Cat Whisker Sensory Extension Wearable (2.0): 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ez a projekt egy korábbi kollégám (metaterra) "Whisker Sensory Extension Wearable" folytatása és újragondolása.

Ennek a projektnek az volt a célja, hogy új, számításokkal gazdagított „érzékszervi kiterjesztések” létrehozására összpontosítson, amelyek lehetővé teszik a természeti világ fokozott érzékelését. A fő erőfeszítésemet ezzel a projekttel az érzékszervi bővítések előállítására és megvalósítására fordítottam, amelyek kiterjesztik az érzékelést az érzékelőkön keresztül, és tapintható kimenettel szolgálnak a felhasználó számára. A cél az, hogy bárki elkészíthesse saját érzékszervi kiterjesztéseit, és ezáltal az emberi/állati érzékszerveket a hardverre képezze le. Érzékszerveink hatékony és kiterjesztése új és izgalmas módokon, amelyek jobb megértéséhez vezetnek ahhoz, hogy agyunk hogyan képes alkalmazkodni az új külső érzékekhez.

Ez az anyag a Nemzeti Tudományos Alapítvány 1736051 számú támogatással támogatott munkáján alapul.

A projektet a Colorado Boulder Egyetem Laboratóriumi Számítástechnikai és Kézműves Technológiai Lab -jában fejlesztették ki.

Ha bármilyen kérdése van, szeretne lépést tartani a munkámmal, vagy csak dobálja az ötleteket, tegye meg a Twitter -en: @4Eyes6Senses.

Ezzel a projekttel a korábbi whisker szenzoros kiterjesztést akartam viselni, és könnyebbé, költséghatékonyabbá és könnyebben megépíthetővé tenni. Íme egy áttekintés a különböző összetevőkről és azok funkcióiról:

- Két készlet flexibilis szenzoros bajuszeszköz (oldalanként összesen 4, 2) érinti a tapintható információkat (hajlítás, hajlítás stb.) A felhasználó közvetlen környezetében lévő tárgyaktól. Az egyes érzékelők által kapott kezdeti feszültség/ellenállás információkat ezután hajlítási szög információkká alakítják át (például 10 fokos hajlítási szög). Ez a hajlítási szög információ ezt követően arányos impulzusszélesség -modulációs kimenetre konvertálódik, és elküldésre kerül a felhasználó homlokán lévő megfelelő vibrációs motorokhoz.

- Minden whisker flex érzékelő egy 1 -os ProtoBoard -hoz van csatlakoztatva, és egy Arduino UNO -hoz van csatlakoztatva, amely elvégzi az átalakítást/átalakítást.

- Négy vibrációs motor tapintási ingerekkel látja el a felhasználó homlokát. Minden használt motor egy bajuszhoz kapcsolódik, a vibrációs motor intenzitása egy küszöbértéken alapul, amelyet a bajusz -érzékelő alapján állítanak be.

Kellékek

14 "hosszú, 0,08" széles, 0,03 "vastag polisztirol szalag

4 egyirányú hajlító/flex érzékelőSugru

JST dugók

Rezgő motorok

Kemény fejpántok

ProtoBoard - 1. tér

Huzalkészlet (szilikon szigetelést javaslok) MEGJEGYZÉS: minden csatlakozásnál körülbelül 2-3 láb huzalt használ

1/16 vastag, átlátszó akril vagy karton

Hőre zsugorodó cső

Folyékony körmök

47 ezer ellenállás

NITECORE vagy más típusú fejpánt

Tépőzár

1. lépés: Bajusz összeszerelés

(Jogi nyilatkozat! Ez közvetlenül az előző utasításból származik.)

Beletelt egy kis időbe, amíg kifejlesztettem egy bajuszérzékelő készüléket, amely elég rugalmas volt ahhoz, hogy utánozza a valódi bajuszt, de elég merev ahhoz, hogy következetesen visszatérjen egyenes, hajlítatlan helyzetébe. Végül egy 4 "-os egyirányú hajlító/flex érzékelőt használtam a Flexpoint Sensor Systems -től (lásd az 1. ábrát). JST dugó van forrasztva az érzékelő lábaihoz, majd egy 14" hosszú, 0,08 "széles, 0,03" vastag polisztirol szalag (Az enyémet a helyi hardverboltban szereztem be) szilikon ragasztóval ragasztják az érzékelőre, hőzsugorodást alkalmaznak, és a Sugru védőbevonatot öntik a bajusz egység teljes alapja köré. Itt vannak a részletes utasítások:

-Fogja meg a 3 tűs JST csatlakozó dugó végét, és távolítsa el a középső vezetéket (lásd 2-4. Ábra)

