Cat Whisker Sensory Extension Nosljiva (2,0): 6 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:08

Ta projekt je nadaljevanje in ponovna zamisel mojega nekdanjega kolega (metaterra) "Whisker Sensory Extension Wearable".

Namen tega projekta je bil osredotočiti se na ustvarjanje novih, računalniško obogatenih "čutnih razširitev", ki omogočajo povečano zaznavanje naravnega sveta. Moj največji trud pri tem projektu je bil namenjen izdelavi in izvajanju senzoričnih povečanj, ki bodo s pomočjo senzorjev razširila občutek in se uporabniku odzvala s taktilnim izhodom. Namen je omogočiti vsakomur, da si ustvari lastne senzorične razširitve, in tako na lastno strojno opremo preslika človeške/živalske čute. Učinkovito razširjanje naših čutov na nove in vznemirljive načine, ki bodo vodili k boljšemu razumevanju, kako se naši možgani lahko prilagodijo novim zunanjim čutom.

To gradivo temelji na delu, ki ga podpira Nacionalna znanstvena fundacija v okviru donacije št. 1736051.

Projekt je bil razvit v Laboratoriju za igrivo računanje in obrtno tehnološki laboratorij na Univerzi Colorado Boulder.

Če imate kakršna koli vprašanja, želite biti v koraku z mojim delom ali pa samo razmetavati ideje, to storite na mojem Twitterju: @4Eyes6Senses.

S tem projektom sem želel vzeti prejšnjo senzorično razširitev brkov za nošenje in jo narediti lažjo, stroškovno učinkovitejšo in tudi lažjo pri gradnji. Tu je pregled različnih komponent in njihovih funkcij:

- Dva niza prilagodljivih senzorjev fleksibilnih senzorjev (skupaj 4, 2 na stran) prejemata taktilne informacije (upogibanje, upogibanje itd.) Od predmetov v neposrednem okolju uporabnika. Začetne informacije o napetosti/uporu, ki jih prejme vsak senzor, se nato pretvorijo v podatke o kotu upogiba (na primer kot upogiba 10 stopinj). Ta podatek o kotu upogibanja se nato pretvori v proporcionalni izhod modulacije širine impulza in pošlje ustreznim vibracijskim motorjem na čelu uporabnika.

- Vsak senzor za upogibanje brkov je pritrjen na 1 ProtoBoard in povezan z Arduino UNO, ki izvaja pretvorbo/pretvorbo.

- Štirje vibracijski motorji dovajajo taktilne dražljaje na čelo uporabnika. Vsak uporabljeni motor je povezan z enim brkom, intenzivnost vibracijskega motorja temelji na pragu, ki bo nastavljen na podlagi senzorja brkov.

Zaloge

14 "dolg, 0,08" širok, 0,03 "debel polistirenski trak

4 enosmerni upogibni/upogibni senzorSugru

Vtiči JST

Vibracijski motorji

Trdi trakovi za glavo

ProtoBoard - kvadrat 1"

Komplet žic (priporočam silikonsko izolacijo) OPOMBA: za vsako povezavo boste porabili približno 2-3 čevlje žice

1/16 debel prozorni akril ali karton

Termoskrčljive cevi

Tekoči nohti

47k uporov

NITECORE ali druge vrste naglavnega traku

ježevi trakovi

1. korak: Sestavljanje metlice

(Zavrnitev odgovornosti! To je vzeto neposredno iz prejšnjih navodil.)

Potreboval sem nekaj časa, da sem razvil aparat s senzorjem za brke, ki je bil dovolj prilagodljiv, da posnema prave brke, a hkrati dovolj tog, da se dosledno vrača v raven, upognjen položaj. Na koncu sem uporabil 4 -palčni enosmerni upogibni/upogibni senzor podjetja Flexpoint Sensor Systems (glej sliko 1). Vtič JST je spajen na noge senzorja, nato 14 "dolg, 0,08" širok, 0,03 "debel polistirenski trak (Jaz sem ga nabavil v lokalni trgovini s strojno opremo), na senzor je pritrjen s silikonskim lepilom, nanesen je toplotni skrč, zaščitni premaz Sugru pa je oblikovan okoli celotnega dna enote za brčenje. Tu so podrobna navodila:

-Vzemite konec vtiča 3-polnega priključka JST in odstranite sredinsko žico (glejte slike 2-4)

