Radariklaasid: 14 sammu (piltidega)

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

Eelmisel suvel kohtusime Maine'is puhkusel veel ühe paariga: Mike ja Linda. Linda oli pime ja oli pime alates (minu arvates) nende esimese lapse sünnist. Nad olid tõesti toredad ja me naersime koos palju. Pärast seda, kui me koju tulime, ei suutnud ma enam mõelda, mis tunne oleks pime olla. Pimedatel on nägevad silmakoerad ja kepid ning olen kindel, et neid aitab palju muudki. Kuid siiski peab olema palju väljakutseid. Püüdsin ette kujutada, mis see oleks, ja mõtlesin elektroonikahulluna, kas ma saan midagi teha.

Põlesin ühel suvel keevitaja juures silmi, kui olin umbes 20 -aastane (pikk jutt … loll laps). See on midagi, mida ma kunagi ei unusta. Igatahes lasin ühe päeva silmi lappida. Mäletan, kuidas mu ema üritas mind mööda tänavat kõndida. Ma küsisin temalt pidevalt, kas autod on peatunud. Ta ütles midagi sellist: "Ma olen su ema … kas sa arvad, et ma su liiklusesse viiksin?" Kui ma mõtlesin tagasi sellele, milline teismeline olin, siis imestasin. Aga ma ei saanud üle ega ümber, kui ma ei teadnud, kas kõndimisel on midagi mulle näkku löömas. Kui plaastrid maha võtsime, olin väga õnnelik ja kergendatud. See on ainus „kogemus”, mis mul on pimedusega seoses elus olnud.

Hiljuti kirjutasin veel ühe Instructable'i noorest tööl käivast sõbrast, kes kaotas parema silma nägemise, ja seadme, mille tegin talle, et öelda talle, kas paremal küljel on midagi. Kui soovite seda lugeda, on see siin. See seade kasutas ST Electronics lennuaja andurit. Umbes minut pärast selle projekti lõpetamist otsustasin, et võin teha seadme pimedate abistamiseks. Sellel projektil kasutatud VL53L0X anduril on suur vend/õde andur nimega VL53L1X. See seade suudab mõõta suuremaid vahemaid kui VL53L0X. Adafruuti VL53L0X jaoks oli purunemislaud ja VL53L1X jaoks Sparkfuni murdelaud. Otsustasin luua prillipaari, mille esikülg on VL53L1X ja nina silla lähedal prillide taha haptiline tagasiside seade (vibreeriv mootor). Ma vibreeriksin mootorit pöördvõrdeliselt objekti kaugusega, st mida lähemal objekt prillidele oli, seda rohkem see vibreeriks.

Peaksin siinkohal märkima, et VL53L1X-l on väga kitsas vaateväli (programmeeritav vahemikus 15–27 kraadi), mis on VÄGA suunav. See on oluline, kuna see annab hea eraldusvõime. Idee on selles, et kasutaja saab oma pead liigutada nagu radariantenni. See koos kitsa FOV -iga võimaldab kasutajal paremini eristada objekte erinevatel kaugustel.

Märkus VL53L0X ja VL53L1X andurite kohta: need on lennuaja andurid. See tähendab, et nad saadavad välja LASER -impulsi (väikese võimsusega ja infrapunaspektris, nii et need on ohutud). Andur näitab, kui kaua kulub peegeldunud impulsi tagasitulekuks. Nii et vahemaa võrdub X ajaga, nagu me kõik matemaatika/loodusteaduste tundidest mäletame? Niisiis, jagage aeg pooleks ja korrutage valguse kiirusega ning saate kauguse. Kuid nagu märkis teine Instructabeli liige, oleks prille võinud nimetada LiDAR -prillideks, kuna LASERi kasutamine sel viisil on valguskaugus ja kaugus (LiDAR). Aga nagu ma ütlesin, mitte kõik ei tea, mis on LiDAR, kuid ma arvan, et enamik inimesi tunneb RADARi. Ja kuigi infrapunavalgus ja raadio on kõik osa elektromagnetilisest spektrist, ei loeta valgust raadiolaineks nagu mikrolaine sagedused. Niisiis, jätan pealkirja RADARiks, kuid nüüd saate aru.

See projekt kasutab põhimõtteliselt sama skeemi nagu teise projekti skeem… nagu näeme. Selle projekti suured küsimused on, kuidas paigaldada elektroonika prillidele ja milliseid prille me kasutame?