- Vágja le a csatlakozódugókat úgy, hogy ~ 1,5 cm huzal maradjon, majd csavarja le és forrasztja ezeket a vezetékeket az érzékelőcsapokhoz (emlékezve a dugó/érzékelő tájolására). Hőzsugorítást használtam a szigeteléshez (lásd 5., 6. ábra)

- Szerelje fel a polisztirol szalagot az érzékelőre valamilyen rugalmas ragasztóval (én Liquid Nails szilikon ragasztót használtam). Ügyeljen arra, hogy a csíkot az érzékelőlyukhoz rögzítse (lásd a 7. és 8. ábrát)

- Fogja a Sugru -t (én egyetlen 5g -os csomagot használtam), és formázza az érzékelő/csík/dugó alja körül, ügyelve arra, hogy az összes ilyen elemet beburkolja. Ezenkívül ügyeljen arra, hogy a Sugru -t elég magasan tegye fel, hogy teljesen rögzítse a csíkot, de ne legyen túl magas ahhoz, hogy korlátozza az érzékelő könnyű mozgását/hajlítását. Nem kell kapkodni. Legalább 30-45 perce van, amíg a Sugru keményedni kezd. Mielőtt száradna, győződjön meg arról, hogy a dugó megfelelően illeszkedik-e a JST csatlakozó aljzatába (lásd 9-13. Ábra)

- Végül címkéket ragasztottam a habverő készülékhez. Oldalt (balra/balra) és számpozíciót (1-4) használtunk (lásd 14., 15. ábra)

- Készítsen további 3 darabot (vagy tetszőleges számú bajuszt). Ügyeljen arra, hogy minden bajuszt ugyanúgy hozzon létre. Ez később segít az érzékelő kalibrálásában.

2. lépés: Whisker Mount szerelvény

Most, hogy a whisker flex érzékelők elkészültek, most fel tudjuk szerelni őket az arcdarabra (1. ábra). A Metaterra ívelt kart és tárcsát tervezett a szereléshez, ezt az Adobe Illustrator segítségével tette, és 1/16 vastag, átlátszó akrilt használt anyagként. kartonból vagy más könnyen vágható anyagból, csak nyomtassa ki a PDF -fájlt, és vágja körbe a nyomkövetést, miközben rá van borítva a kartonra. Lézervágás után fúrjon négy lyukat az akrilba, majd szögesse át a JST -dugókat a lyukakon (1., 3. és 4. ábra)), majd a Sugru segítségével illessze be a bajuszt a tartó lemezrészébe. Íme a részletes utasítások:

- Nyissa meg a bajuszkar vektoros fájlt (PDF). Az oktatáshoz használt anyag 1/16 átlátszó akril, és lézervágóval vágott.

- Fúrjon négy lyukat az orrba. Játsszon nyugodtan a lyuk méretével és a távolsággal, hogy a bajuszokat olyan közel vagy távol tegye, amennyit csak akar.

- Húzza át a 2 tűs JST dugót a lyukakon. ügyeljen arra, hogy a nyílással ellátott oldalak egymással szemben legyenek.

- Győződjön meg arról, hogy a bajuszportja a kívánt helyen található. Használja a Sugru -t, és formázza a JST dugókat a darab lemezrészére (ez körülbelül négy Sugru -csomagot vett igénybe). A Sugru segítségével körülbelül 30 perc penészedési idő áll rendelkezésére, ezért szánjon rá időt, és győződjön meg arról, hogy a bajuszok nem fedik egymást, amikor be vannak dugva, és hogy a JST dugók a kívánt helyre vannak irányítva. Ha elégedett az elhelyezéssel, hagyja a Sugru -t egy napig száradni.

- Ehhez a lépéshez lásd a 9. és 10. ábrát, és vegye figyelembe, hogy a tervezésem szerint: fehér = 3.3V, fekete = GND, és piros az analóg érintkező. Forrasztja a JST dugó két végét az 1 'ProtoBoard egyik oldalára, majd ismételje meg a másik habverővel. Hozzon létre feszültségosztót a tervezésem segítségével, vagy módosítsa az elrendezést (megnézheti a SparkFun flex -érzékelő csatlakoztatási útmutatóját is).

- Az arcdarabok rögzítéséhez a fejpánthoz két csavart/csavart használnak a kar rögzítéséhez a fejpánthoz (11. ábra).

3. lépés: A vibrációs motor integrálása, fejpánt és az akkumulátor beállítása

A vibrációs motorok csatlakoztatása meglehetősen egyenes irányba történik, a piros kábel az Arduino digitális PWM csapjához, a kék pedig a GND -hez csatlakozik. A vibrációs motorokat tépőzárral rögzítik a NITECORE fejpánthoz, az elhelyezés a bajusz alapján történik, a külső vibrációs motorok az első bajuszhoz, a belső vibrációs motorok pedig a hátsó bajuszhoz vannak kötve (6. ábra).