- Odrežite žice vtiča, tako da vam ostane približno 1,5 cm žice, nato jih odlepite in spajkajte na zatiče senzorja (ne pozabite na usmerjenost vtiča/senzorja). Za izolacijo sem uporabil toplotni skrč (glej slike 5, 6)

- Polistirenski trak pritrdite na senzor z nekakšnim prožnim lepilom (uporabil sem silikonsko lepilo Liquid Nails). Prepričajte se, da je trak dobro pritrjen na senzor (glejte slike 7, 8)

- Vzemite vaš Sugru (uporabil sem en sam paket 5 g) in ga oblikujte okoli dna senzorja/traku/vtiča, pri tem pazite, da bodo vse te komponente zaprte. Prav tako ne pozabite nanesti Sugru dovolj visoko, da popolnoma pritrdite trak, vendar ne previsoko, da bi omejili lahkotnost premikanja/upogibanja senzorja. Vzemi si čas. Imeli boste vsaj 30-45 minut, da se Sugru začne strjevati. Preden se posušite, se prepričajte, da je vtič pravilno nameščen na strani vtičnice priključka JST (glejte slike 9-13)

- Nazadnje sem nalepil nalepke na aparatu brkov. Uporabljeni so bili stranski (L/R) in številčni položaj (1-4) (glej slike 14, 15)

- Naredite še 3 (ali poljubno število brkov). Vsak brček ustvarite na enak način. To bo kasneje pomagalo pri kalibraciji senzorja.

2. korak: Montaža nosilca za brke

Zdaj, ko so senzorji za upogibanje brkov končani, jih lahko zdaj namestimo na lični del (slika 1). Metaterra je za montažo oblikoval ukrivljeno roko z diskom, za to pa je uporabil Adobe Illustrator in kot material uporabil 1/16 debel prozorni akril. OPOMBA: Če laserski rezalnik ni na voljo, lahko poskusite izdelati nosilce iz kartona ali drugega materiala, ki ga je mogoče enostavno rezati, samo natisnite PDF in ga razrežite okoli sledi, medtem ko je prekrita s kartonom. Po laserskem rezanju izvrtajte štiri luknje v akril, nato pa skozi luknje vtaknite čepe JST (slike 1, 3 in 4), nato z uporabo Sugruja vstavite brke v diskovni del nosilca. Tu so podrobna navodila:

- Odprite vektorsko datoteko brkov (PDF). Material, uporabljen za to navodilo, je 1/16 prozorni akril in razrezan z laserskim rezalnikom.

- V nosilec za lica izvrtajte štiri luknje. Ne pozabite se igrati z velikostjo luknje in razdaljo, da bodo brki tako blizu ali daleč, kot želite.

- Vtaknite 2-polni vtič JST skozi luknje. Prepričajte se, da sta strani z odprtino obrnjeni drug proti drugemu.

- Prepričajte se, da so vrata za brke nameščena tam, kjer želite. Uporabite Sugru in oblikujte čepe JST na del diska (to mi je vzelo približno štiri pakete Sugru). S Sugrujem boste imeli približno 30 minut časa plesni, zato si vzemite čas in poskrbite, da se brki ne bodo prekrivali, ko so priključeni, in da so vtiči JST usmerjeni tam, kjer jih želite. Ko ste zadovoljni s postavitvijo, pustite, da se Sugru suši en dan.

- Referenčni sliki 9 in 10 za ta korak upoštevajte tudi, da je v moji zasnovi: bela = 3,3 V, črna = GND in rdeča je analogni pin. Dva konca priključka JST spajkajte na eno stran 1 'ProtoBoard -a, nato ponovite z drugim brkom. Ustvarite delilnik napetosti z mojo zasnovo ali spremenite postavitev (lahko si ogledate tudi priročnik za priključitev senzorja upogibnega senzorja SparkFun).

- Za pritrditev ličnic na trak za glavo uporabite dva vijaka/vijaka za pritrditev roke na trak za glavo (slika 11).

3. korak: Integracija motorja z vibracijami, trak za glavo in nastavitev baterije

Priključitev vibracijskih motorjev je precej naravnost, rdeči kabel se bo povezal z digitalnim PWM zatičem na Arduinu, modri pa na GND. Vibracijski motorji so pritrjeni na trak za glavo NITECORE z uporabo ježka, postavitev temelji na brku, na katerega je vezan, zunanji vibracijski motorji so vezani na sprednje brke, motorji z notranjimi vibracijami pa na zadnji brki (slika 6).