Samm: prillid

Otsustasin, et saan ilmselt disainida lihtsa prillipaari ja need oma 3D -printeriga printida. Samuti otsustasin, et mul on vaja ainult prillide skelett või raam 3D -printida. Lisan komponentide jootmiseks trükkplaadi. Raamidele kinnitatakse trükkplaat (protoboard), mis lisab kogu sõlmele tugevust. Raamide 3D -renderdus on näidatud ülal.

Sellele sammule on lisatud ka STL -failid. Faile on kolm: left.stl, right.stl (kõrvaklapid/käed) ja glasses.stl (raamid).

2. samm: trükkplaat

Kasutasin Adafruit Perma-Proto täissuuruses leivalauda. Asetasin leivalaua prillide esiosa kohale ja tsentreerisin need. Prillide ülemise serva tegin isegi protoboardi ülaosaga. Prillide ülaosast välja ulatuv ristkülikukujuline osa on koht, kuhu lõpuks paigaldatakse lennuaja andur. Suur osa raamide selle osa ülaosast jääb protobooki kohale. See on OK, kuna me ei pea anduri ülaosale midagi jootma, vaid põhja.

Leivalaua keskel on auk, mis asub peaaegu täpselt selle koha peal, kus prillides on ninasild. Märkisin 4 auku, mis on raamis, protoboardile peene otsamarkeri abil. Puurisin siis augud leivalaua sisse.

Seejärel paigaldasin raamid M2.5 kruvide abil leivaplaadile. Minu oma on nailon ja selleks otstarbeks sain Adafruitilt terve komplekti kruvisid. Kui kruvid olid kinnitatud, võtsin markeri ja tõmbasin raami ümber leivalauale joone. Minu jaoks märkisin otse alla raamide külgede taanded, kus kõrvatükid asuvad. See on minu eelistus … aga võib -olla soovite, et raami kõrvaosad oleksid nähtavad.

3. samm: selle väljalõikamine

Järgmisena võtsin 4 kruvi raamide hoidmisest leivaplaadile tagasi. Eemaldasin materjali jämedalt väljaspool tähistatud joont. Olin ettevaatlik, et joonest veidi eemale hoida, sest täiustan seda hiljem oma lauaplaadi rihmlihvijaga. Võite faili kasutada … kuid me oleme endast ees.

Saate joont ümber lõigata, kasutades mis tahes vahendeid. Äkki lintsaag? No mul pole ühtegi. Mul on trükkplaatide jaoks nibbler, nii et ma kasutasin seda. See võttis tegelikult üsna palju aega ja see on omamoodi venitav. Kuid trükkplaadi materjal võib puruneda ja praguneda, nii et tahtsin aeglaselt edasi minna. Näksisin end ringi ja ka ninapiirkonda … kuid ainult umbkaudu. Ülaltoodud pildilt näete, mida ma tegin.

Samm: lihvimine või viilimine

Eemaldasin materjali lauaplaadi rihmlihvija abil joonele palju lähemale. Jällegi saate faili kasutada, kui teil pole midagi muud. Lihvimise kohta võin siinkohal öelda ainult seda, et olenevalt lihvimismasina abrasiiviteradest olge ettevaatlik, kui palju materjali eemaldate. Tagasiteed pole. Mõnikord võib üks libisemine tahvli rikkuda (või vähemalt muuta selle asümmeetriliseks või plekiliseks). Niisiis, võtke aega.

Ülaltoodud pilte näete enne ja pärast.

5. samm: peenhäälestus

Kinnitasin raamid 4 kruviga uuesti ja läksin tagasi lintlihvija juurde. Lihvisin väga väga ettevaatlikult raamide servani maha. Mul oli vaja kasutada ninaosas ümmargust viili, sest ma lihtsalt ei suutnud lihvimismasinas nii teravat pööret teha. Vaadake minu lõpptulemusi ülal.

6. samm: anduri lisamine

Siinkohal lisasin VL53L1X anduri väljalülitusplaadi. Esmalt lisasin kaks pikka M2.5 nailonkruvi, mis surusid need läbi raamide aukude ja läbi VL53L1X aukude. Lisasin igale kruvile nailonmutri ja pingutasin neid väga õrnalt. Iga mutri peale lisasin kaks (kokku neli) nailonist seibi. Neid on vaja veendumaks, et VL53L1X andur asub protoboardiga paralleelselt.

