Haptiline kinnas pimedatele: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Haptic kinnas on pimedatele ja/või vaegnägijatele mõeldud seade, mis annab kandjale teavet lähiümbruse takistuste kohta. Kinnas kasutab kahte ultraheliandurit, mis teatavad objektide kaugusest ja suunast. Sõltuvalt sellest, mida need andurid tuvastavad, vibreerivad kindasse paigutatud vibratsioonimootorid ainulaadsete mustritega, et seda teavet kasutajale edastada.

1. samm: tarvikute loend

Elektrooniline:

- #1201: vibreeriv minimootoriga ketas - ERM (x4) [1,95 dollarit ea.]

- #2305: Adafruit DRV2605L Haptic mootorikontroller (x4) [7,95 dollarit ea.]

- #659: FLORA - kantav elektrooniline platvorm - ühilduv Arduinoga [14,95 dollarit]

- HC-SR04 ultraheli kaugusandurid (x2) [2,99 dollarit ea.]

- #2717: multiplekser TCA9548A I2C [$ 6,95]

- #3287: 3 AA patareihoidik koos JST -pistikuga [$ 2,95]

- #1608: Adafruit Perma-Proto kvartali suurune leivaplaadi trükkplaat- üks [$ 2,95]

- lindi kaabel

- 200 ja 220 oomi takistid

Valmistamine:

- takjaribad [2,98 dollarit]

- #615: nõelte komplekt - 3/9 suurust - 20 nõela [1,95 dollarit]

- Neopreen või muu vastupidav kangas

Kogumaksumus: 78,31 dollarit

Enamik komponente osteti saidilt Adafruit.com

2. samm: leivalaud

Esimene samm on ühendada kõik oma komponendid leivaplaadi abil, et saaksite enne lõpptootele kinnitamist veenduda, et need kõik töötavad korralikult. Järgnev skeem ja pilt annavad teile aimu, kuhu kõik ühendada tuleb. Siin on jaotus selle kohta, mida iga komponent teeb:

Arduino Uno/FLORA

See on mikrokontroller, mis on programmeeritav osa. Samuti annab see aku toite kõikidele komponentidele. Algselt ühendasin kõik Arduino Uno külge, kuna sellel on 5 V toide, kuid asendasin selle seejärel FLORA ja 3 AA patareiga (4,5 V).

Haptic mootorikontroller

Need kontrollerid ühenduvad otse iga vibratsioonimootoriga ja võimaldavad teil programmeerida iga vibratsioonimootorit üksteisest sõltumatult, kuid neil on ka eelis, mis sisaldab eelnevalt fikseeritud vibratsiooniefektide kogu. Need ei ole kinda toimimise seisukohalt kriitilised, kuid muudab programmeerimise palju lihtsamaks, kuna te ei pea oma vibratsioonimustreid nullist programmeerima.

Muliplekser

See toimib lihtsalt omamoodi laiendajana, kuna FLORA -l pole piisavalt SCL/SDA tihvte kõigi haptiliste mootorikontrollerite mahutamiseks. Samuti võimaldab see suhelda iga haptilise mootori kontrolleriga iseseisvalt, määrates igaühele kordumatu aadress.

Vibratsioonimootorid

Need annavad kasutajale haptilise tagasiside. Need vibreerivad teatud mustrites sõltuvalt sellest, kuidas neid programmeerite. Lisateavet selle kohta, kuidas nad siin töötavad.

Ultraheli andurid

Need andurid mõõdavad nende ees olevate objektide kaugust. Nad teevad seda, saates välja "päästiku" signaali, mis põrkab lähedalasuvatelt objektidelt tagasi ja naaseb "kajasignaalina". Seejärel saab programm tõlgendada viivitusaega ja arvutada ligikaudse vahemaa. Kindlasti märgistage need "vasakule" ja "paremale", et te hiljem segadusse ei läheks. Lisateavet selle kohta, kuidas nad siin töötavad.

Samm: kodeerimine

Nüüd, kui kõik on ühendatud, saate koodi oma FLORA -sse alla laadida ja seda testida. Laadige alla allolev fail ja vajalikud teegid (lingitud allpool). Sellel näidiskoodil on ülaltoodud tabelis loetletud funktsioonid.

Koodi testimiseks asetage suur tasane ese paremal asuvast ultrahelisensorist vähem kui 6 tolli kaugusele. Rongisisene RBG peaks kiiresti siniselt vilkuma. Kui liigutate objekti kaugemale, peaks vilkumine muutuma vähem kiireks. Samaaegselt vibreerib üks vibratsioonimootoritest (mis pannakse hiljem pöidlale) kiiresti, kui objekt asub vähem kui 6 tolli kaugusel, ja hakkab vibreerima väiksema võimsusega, mida kaugemale objekti liigutate. Sama muster peaks kehtima ka vasaku ultrahelianduri puhul, ainult sinise asemel oranži valgusega

Olin lisanud lisafunktsiooni, milleks on see, et RBG peaks vilkuma roosana ning keskmise sõrme ja peopesa vibratsiooniandurid vibreerima, kui mõlemad andurid tuvastavad objekti, mis asub vähem kui 6 tolli kaugusel. Kuid see funktsioon ei ole väga usaldusväärne. Hoidsin lõplikus disainis keskmise sõrme ja peopesa vibratsioonimootoreid juhuks, kui inimesed tahavad nende jaoks loovamat funktsiooni välja mõelda.

* ÄRGE* ühendage FLORA -plaati arvutiga USB kaudu, kui väline aku on veel ühendatud! Eemaldage see alati esmalt välise aku vooluvõrgust.