- Spajajte žico na konce vsakega vibracijskega motorja, na vsako povezavo nanesite toplotni skrč, nato na kabl motorja z vibracijami in na novo toplotno skrčene kable (slika 2) nanesite toplotno krčenje (slika 2), ponovite 3 -krat. Na zadnjo stran motorja pritrdite velcro disk (stran s kavljem). Ponovite 3 -krat.

- Odrežite en trak velcro, tako da se zbirka žic motorjev lahko poveže skupaj z velcro na sprednji strani traku za glavo NITECORE (glejte sliko 5). Pritrdite (uporabil sem super lepilo) trak na notranjo stran sprednjega dela naglavnega traku in motorje pritrdite na trak v isti orientaciji, kot ste postavili brki na lični plošči (slika 7)

- Za pritrditev vrvic motorja z vibracijami uporabite zaponko ali vezico, kar bo zaščitilo motorje pred vlečenjem/lomljenjem (slika 7).

4. korak: Mikroprocesor in vse to povežite z Arduinom

Vsi vibracijski motorji in brki bodo povezani z Arduino UNO. Potrebovali boste dodatno prototipno ploščo, ki vam bo omogočila spajkanje 9 GND kablov in 4 3,3V kablov. Prav tako boste najverjetneje potrebovali komplet priključkov za dupoint, da dodate zatiče in ohišje kablom, ki jih je treba priključiti neposredno v Arduino. Žice za vibriranje motorja (rdeči kabel) se povežejo z digitalnimi zatiči Arduino: 3, 9, 10, 11 (Ti zatiči so bili izbrani, ker omogočajo PWM). Žice GND motorja z vibracijami (črne ali bele) bodo spajkane na prototipno ploščo. Zatiči brkov (rdeči kabel) se bodo povezali z analognimi zatiči Arduino: A0, A1, A2, A3. Laserski VCC kabli (beli kabel) in ozemljitveni kabli (črni) bodo spajkani na prototipno ploščo.

5. korak: Izvedite kodeks

V redu, zdaj je čas za nalaganje kode. Nekaj stvari morate spremeniti, preden boste pripravljeni udariti po svetu.

- Najprej uporabite multimeter za merjenje izhodne napetosti VCC in upora na 10k uporu. Vnesite te vrednosti na ustrezna mesta v kodi.

- Nato dvakrat preverite, ali so vse druge spremenljivke nastavljene na pravilne vhode/izhode (npr. Mtr, flexADC itd.).

- Nato priključite svoj Arduino in naložite kodo.

- Ko zaženete, boste na serijskem monitorju videli, da se bo natisnil Bend + (številka brkov). Zdaj je čas za umerjanje brkov (vsak brček je edinstven in bo imel nekoliko drugačen osnovni odpor). Spremenljivko STRAIGHT_RESISTANCE nastavite na tisto, na katero se natisne izhodiščni upor (tj. Položaj upognjenega brka). Nato spremenljivko BEND_RESISTANCE nastavite na STRAIGHT_RESISTANCE + 30000,0. V prvotni kodi naj bi ta spremenljivka odražala odpornost senzorja upogibanja pri ovinku 90 stopinj. Ker se naši brki ne približajo popolnemu 90-stopinjskemu ovinku (vsaj v tipičnih situacijah), dodajanje 30000,0 ohmov osnovnemu uporu deluje v redu. Prosto upogibanje lahko nastavite na tisto, kar najbolje ustreza vaši aplikaciji. Če ste vse pravilno nastavili, vidite, da se bo, ko se brk ne upogne, natisnil kot upogiba 0 stopinj (bolj ali manj). Nato lahko nastavite pragove vrednosti, ki bodo aktivirali vibracijske motorje glede na kot. Po tem ste pripravljeni!

6. korak: Končano

Zdaj imate nosljive brčke in ste pripravljeni (občutiti) ves svet!

Če imate kakršna koli poglobljena vprašanja, se želite naučiti o povečanju števila ljudi, želite biti v koraku z mojim delom ali se samo premetavati po idejah, to storite na mojem Twitterju:

Hvala!