Asetasin 6 asendiga klemmliistu plaadile sellises asendis, et VL53L1X ülaosas olevad augud joondusid kahe kruviga, mille panin raamide ülaossa (koos nailonist seibidega). Lisasin kruvide otstesse nailonmutrid ja pingutasin uuesti õrnalt. Vaadake ülaltoodud pilte.

Samm 7: Skeem

Nagu ma varem ütlesin, on skeem ligikaudu sama, mis projekti Peripheral Radar puhul. Üks erinevus on see, et lisasin nupu (rahalise kontakti lüliti). Ma kujutan ette, et mingil hetkel vajame seda režiimi vahetamiseks või mõne funktsiooni rakendamiseks … nii et parem on see kohe olemas kui hiljem lisada.

Lisasin ka 10K potentsiomeetri. Potti kasutatakse kauguse reguleerimiseks, mida tarkvara peab vastamiseks maksimaalseks kauguseks. Mõelge sellele kui tundlikkuse kontrollile.

Skeem on näidatud ülal.

Osade loend (mille oleksin pidanud varem esitama) on järgmine:

SparkFun Distance Sensor Breakout - 4 meetrit, VL53L1X - SEN -14722 Adafruit - vibreeriv minimootoriga ketas - TOOTE ID: 1201Adafruit - liitium -ioonpolümeeraku - 3.7v 150mAh - TOOTE ID: 1317 ID: 1606Taktilüliti nupud (6mm õhukesed) x 20 pakki - TOOTE ID: 1489Sparkfun - JST täisnurga pistik - läbiv auk 2 -kontaktiline - PRT -0974910K oomi takisti - Junkbox (vaadake oma põrandale) 10K -100K oomi takisti - Junkbox (vaadake oma põrandale 10K takistite läheduses)

LiPo aku laadimiseks võtsin ka kokku: Adafruit - Micro Lipo - USB LiIon/LiPoly laadija - v1 - TOOTE ID: 1304

8. samm: komponentide paigutus

Püüdsin komponentide paigutamisel olla nii tark kui võimalik. Tavaliselt proovin teatud pinid, näiteks toide ja maandus, rivistada, kui suudan. Püüan traadi pikkust vähemalt minimeerida. Ma pidin kindlasti jätma selle kohale ruumi, kus vibratsioonimootori jaoks on ninasild. Lõpuks jõudsin kohale, mis on näha ülaltoodud pildil.

9. samm: põhjused

Esmalt jootsin kõik komponendid tahvlile positsioonidele, mille olin otsustanud. Järgmisena lisasin maandusühendused. Mugavalt oli üks PWB suurtest pikkadest ribadest endiselt nähtav, nii et tegin selle tavaliseks ribaks.

Ülaltoodud pilt näitab maaühendusi ja 10K takistit. Ma ei ütle teile, kuhu iga traat paigutada, kuna enamikul inimestel on oma ideed, kuidas asju teha. Ma lihtsalt näitan teile, mida ma tegin.

Samm: juhtmed

Lisasin ülejäänud juhtmed, nagu ülaltoodud pildil näidatud. Lisasin vibratsioonimootori alla tüki kahekordset kleeplinti, et see paigal püsiks. Kleepuv materjal, mis juba mootori põhjale tuli, ei tundunud mulle piisavalt tugev.

Ühenduste jaoks kasutasin 22 -meetrist traati. Kui teil on midagi väiksemat, kasutage seda. Ma kasutasin 22 gabariiti, sest see on väikseim, mis mul käepärast oli.

Samm: aku klamber

3D printisin sulg LiPo aku hoidmiseks (selle renderdus on näidatud ülal). Märkisin ja puurisin protoboardisse augud, et kinnitada kronstein klaaside vastasküljele komponentidest, nagu ülal näidatud.

Pean siinkohal märkima, et sulg on väga õhuke ja õhuke ning pean selle trükkima tugimaterjaliga (selle projekti kõigi osade jaoks kasutasin ABS -plastikut). Saate tugimaterjali mahavõtmisel kronsteini kergesti murda, nii et minge lihtsalt.