* ENNE* siin toodud näidiskoodi allalaadimist peate alla laadima järgmised teegid/draiverid:

learn.adafruit.com/adafruit-arduino-ide-se…

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Kui tundub, et kood ei tööta või teie andurid/mootorid ei reageeri:

- Veenduge, et olete Arduino programmis valinud õige COM -pordi.

- Veenduge, et teie vibratsioonimootorid on täielikult ühendatud leivaplaadi/haptimootori kontrolleritega. Neid ühendavad juhtmed on väga õhukesed ja võivad kergesti lahti tulla.

- Kontrollige veel kord, et te poleks segamini ajanud SCL/SDA juhtmeid (multiplekser) ega ECHO ja TRIG juhtmeid (ultraheliandur). See ei tööta, kui need on ümber lülitatud.

- Kui kõik töötab normaalselt, kui see on USB kaudu ühendatud, kuid väliste akudega ühendamisel tõrge, on tõenäoliselt aeg need uued patareid asendada.

4. samm: andmete ühenduste jootmine

Nüüd, kui kood töötab, saate alustada lõpptoote kokkupanekuga. Alustasin sellest, et joonistasin kõigepealt välja kõik käe kontuuril olevad ühendused, et visualiseerida kõik lõplikud ühendused. Keskendusin kõigepealt kõikidele andmesideühendustele ja seejärel ühendasin lõpuks toite- ja maandusjuhtmed. Ka selles etapis unustasin takiste jootmise ultraheli andurite ECHO ja GND tihvtide juurde, nii et neid pole pildil. Lõpuks lisasin need siis, kui ühendasin ultraheliandurid kinda keskel asuva toite "jaoturi" külge.

Alustuseks jootsin kõik ühendused FLORA -ga ja jõudsin üles läbi multiplekseri, haptiliste mootorikontrollerite ja vibratsioonimootorite. Tugevdasin oma ühendusi kuuma liimi, termokahanevate torude ja elektrilindiga.

Kõikidel piltidel vastab juhtme värv järgmistele ühendustele:

PUNANE: võimsus

MUST: jahvatatud

KOLLANE: scl

VALGE: sda

ROHELINE: mootor (-)

HALL: mootor (+)

Pruun: ultrahelianduri kaja

Oranž: ultraheli anduri käivitus

Samm: kinda valmistamine

Kinnas koosneb järgmistest komponentidest:

- Peamine kinda korpus (mis hoiab peopesa vibratsiooni)

- 3 sõrmepaela (roosa, keskmine, pöial), mis hoiavad 3 vibratsioonimootorit

- Käerihm aku hoidmiseks

Otsustasin lihtsuse huvides sõrmedeta kindadisaini ja ülaltoodud üldist malli näete. See visand ei ole mõõtkavas ja tõenäoliselt peate kohandama suurust vastavalt oma käele. See on mõeldud kandmiseks vasakul käel. Esmalt leidsin kujunduse mõne kanga alumisele küljele ja lõikasin selle Xacto noaga välja. Näputükid vormisin nii, et lõikasin kangaribad sõrmede ümber mähkimiseks piisavalt pikaks ja õmblesin kinni takjapaelad. Seejärel tegin kotid vibratsioonimootorite paigutamiseks ja õmblesin need nii sõrmepaelte külge kui ka kinda põhiosa alumise osa keskele (peopesa lähedale).

See disain nõuab minimaalset õmblemist ja õmblesin ainult järgmistel juhtudel:

- Kleepige/tugevdage takjaribasid kangale.

- Õmble vibratsioonimootori kotid sõrmepaelte ja kinda põhiosa külge.

- Paigaldage akukott õlarihma külge.

6. samm: kokkupanek (1. osa)

Nüüd, kui kinnas on kokku pandud ja kogu juhtmestik valmis, hakkasin elektrikomponente kinnase külge kinnitama. Selle sammu jaoks järgisin varem tehtud joonistust ja panin kõik tükid välja. Seejärel hakkasin neid nööri abil õmblema. Lõpuks paigutasin haptilised mootorikontrollerid kinda vasakule küljele, mitte ülaosale, sest see oli sel viisil mõistlikum, kui alustasin kokkupanekut.

7. samm: kokkupanek (2. osa - PWR + GND)

Lõpuks ühendasin kõik oma komponendid toite ja maandusega. Selleks seadistasin oma väikesele leivaplaadile maa- ja toitekaabli, ühendades selle FLORA gnd ja pwr -ga. Ühendasin nende rööbastega oma haptilised mootorikontrollerid ja multiplekseri. Seejärel ühendasin oma ultraheliandurid pwr ja gnd -ga, kuid kasutasin ära ka leivalaua lisaruumi, et lisada varem unustatud takistid. Need takistid on hädavajalikud, kuna need loovad jagaja, mis alandab ECHO signaali pinget, mis läheb tagasi FLORA -sse.

Gnd- ja pwr -ühenduste jootmine pärast seda, kui kõik oli juba õmmeldud, oli pisut ebakindel, nii et võiksite kõigepealt kõik jootmised teha. Mul oli mõtet oodata, sest ma polnud ikka veel päris kindel, milline saab olema kõigi komponentide lõplik paigutus.

Kasutades mõnda Gorilla liimi, kleepisin leivalaua tõstmiseks kindale väikese puidujäägi ja lisasin leivaplaadi puidu külge kinnitamiseks takjapaela (vt ülaltoodud pilti). Ma tegin seda selleks, et saaksin selle hõlpsalt üles tõsta ja lühiseid otsida.

Viimane samm on liimida oma ultraheli andurid kuumalt ülestõstetud leivalaua mõlemale küljele.

Ja sa oled valmis!