Cat Whisker senzorno proširenje nosivo (2.0): 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Ovaj projekt je nastavak i ponovno osmišljavanje mog bivšeg kolege (metaterra) "Whisker Sensory Extension Wearable".

Svrha ovog projekta bila je usredotočiti se na stvaranje novih, računarski obogaćenih „čulnih proširenja“koja omogućuju povećano osjećanje prirodnog svijeta. Moj najveći napor s ovim projektom bio je posvećen izradi i implementaciji senzornih povećanja koja će senzorima proširiti osjećaj i odgovoriti taktilnim izlazom za korisnika. Namjera je omogućiti bilo kome da izradi svoja vlastita osjetilna proširenja, te na taj način intrinzično preslikati ljudska/životinjska osjetila na hardver. Učinkovito proširenje naših osjetila na nove i uzbudljive načine koji će dovesti do boljeg razumijevanja načina na koji se naš mozak može prilagoditi novim vanjskim osjetilima.

Ovaj materijal je zasnovan na radovima koje je podržala Nacionalna naučna fondacija pod grantom 1736051.

Projekt je razvijen u Laboratoriji za igrivo računanje i zanatskoj laboratoriji na Univerzitetu Colorado Boulder.

Ako imate bilo kakvih pitanja, želite biti u toku s mojim radom ili samo razbacujete ideje, učinite to na mom Twitteru: @4Eyes6Senses.

Ovim projektom sam htio uzeti prethodni senzorski nastavak za brkove koji se može nositi i učiniti ga lakšim, isplativijim i lakšim za izgradnju. Evo pregleda različitih komponenti i njihovih funkcija:

- Dva seta prilagođenih fleksibilnih senzorskih senzora (ukupno 4, 2 po strani) primaju taktilne informacije (savijanje, savijanje itd.) Od objekata u neposrednom okruženju korisnika. Početne informacije o naponu/otporu koje prima svaki senzor tada se pretvaraju u podatke o kutu savijanja (na primjer, kut savijanja od 10 stupnjeva). Ove informacije o kutu savijanja se naknadno pretvaraju u proporcionalni izlaz modulacije širine impulsa i šalju se odgovarajućim vibracijskim motorima na čelu korisnika.

- Svaki senzor za savijanje brkova priključen je na 1 ProtoBoard i spojen na Arduino UNO koji vrši pretvaranje/pretvaranje.

- Četiri vibracijska motora dovode taktilne podražaje do čela korisnika. Svaki motor koji se koristi korelira s jednim brkom, intenzitet vibracijskog motora se temelji na pragu koji će se postaviti na osnovu senzora za brkove.

Supplies

14 "duga, 0,08" široka, 0,03 "debela polistirenska traka

4 jednosmjerni senzor savijanja/savijanjaSugru

JST utikači

Vibracijski motori

Tvrde trake za glavu

ProtoBoard - Kvadrat 1"

Komplet žica (preporučujem silikonsku izolaciju) NAPOMENA: Za svaku ćete vezu koristiti oko 2-3 stope žice

Prozirni akril ili karton debljine 1/16"

Termoskupljajuće cijevi

Tečni nokti

47k otpornika

NITECORE ili drugu vrstu trake za glavu

Velcro

Korak 1: Sastavljanje brkova

(Odricanje od odgovornosti! Ovo je preuzeto direktno iz prethodnog uputstva.)

Trebalo mi je neko vrijeme da razvijem aparat sa senzorom za brkove koji je bio dovoljno fleksibilan da oponaša prave brkove, ali ipak dovoljno krut da se dosljedno vrati u ravan, savijen položaj. Na kraju sam upotrijebio 4 "jednosmjerni senzor savijanja/savijanja iz Flexpoint Sensor Systems (vidi sliku 1). JST utikač je lemljen na nogama senzora, zatim 14" duga, 0,08 "široka, 0,03" debela polistirenska traka (Ja sam svoj nabavio u lokalnoj trgovini željeza) na silikon se lijepi ljepilom za senzor, nanosi se termoskupljanje, a zaštitni premaz Sugrua oblikovan je oko cijele baze jedinice brkova. Evo detaljnih uputstava:

-Uzmite kraj utikača 3-polnog JST konektora i uklonite središnju žicu (pogledajte slike 2-4)