Üks asi, mida ma oma osade tugevamaks muutmiseks teen, on kasta need atsetooni. Loomulikult peate seda tegema väga ettevaatlikult. Teen seda hästi ventileeritavas kohas ning kasutan kindaid ja silmakaitseid. Teen seda pärast tugimaterjali eemaldamist (muidugi). Mul on anum atsetooniga ja pintsettide abil kastan osa võib -olla sekundiks või kaheks täielikult atsetooni. Eemaldan selle kohe ja panen kõrvale kuivama. Tavaliselt jätan osad tund või rohkem, enne kui neid puudutan. Atsetoon sulab ABS -i keemiliselt. Selle tulemusel tihendatakse plastkihid.

Selle sammu juurde on lisatud sulu STL -fail.

12. samm: programmeerimine

Pärast kõigi ühenduste topeltkontrollimist ühendasin Trinket M0 programmeerimiseks USB -kaabli.

Tarkvara installimiseks ja/või muutmiseks (lisatud sellele sammule) vajate Arduino IDE -d ja Trinket M0 tahvli faile ning Sparkfuni VL53L1X teeke. Kõik see on siin ja siin.

Kui te pole sellega kursis, järgige Adafruit M0 kasutamise juhiseid nende õppimissaidil siin. Kui tarkvara (sellele etapile lisatud) on laaditud, peaks plaat käivituma ja töötama USB -jadaühenduse toitel. Liigutage plaadi külg VL53L1X -ga seina või käe lähedale ja peaksite tundma, kuidas mootor vibreerib. Mida kaugemal seadmest objekt asub, peaks vibratsiooni amplituud vähenema.

Tahan rõhutada, et see tarkvara on selle kõige esimene läbipääs. Olen teinud kaks paari prille ja teen kohe veel kaks. Meie (mina ja veel vähemalt üks selle kallal töötav inimene) jätkame tarkvara täiustamist ja postitame siia kõik uuendused. Loodan, et ka teised proovivad seda ja postitavad (võib -olla GitHubi) kõik tehtud muudatused/parandused.

13. samm: raamide viimistlemine

Lõikasin kõrvatükid klaasi mõlemal küljel olevasse sälku ja kandsin näpuotsaga atsetooni. Leotan atsetooni, nii et saan nurkadesse surudes hea koguse. Kui need on tihedalt kinni keeratud, kantakse atsetooni kapillaaride kaudu. Veendun, et need asetseksid otse ja vajadusel kasutan midagi, et neid vähemalt tund aega paigal hoida. Vahel kandideerin uuesti ja ootan veel tund aega. Atsetoon loob suurepärase sideme ja mu prillid tunduvad raami piiril üsna tugevad.

Loomulikult on need prillid vaid prototüüp, nii et ma hoidsin disaini lihtsana ja seetõttu pole klaaside õlgade jaoks hingesid. Nad töötavad igatahes päris hästi. Aga kui soovite, saate need alati hingedega ümber kujundada.

14. samm: lõplikud mõtted

Olen märganud, et päikesevalguse korral ei tööta andur hästi. See on loogiline, kuna olen kindel, et andur on päikesekiirguse poolt küllastunud, mistõttu on võimatu eraldada seda anduri kiirgusest. Sellegipoolest teeksid nad häid prille siseruumides ja öödel ning võib -olla pilvistel päevadel. Loomulikult pean tegema rohkem katseid.

Üks asi, mida ma kujunduse muutmiseks teen, on lisada sälku, mis puudutab ninasilla, mingisugust kummi. Kui kallutate oma pead alla, on raske vibratsiooni tunda, kuna prillid tõusevad raskusjõu mõjul pisut nahalt. Ma arvan, et mõni kumm hõõrdumise tekitamiseks hoiab prillid nina külge kinnitatud, et vibratsioon saaks sellele üle kanduda.

Loodan prillide kohta tagasisidet saada. Ma ei tea, kas prillidest on inimestele abi, aga me peame seda lihtsalt nägema. Prototüüpide eesmärk on see: teostatavus, õppimine ja täiustamine.

Disainile oleks võinud lisada rohkem andureid. Valisin selle prototüübi jaoks ühe, sest arvan, et kasutajal on raskem märgata rohkem kui ühte vibratsioonimootorit. Kuid võib -olla oleks olnud hea mõte, kui kaks andurit oleksid silmast välja suunatud. Seejärel saaksite kahe mootori abil prille kummalgi küljel vibreerida. Võite vibratsiooni asemel kasutada ka igale kõrva sisestatud heli. Jällegi on idee proovida prototüüpi ja saada kogemusi.

Kui olete nii kaugele jõudnud, tänan teid lugemise eest!