Sistem fizičnih interakcij - PlateaPlayer: 19 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-23 15:09

Ta projekt opisuje postopek oblikovanja in razvoja strojne implementacije fizičnih računalniških interakcij interaktivnega predvajalnika videoposnetkov, namenjenih študentom video in digitalne televizije Univerze Avtonoma de Occidente, ki se ukvarjajo s temo multisenzornih interaktivnih videov v obliki izdelek, ki ga je mogoče enostavno izdelati in z njim manipulirati.

Trenutno ni brezplačnih platform za razvoj tovrstnih videoposnetkov, ki vključujejo tudi čutne interakcije. Zato je njegov glavni namen izogniti se študentom, da bi kupovali drage licence za programsko opremo, da bi se morali zanašati na naloge, ki so bile narejene na pol, in jim dostaviti naloge v razredu, ter da bi morali sami porabiti veliko več časa za razvoj teh platform.

Predlagana izvedba je sestavljena iz petih modulov, ki predstavljajo glavne senzorične interakcije, ki jih je mogoče sinhronizirati. To so: voda, dim, temperatura (toplo/hladno), veter in svetloba. Te bo nadzoroval Arduino z uporabo knjižnice JavaScript Johnny Five.

1. korak: Materiali in orodja - škatla za zabojnike

Ker je bil ta projekt namenjen razvoju prototipa predlaganega sistema, so bili uporabljeni preprosti materiali:

• Slamen karton
• Balsa lesene palice (kvadratne in trikotne oblike)
• Škarje, izolacijski trak, lepilo za les, skalpel, žaga

2. korak: Materiali - Modul vetra

5 ventilatorjev za procesor

3. korak: Materiali - temperaturni modul

• 2 celici Peltier
• 4 hladilniki
• 2 ventilatorja (enako kot vetrni modul)

4. korak: Materiali - svetlobni modul

• ~ 50 cm RGB LED traku
• 3 tranzistorji TIP31C
• Zunanji vir napajanja

5. korak: Materiali - Modul za dim

• 1 Ultrazvočni vlažilec zraka
• 1 1-kanalni rele
• Zunanji vir napajanja
• Posoda za vodo

6. korak: Materiali - vodni modul

• Potopna mikro črpalka
• ~ 20 cm plastična cev
• Posoda za vodo (enaka kot pri modulih za dim)
• Majhne slamice (~ 5)

Korak 7: Zarezovanje lukenj na sprednji strani ventilatorjev

Odrežite kos kartona (širine ~ 50 cm in višine ~ 40 cm), nato pa s skalpelom izrežite 5 lukenj za vsak ventilator. Na koncu jih prilepite na karton.

8. korak: Izdelava modulov temperature (celica Peltier)

Peltierjeve celice prilepite na hladilne odprtine.

9. korak: Vključite ventilatorje Peltierjeve module

Peltierjeve module prilepite na ventilator. Poskrbite, da jih pritrdite s prednjo stranjo v nasprotnih smereh, tako da vroč in hladen del vsake celice odpihne zunaj ustrezen ventilator.

10. korak: Ustvarjanje "stolpca" za zgornji pokrov

Izrežite palice balsa (širine ~ 50 cm) in jih zlepite skupaj, kot je prikazano na slikah. To bo omogočilo lepljenje zgornjega kartonskega pokrova na sprednjo stran in stranice.

Nato zlepite kos kartona na diagonalni strani in naredite okoli 8 majhnih lukenj (~ 5 mm do ~ 5 mm) za slamice vodnega modula, ki jih želite vstaviti.

11. korak: Dajte strukturo škatli

Izrežite 3 palice balse, kot je prikazano na sliki, in jih lepite na sprednji del kartona.

12. korak: Odrežite stranice škatle

Izrežite 3 kose kartona (širine ~ 50 cm do višine ~ 50 cm in globine ~ 30 cm). 2 za vsako stran škatle plus 1 za notranjo stran za ločevanje prostora posode za vodo od elektronskih komponent.

13. korak: Prilagoditev prostora posode za vodo

Naredite podlago za posodo za vodo, tako da 3 kose kvadratnih balzanih palic odrežete na ~ 20 cm in jih pritrdite skupaj na okvir glavne konstrukcije, kot je prikazano na sliki, tako da se posoda lahko prilega.

Nato za stranice uporabite 1 od prej razrezanih kosov kartona, naredite majhno luknjo, da lahko preidejo nekatere žice, in jih pritrdite skupaj.

Izbirno lahko pritrdite trikotno oblikovano balsa palico na zadnji del podnožja, da preprečite, da bi posoda padla in razlila vodo.

Korak 14: Izdelava posode za vodo

Plastično steklenico prerežite na polovico in njen zgornji del uporabite kot pokrov, kot je prikazano na slikah. V notranjost postavite mikročrpalko in ultrazvočni vlažilec zraka.

Pred uporabo ga napolnite z vodo.

15. korak: Zapiranje glavne strukture

Stranski, spodnji in zgornji kartonski pokrov prilepite na preostalo strukturo.

Korak 16: Dodajanje modula luči

RGB LED trak prilepite okoli vrha in ob straneh škatle, tako da lahko žice gredo v luknjo na levi strani.

17. korak: Izdelava vodovodne cevi

V plastični cevi izrežite okoli 8 majhnih lukenj (~ 1 mm do ~ 1 mm) in vstavite majhne slamice. Čim tesneje jih zlepite skupaj, da preprečite uhajanje vode v preostali del škatle.

Na koncu priključite odprt konec cevi na mikročrpalko in vstavite slamice v luknje zgornjega diagonalnega kosa kartona.

18. korak: Ožičenje

Izbrane zatiče je mogoče spremeniti glede na željo uporabnika, tako da tukaj niso navedeni, čeprav koda očitno velja

Moduli vetra/temperature:

Z mostičnimi žicami povežite 5V vsakega ventilatorja in celico Peltier na digitalni zatič na plošči Arduino, GND pa na skupno linijo GND na protoboardu.

Vodni modul:

Z mostičnimi žicami neposredno priključite 5V mikročrpalke na enega od 5V izhodnih zatičev Arduina in uporabite tranzistor TIP31C kot stikalo za žice GND. Ta tranzistor gre na digitalni pin na Arduino, da ga nadzoruje.

Modul luči:

Z mostičnimi žicami povežite vsak barvni kanal s tranzistorjem TIP31C, ki je priključen na linijo GND protoboard -a, in ki gre na analogni pin v Arduinu za nadzor prikazane barve tako, da R, G in B določite na pravilno. Napajalni kabel je priključen na linijo protoboard, ki se napaja prek adapterja, priključenega v običajno električno vtičnico.

Modul za dim:

Z mostičnimi žicami priključite napajanje na rele, ki ga poveže z istim napajanjem na protoboardu iz modula luči. Nato priključite ta rele na digitalni zatič v Arduinu, da ga vklopite in izklopite. Povežite njegov GND z linijo GND na protoboardu.

19. korak: Programiranje in izvajanje

Za delo Johnnyja Five je potreben preprost strežnik Node. Za komunikacijo sprednjega in zalednega v realnem času ter sinhronizacijo interaktivnega videa s senzoričnimi interakcijami je implementiran tudi Socket.io.

Kodo za ta sistem, pa tudi interaktivni predvajalnik videov, ki je bil prej razvit kot vtičnik JavaScript, lahko prenesete v tem Github repo:

Spletno stran strežite s predvajalnikom z istega strežnika in zaženite oboje.