- Odsecite žice utikača tako da vam ostane još ~ 1,5 cm žice, zatim skinite i lemite ove vodove do igle senzora (zapamtite orijentaciju utikača/senzora). Za izolaciju sam koristio termoskupljanje (vidi slike 5, 6)

- Montirajte polistirensku traku na senzor s nekom vrstom fleksibilnog ljepila (koristio sam silikonsko ljepilo Liquid Nails). Pazite da traku dobro pričvrstite za senzor (pogledajte slike 7, 8)

- Uzmite vaš Sugru (koristio sam jedno pakovanje od 5 g) i oblikujte ga oko osnove senzora/trake/utikača pazeći da sve ove komponente budu zatvorene. Također, obavezno nanesite Sugru dovoljno visoko da potpuno učvrstite traku, ali ne previsoko da ograničite lakoću kretanja/savijanja senzora. Uzmi si vremena. Imat ćete najmanje 30-45 minuta dok se Sugru ne počne stvrdnjavati. Pre nego što ostavite da se osuši, proverite da li je vaš utikač pravilno postavljen u utičnicu JST konektora (pogledajte slike 9-13)

- Na kraju sam lijepio etikete na aparatu za brkove. Korištene su bočne (L/R) i brojčane pozicije (1-4) (vidi slike 14, 15)

- Napravite još 3 (ili koliko god brkova želite). Svaka brčica stvorite na isti način. To će kasnije pomoći pri kalibraciji senzora.

Korak 2: Montaža nosača za brkove

Sada kada su senzori za savijanje brkova završeni, sada ih možemo montirati na obraza (slika 1). Metaterra je dizajnirao zakrivljenu ruku s diskom za montiranje, a to je učinio koristeći Adobe Illustrator i kao materijal koristio prozirni akril debljine 1/16 . NAPOMENA: Ako laserski rezač nije lako dostupan, mogli biste pokušati napraviti nosače od kartona ili drugog materijala koji se lako reže, samo odštampajte PDF i izrežite oko tragova dok je prekriven kartonom. Nakon laserskog rezanja izbušite četiri rupe u akrilu, a zatim provucite JST utikače kroz rupe (slike 1, 3 i 4), zatim umetnite brkove u disk dio nosača koristeći Sugru. Evo detaljnih uputstava:

- Otvorite vektorsku datoteku brkova (PDF). Materijal koji se koristi za ovu instrukciju je prozirni akril od 1/16 i izrezan laserskim rezačem.

- Izbušite četiri rupe na držaču za obraz. Slobodno se poigrajte veličinom rupe, kao i udaljenošću kako biste brkove učinili što bližim ili udaljenijim.

- Provucite 2-pinski JST utikač kroz rupe. pazite da strane s otvorom budu okrenute jedna od druge.

- Uvjerite se da su vaši priključci za brkove smješteni tamo gdje želite da budu. Upotrijebite Sugru i oblikujte JST utikače na mjesto na dijelu diska (za to mi je trebalo oko četiri Sugru paketa). S Sugruom ćete imati oko 30 minuta vremena za kalup, pa odvojite vrijeme i pazite da se brkovi ne preklapaju kada su priključeni, te da su JST utikači usmjereni tamo gdje želite. Kad budete zadovoljni s postavljanjem, pustite Sugru da se osuši jedan dan.

- Referentne slike 9 i 10 za ovaj korak, također imajte na umu da je na mom dizajnu: bijela = 3,3 V, crna = GND, a crvena je analogni pin. Lemite dva kraja JST utikača na jednu stranu 1 'ProtoBoard -a, a zatim ponovite sa drugim brčićem. Napravite razdjelnik napona koristeći moj dizajn ili promijenite raspored (možete pogledati i SparkFunov vodič za povezivanje fleksibilnih senzora).

- Za pričvršćivanje obraza na traku za glavu koriste se dva vijka/vijka za pričvršćivanje ruke za traku za glavu (slika 11).

Korak 3: Integracija motora s vibracijama, traka za glavu i postavljanje baterije

Spajanje vibracijskih motora prilično je ravno, crveni kabel će se spojiti na digitalni PWM pin na Arduinu, a plavi će se spojiti na GND. Vibracioni motori su pričvršćeni na NITECORE traku za glavu pomoću čičak trake, postavljanje se zasniva na brkovima za koje je vezan, motori za vanjske vibracije vezani su za prednje brkove, a motori za unutrašnje vibracije vezani su za zadnje brkove (slika 6).

