DIY 3D -kontroller: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Tehke 3D -liides kuue takisti, alumiiniumfooliumi ja Arduino abil. Võtke see, Wii. Värskendus: selle projekti palju põhjalikum selgitus on saadaval ajakirjast Make Magazine. Nende juhiste järgimine võib olla lihtsam ja ma arvan, et nende kood on ajakohasem. Põhieesmärk oli luua 3D-käeasendituvastussüsteem, mida enamik inimesi saab ehitada, säilitades siiski funktsionaalsuse sarnasuse. Võimalike rakenduste kohta aimu saamiseks vaadake demovideot. Kui arvate, et saate luua lihtsama ja sama täpse või pisut keerukama ja täpsema, jagage kommentaarides! DIY 3D -liides: Tic Tac Toe Kyle McDonaldilt Vimeos.

Samm: materjalid

Tööriistad

• Arduino
• Töötlemine
• Traadilõikurid
• Jootekolb
• Karbilõikur

Materjalid

• (3) 270k takistid
• (3) 10k takistid
• Jootma
• Traat
• Alumiiniumfoolium
• Papp

Valikuline:

• Lint (nt skotti)
• Varjestatud traat (nt: koaksiaalkaabel, ~ 3 ')
• (3) alligaatoriklambrid
• 3-kontaktiline päis
• Tõmblukk
• Kahanda mähkimistorusid või kuuma liimi

Samm: valmistage plaadid

See andur töötab lihtsate RC -ahelate abil, kusjuures iga ahela kaugus on ühes mõõtmes. Leidsin, et lihtsaim viis selleks kolm mahtuvuslikku plaati korraldada on kuubi nurgas. Lõikasin pappkasti nurga 8,5 -tolliseks kuubikuks ja lõikasin veidi alumiiniumfooliumi, et see sobiks veidi väiksemateks ruutudeks. Nurkade teip hoiab need paigal. Ärge kleepige kogu perimeetrit alla, vajame seda hiljem alligaatoriklambrite kinnitamiseks.

Samm: valmistage pistikud

Arduino ühendamiseks plaatidega vajame varjestatud traati. Kui traat ei ole varjestatud, toimivad juhtmed ise kondensaatori osana selgemini. Samuti olen avastanud, et alligaatoriklambrid muudavad asjade ühendamise alumiiniumiga väga lihtsaks - kuid tõenäoliselt on ka palju muid võimalusi.

• Lõigake kolm võrdse pikkusega varjestatud kaablit. Valisin umbes 12 ". Mida lühem, seda parem. Koaksiaalkaabel töötab, kuid mida kergem/painduvam, seda parem.
• Varjestuse paljastamiseks eemaldage umbes pool tolli ja traat paljastage viimane veerand tolli.
• Keerake alligaatoriklambrid juhtmete külge juhtmete külge ja jootke need kokku.
• Asjade koos hoidmiseks lisage termokahanevaid torusid või kuuma liimi.

4. samm: tehke vooluring

"Ahel" on vaid kaks takistit alumiiniumitüki kohta. Et mõista, miks nad seal on, aitab see teada, mida me Arduinoga teeme. Iga tihvtiga teeme järjestikku järgmist.

• Lülitage tihvt väljundrežiimi.
• Kirjutage tihvtile digitaalne "madal". See tähendab, et kondensaatori mõlemad pooled on maandatud ja see tühjeneb.
• Lülitage tihvt sisendrežiimi.
• Arvutage, kui palju aega kulub kondensaatori laadimiseks, oodates, kuni tihvt läheb "kõrgele". See sõltub kondensaatori ja kahe takisti väärtustest. Kuna takistid on fikseeritud, on mahtuvuse muutus mõõdetav. Kaugus maapinnast (teie käsi) on peamine muutuja, mis aitab kaasa mahtuvusele.

270k takistid pakuvad pinget kondensaatorite laadimiseks. Mida väiksem väärtus, seda kiiremini nad laadivad. 10k takistid mõjutavad ka ajastust, kuid ma ei saa nende rollist täielikult aru. Teeme selle vooluahela iga juhtme põhjas.

• Jootke 10k takisti traadi otsa alligaatoriklambri vastas
• Jootke 270k takisti kilbi ja traadi (plaadi) vahele. Varjestame juhtme sama 5 V -ga, mida kasutame kondensaatorite laadimiseks

Samm: viimistlege ja ühendage pistik

Kui 3 pistikut on valmis, võiksite üksteisest isoleerimiseks lisada termokahanevaid torusid või kuuma liimi, sest joote varjestus/5 V punkte kokku.

