Sistem fizičkih interakcija - PlateaPlayer: 19 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-23 14:37

Ovaj projekt opisuje proces dizajniranja i razvoja hardverske implementacije fizičkih računarskih interakcija interaktivnog video playera namijenjenog studentima video i digitalne televizije Univerziteta Autónoma de Occidente, koji se bave temom multisenzornih interaktivnih videozapisa, u obliku proizvod koji se može lako proizvesti i manipulirati.

Trenutno ne postoje besplatne platforme za razvoj ove vrste videozapisa koje uključuju i senzorne interakcije. Stoga je njegova glavna svrha izbjeći studente da kupuju skupe softverske licence, da se oslanjaju i dostavljaju do pola izrađena rješenja za zadatke razreda, te da moraju potrošiti mnogo više vremena na razvoj samih ovih platformi.

Ovdje predložena implementacija sastoji se od pet modula koji predstavljaju glavne senzorne interakcije koje se mogu sinhronizirati. To su: voda, dim, temperatura (toplo/hladno), vjetar i svjetlost. Njima će upravljati Arduino koristeći JavaScript biblioteku Johnny Five.

Korak 1: Materijali i alati - Kontejnerska kutija

S obzirom da je ovaj projekt namijenjen razvoju prototipa predloženog sistema, korišteni su jednostavni materijali:

• Karton od slame
• Balsa drvene šipke (kvadratni i trokutasti oblici)
• Škare, izolacijska traka, ljepilo za drvo, skalpel, nožna pila

Korak 2: Materijali - Modul vjetra

5 CPU ventilatora

Korak 3: Materijali - Temperaturni modul

• 2 Peltierove ćelije
• 4 hladnjaka
• 2 ventilatora (isto kao i modul za vjetar)

Korak 4: Materijali - Modul svjetla

• ~ 50 cm RGB LED trake
• 3 tranzistora TIP31C
• Vanjski izvor napajanja

Korak 5: Materijali - Modul za dim

• 1 Ultrazvučni ovlaživač zraka
• 1 1-kanalni relej
• Vanjski izvor napajanja
• Posuda za vodu

Korak 6: Materijali - Modul za vodu

• Potopna mikro-pumpa
• ~ 20 cm plastične cijevi
• Spremnik za vodu (isti kao i moduli za dim)
• Male slamke (~ 5)

Korak 7: Izrezivanje rupa na prednjoj strani za ljubitelje

Odrežite komad kartona (~ 50 cm širine i ~ 40 cm visine), a zatim izrežite 5 rupa za svaki ventilator pomoću skalpela. Na kraju, zalijepite ih kartonom.

Korak 8: Izrada modula temperature (Peltier Cell)

Zalijepite Peltierove ćelije na hladnjake.

Korak 9: Integrirajte Peltier module u ventilatore

Zalijepite Peltier module na ventilator. Zalijepite ih trakom okrenutom prema prednjoj strani u suprotnim smjerovima, tako da odgovarajući ventilator ispuše vruću i hladnu stranu svake ćelije izvana.

Korak 10: Izrada "kolone" za gornji poklopac

Izrežite balsa šipke (~ 50 cm širine) i zalijepite ih zajedno kao što je prikazano na slikama. To će omogućiti da se gornji kartonski poklopac zalijepi sprijeda i sa strane.

Zatim zalijepite komad kartona na dijagonalnoj strani i napravite oko 8 malih rupa (~ 5 mm po ~ 5 mm) za slamke modula za vodu koje treba umetnuti.

Korak 11: Davanje strukture kutiji

Izrežite 3 balsa šipke kao što je prikazano na slici i zalijepite ih na prednji kartonski komad.

Korak 12: Izrežite strane kutije

Izrežite 3 komada kartona (širine ~ 50 cm, visine ~ 50 cm, dubine ~ 30 cm). 2 za svaku stranu kutije plus 1 za unutrašnjost za odvajanje prostora spremnika za vodu od elektroničkih komponenti.

Korak 13: Prilagođavanje prostora spremnika za vodu

Napravite podlogu za posudu za vodu tako što ćete izrezati 3 komada balza šipki kvadratnog oblika na ~ 20 cm i zalijepiti ih zajedno na okvir glavne konstrukcije kako je prikazano na slici, tako da spremnik može stati.

Zatim upotrijebite 1 od prethodno izrezanih komada kartona za stranice, napravite malu rupu tako da neke žice mogu proći i zalijepite ih zajedno.

Opcionalno, možete zalijepiti balza štap trokutastog oblika na stražnju podlogu kako biste spriječili da posuda padne i prolije vodu.

Korak 14: Izrada spremnika za vodu

Prerežite plastičnu bocu na pola i koristite njen gornji dio kao poklopac kao što je prikazano na slikama. Umetnite mikro pumpu i ultrazvučni ovlaživač zraka unutra.

Napunite ga vodom pre upotrebe.

Korak 15: Zatvaranje glavne strukture

Zalijepite bočne, donje i gornje kartonske poklopce na ostatak strukture.

Korak 16: Dodavanje modula Svjetla

Zalijepite RGB LED traku po vrhu i bočnim stranama kutije, tako da žice mogu ući u otvor na lijevoj strani.

Korak 17: Napravite vodovodnu cijev

Izrežite oko 8 malih rupa (~ 1 mm po ~ 1 mm) u plastičnoj cijevi i umetnite male slamke. Zalijepite ih što je moguće čvršće kako biste izbjegli curenje vode u ostatak kutije.

Na kraju, spojite otvoreni kraj cijevi s mikro-pumpom i umetnite slamke u rupe gornjeg dijagonalnog komada kartona.

Korak 18: Ožičenje

Odabrani pinovi se mogu mijenjati prema želji korisnika, tako da ovdje nisu specificirani, iako kôd očito postoji

Moduli vjetra/temperature:

Upotrijebite kratkospojne žice za povezivanje 5V svakog ventilatora i Peltierove ćelije na digitalni pin na Arduino ploči, a GND na zajedničku liniju GND na protoboru.

Modul za vodu:

Upotrijebite kratkospojne žice za izravno povezivanje 5V mikro-pumpe na jedan od 5V izlaznih pinova Arduina i upotrijebite TIP31C tranzistor kao prekidač za GND žice. Ovaj tranzistor ide na digitalni pin na Arduino kako bi ga kontrolirao.

Modul svjetla:

Upotrijebite kratkospojne žice za povezivanje svakog kanala u boji na TIP31C tranzistor spojen na liniju GND protobora, a koji ide na analogni pin u Arduinu za kontrolu prikazane boje tako što ćete označiti R, G i B na ispravnu. Kabel za napajanje spojen je na liniju protoboarda napajanu putem adaptera spojenog na uobičajenu utičnicu.

Modul dima:

Upotrijebite kratkospojne žice za spajanje napajanja na relej koji ga povezuje na isto napajanje na protoboru iz modula svjetla. Zatim spojite ovaj relej na digitalni pin u Arduinu da biste ga uključili i isključili. Spojite njegov GND na liniju GND na protoboru.

Korak 19: Programiranje i pokretanje

Za rad Johnny Fivea potreban je jednostavan Node server. Za komunikaciju prednjeg i pozadinskog prostora u stvarnom vremenu i za sinhronizaciju interaktivnog videa sa senzornim interakcijama, implementiran je i Socket.io.

Kod za ovaj sistem, kao i interaktivni video player koji je prethodno razvijen kao JavaScript dodatak, mogu se preuzeti u ovom Github repo:

Poslužite web stranicu s playerom s istog servera i pokrenite oboje.