- Lemite žicu na krajeve svakog vibracionog motora, na svaki priključak nanesite termoskupljanje, zatim na kabl motora sa vibracijama nanesite termoskupljanje, kao i na novo zagrejane kablove (slika 2), ponovite 3 puta. Zalijepite čičak disk (sa kukom) na stražnju stranu motora. Ponovite 3 puta.

- Odrežite jednu traku čičak trake tako da se zbirka žica motora može povezati zajedno i zamotati na prednju stranu NITECORE trake za glavu (vidi sliku 5). Zalijepite (ja sam koristio super ljepilo) traku na unutarnju prednju stranu trake za glavu i čičak trake zamotajte na traku u istoj orijentaciji kao što ste postavili priključke za brkove na ploču obraza (slika 7)

- Upotrijebite kopču ili zatvarač za spajanje kabela motora s vibracijama, to će pomoći u zaštiti motora od vibracija od potezanja/lomljenja (slika 7).

Korak 4: Mikroprocesor i sve to povežite s Arduinom

Svi vibracijski motori i brkovi bit će spojeni na Arduino UNO. Trebat će vam dodatna ploča za izradu prototipa koja će vam omogućiti lemljenje 9 GND kabela i 4 kabela od 3,3 V. Najvjerojatnije će vam trebati i komplet dupoint konektora za dodavanje pinova i kućišta u kabele koje je potrebno priključiti izravno u Arduino. Žice iglica motora vibracija (crveni kabel) spajaju se na Arduino digitalne pinove: 3, 9, 10, 11 (Ove pinove su odabrane jer dopuštaju PWM). GND žice vibracijskog motora (crne ili bijele) bit će lemljene na ploču za izradu prototipa. Igle za brkove (crveni kabel) će se spojiti na Arduino analogne pinove: A0, A1, A2, A3. Brkovi VCC kabeli (bijeli kabel) i uzemljeni kabeli (crni) bit će lemljeni na ploču za izradu prototipa.

Korak 5: Primijenite Kodeks

U redu, vrijeme je za učitavanje koda. Postoji nekoliko stvari koje ćete morati prilagoditi prije nego što budete spremni razbijati svijet.

- Prvo upotrijebite multimetar za mjerenje VCC izlaznog napona i otpora na 10k otporniku. Unesite ove vrijednosti na njihova odgovarajuća mjesta u kodu.

- Zatim, još jednom provjerite jesu li sve ostale varijable postavljene na ispravne ulaze/izlaze (npr. Mtr, flexADC, itd …).

- Zatim priključite svoj Arduino i učitajte kôd.

- Nakon što pokrenete, na serijskom monitoru vidjet ćete da će se ispisati Bend + (broj brčića). Sada je vrijeme za kalibraciju brčića (svaki brčić je jedinstven i imat će malo drugačiji osnovni otpor). Postavite varijablu STRAIGHT_RESISTANCE na onoliko koliko se ispisuje osnovni otpor (tj. Položaj savijenog brka). Zatim postavite varijablu BEND_RESISTANCE na STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0. U izvornom kodu, ova varijabla je trebala odražavati izlaz otpora senzora savijanja pri zavoju od 90 stupnjeva. Budući da se naši brkovi ne približavaju zavoju od 90 stupnjeva (barem u tipičnim situacijama), dodavanje 30000,0 ohma na osnovni otpor radi sasvim u redu. Ipak, slobodno postavite otpor savijanja na ono što najbolje odgovara vašoj primjeni. Ako ste sve pravilno postavili, vidjet ćete da će se, kada se brčić savije, ispisati kut savijanja od 0 stupnjeva (više ili manje). Zatim možete postaviti vrijednosti praga koje će aktivirati vibracijske motore na temelju kuta. Nakon ovoga, možete krenuti!

Korak 6: Gotovo

Sada imate brkove za nošenje i spremni ste (osjetiti) svijet!

Ako imate dublja pitanja, želite naučiti o povećanju broja ljudi, želite biti u toku s mojim radom ili se samo baviti idejama, učinite to na mom Twitteru:

Hvala!