noortele täiskasvanutele ümber teha. Projekti praeguses etapis on soovitatav testida, kas kõik töötab soovitud viisil. Palju õnne ja nautige!