- Forrasztó vezetéket minden rezgőmotor végéhez, zsugorodást alkalmazzon minden csatlakozáshoz, majd alkalmazzon hőzsugorodást a vibrációs motor kábelére, valamint az újonnan hőre zsugorodott kábelekre (2. ábra), ismételje meg háromszor. Ragasszon egy tépőzáras tárcsát (kampós oldal) a motor hátuljához. Ismételje meg 3 -szor.

- Vágjon le egy tépőzáras csíkot, hogy a motorok vezetékeit össze lehessen kötni és tépőzárral rögzíteni a NITECORE fejpánt elejéhez (lásd az 5. ábrát). Ragassza fel (én szuper ragasztót használtam) a csíkot a fejpánt belső elejére, és tépje rá a motorokat a csíkra ugyanabban az irányban, mint ahogyan a bajuszportokat az arclapra helyezte (7. ábra)

- Használjon bilincset vagy cipzárat, hogy csatlakoztassa a vibrációs motor kábeleit, ez segít megvédeni a vibrációs motorokat a húzástól/töréstől (7. ábra).

4. lépés: Mikroprocesszor és az összes csatlakoztatása egy Arduino -hoz

Minden vibrációs motor és bajusz csatlakozik az Arduino UNO -hoz. Szüksége lesz egy további prototípus -táblára, amely lehetővé teszi 9 GND és 4 db 3,3 V -os kábel forrasztását. Nagy valószínűséggel szüksége lesz egy dupoint csatlakozó készletre is, hogy csapokat és házat adjon hozzá a kábelekhez, amelyeket közvetlenül az Arduino -hoz kell csatlakoztatni. A vibrációs motor csapvezetékei (piros kábel) az Arduino digitális csapokhoz csatlakoznak: 3, 9, 10, 11 (Ezeket a csapokat azért választottuk, mert lehetővé teszik a PWM -et). A rezgőmotoros GND vezetékek (fekete vagy fehér) a prototípus -táblára forraszthatók. A bajuszcsapok (piros kábel) az Arduino analóg csapjaihoz csatlakoznak: A0, A1, A2, A3. A whisker VCC kábeleket (fehér kábel) és a földelő kábeleket (fekete) a forrasztólapra forrasztják.

5. lépés: A kódex végrehajtása

Rendben, most ideje feltölteni a kódot. Van néhány dolog, amit módosítania kell, mielőtt készen áll a világ habverésére.

- Először multiméterrel mérje meg a VCC kimeneti feszültségét és a 10k ellenálláson lévő ellenállást. Írja be ezeket az értékeket a kód megfelelő pontjaira.

- Ezután ellenőrizze ismét, hogy az összes többi változó a megfelelő bemenetekre/kimenetekre van -e állítva (pl. Mtr, flexADC stb.).

- Ezután csatlakoztassa az Arduino -t, és töltse fel a kódot.

- Miután elindult, a soros monitoron látni fogja, hogy a Bend + (bajuszszám) nyomtatni fog. Most itt az ideje, hogy kalibrálja a bajuszt (minden bajusz egyedi, és kissé eltérő lesz az alapellenállás). Állítsa a STRAIGHT_RESISTANCE változót az alap ellenállás értékére (azaz a hajlítatlan bajusz pozícióra). Ezután állítsa a BEND_RESISTANCE változót STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0 értékre. Az eredeti kódban ennek a változónak a hajlító érzékelő ellenállási teljesítményét 90 fokos kanyarban kellett tükröznie. Mivel a bajuszunk nem közelít a teljes 90 fokos kanyarhoz (legalábbis tipikus helyzetekben), a 30000,0 ohm hozzáadása az alapellenálláshoz jól működik. Nyugodtan állítsa a hajlítási ellenállást bármire, amely az Ön számára legmegfelelőbb. Ha mindent helyesen állított be, akkor látja, hogy amikor a bajusz nincs hajlítva, akkor 0 fokos (többé -kevésbé) hajlítási szög jelenik meg. Ezután beállíthatja azokat a küszöbértékeket, amelyek a szög alapján aktiválják a vibrációs motorokat. Ezek után nyugodtan indulhatsz!

6. lépés: Kész

Most viselhet egy bajuszt, és készen áll (érezni) a világot!

Ha bármilyen mélyreható kérdése van, szeretne többet megtudni az emberi gyarapodásról, lépést akar tartani a munkámmal, vagy csak dobálja az ötleteket, kérjük, tegye meg a Twitteremen:

Kösz!