Minu jaoks oli kõige lihtsam joota kaks äärmist pistikut kokku ja seejärel lisada kolmas. Kui olete kolm pistikut jootnud, lisage neljas juhe varjestuse tarnimiseks/5 V.

Samm: koodi ühendamine ja üleslaadimine

• Ühendage pistik Arduinoga (tihvtid 8, 9 ja 10)
• Kinnitage alligaatoriklambrid plaatidele (8: x: vasak, 9: y: alt, 10: z: parem)
• Andke voolu, ühendades neljanda juhtme (minu punane juhe) Arduino 5 V pingega
• Ühendage Arduino vooluvõrku, käivitage Arduino keskkond
• Laadige kood tahvlile üles (märkus: kui olete väljaspool Põhja -Ameerikat, peate tõenäoliselt muutma #define võrgu 60 asemel 50 -ks).

Arduino kood on lisatud kui Interface3D.ino ja töötlemiskood on lisatud kui TicTacToe3D.zip

Samm: tehke midagi lahedat

Kui vaatate jadaakent Arduino keskkonnas, märkate, et see sülitab välja toored 3D -koordinaadid 115200 baudil, umbes 10 Hz = 60 Hz / (2 täistsüklit * 3 andurit). Kood võtab iga anduri kohta mõõtmisi nii mitu korda kui võimalik võrgutoite sageduse kahe tsükli jooksul (mis on üllatavalt stabiilne), et tühistada igasugune sidestus. Esimene asi, mida ma sellega tegin, oli lihtsa 3D -tiki tegemine Tac Toe liides. Kui soovite alustada töötava demoga, on kood siin saadaval, lihtsalt visake kaust "TicTacToe3D" oma kausta Töötlemine visandid. Kolm kasulikku asja, mida Tic Tac Toe kood näitab:

• Lineariseerib lähteandmed. Laadimisaeg järgib tegelikult kauguse suhtes võimsuse seadust, seega peate aja jooksul võtma ruutjuure ühest (st kaugus ~ = sqrt (1/aeg))
• Normaliseerib andmed. Visandi käivitamisel hoidke hiire vasakut nuppu all, liigutades kätt ringi, et määrata ruumi piirid, millega soovite töötada.
• Lisades andmetele "hoogu", et siluda igasugust värinat.

Praktikas, kasutades seda seadistust alumiiniumfooliumiga, on mul võimalik saada suurima hulga fooliumi mõõtmeid (suurim tükk, mida olen testinud, on 1,5 ruutjalga).

8. samm: variatsioonid ja märkused

Variatsioonid

• Ehitage massiivseid andureid
• Optimeerige takistid ja kood kiiresti vibreerivate asjade jaoks ning kasutage seda vastuvõtjana/mikrofonina
• Tõenäoliselt on ka teisi nippe süsteemi lahtiühendamiseks vahelduvvoolust (tohutu kondensaator plaatide ja maapinna vahel?)
• Olen katsetanud plaatide varjestamist põhjas, kuid tundub, et see tekitab ainult probleeme
• Tehke RGB või HSB värvivalija
• Video- või muusikaparameetrite juhtimine; rütmi või meloodia järjestamine
• Suur, kergelt painutatud pind mitme plaadiga + projektor = "Vähemuste aruande" liides

Märkused

Arduino mänguväljakul on kaks artiklit mahtuvusliku puutetundlikkuse kohta (CapSense ja CapacitiveSensor). Lõpuks läksin ümber kujundusega, mille otsa sattusin sõbra koopias "Füüsiline andmetöötlus" (Sullivan/Igoe), mis kirjeldas RCtime'i kasutamist (vooluahelas oli kondensaator ja üks takisti fikseeritud, ning mõõtsin potentsiomeeter). Mikrosekundiline ajastus viidi läbi, kasutades Arduino foorumite pisut optimeeritud koodi. Jällegi: alates tonnidest sealmin -skeemidest ei saa ma täielikult aru, olen hästi teadlik, et on paremaid viise mahtuvusliku kauguse tuvastamiseks, aga ma tahtsin teha midagi võimalikult lihtsat, mis on endiselt funktsionaalne. Kui teil on sama lihtne ja funktsionaalne disain, postitage see kommentaaridesse! Aitäh Dane Kouttronile, et ta talus kõiki minu põhilisi elektroonikaküsimusi ja aitas mul mõista, kuidas lihtne heterodüün sealmiin töötab (algselt kavatsesin neid kasutada - ja, kui seda õigesti häälestada, oleks see tõenäoliselt täpsem).

Esikoht raamatute konkursil Instructables