Súlyos ASD távirányító: 7 lépés (képekkel)

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

Az elektromos-gépészmérnöki 1. mester során a diákokat kihívják, hogy hozzanak létre robotot a Bram Vanderborght professzor Mechatronics tanfolyamának projektjéhez. Három lányból álló csapatként úgy döntöttünk, hogy megragadjuk az alkalmat, és súlyos autizmussal élő fiatal felnőttekkel dolgozunk. A „Döntsd el magad” projekt a Parhélie Brussels nevű magánintézettel együttműködésben megvalósuló projekt, amely autista, pszichotikus vagy súlyos neurotikus gyermekek és felnőttek számára készült. A cél egy olyan eszköz létrehozása, amely 12-18 éves, súlyos ASD -ben (autizmus spektrumzavar) szenvedő fiatal felnőttek számára lehetőséget biztosít a számítógépekkel való kommunikációra. Mivel a fiatal felnőttek nem beszélnek, a készüléknek segítenie kell az emberekkel való interakciót is. Mostantól a gondozóknak nem a fiatal felnőttek nevében kell választaniuk, hanem a fiatal felnőttek önállóan tudnak dönteni. A fő cél az, hogy maguk tudják kiválasztani a számítógép képernyőjén megjelenő dalt vagy vacsorát.

Mivel érdekes lehetőséget biztosítani a projekt újbóli felhasználására más jövőbeni projektekben, figyelembe vesszük a meghosszabbítás lehetőségét. A számítógépes alkalmazás kódolása oly módon történik, hogy a választási lehetőségek tetszés szerint bővíthetők.

A tervezésnél fontos figyelembe venni, hogy a gyerekek könnyen elvonják a figyelmüket, nem rendelkeznek túl jó motoros készségekkel, és valószínűleg megpróbálják tönkretenni a készüléket. Egy dobozt terveztek, ahol minden elektronika tárolható. Az ütések elleni védelem érdekében az akkumulátort külön dobozban tárolják, és az elektronikus alkatrészeket egy NYÁK -ra forrasztják.

1. lépés: Első tervezés

Mielőtt a projekt elektronikus alkatrészeire gondolna, jó, ha előkészíti a doboz első kialakítását. Mivel az elektronikának be kell illeszkednie a dobozba, de előfordulhat, hogy a doboz nem lesz túl nagy ahhoz, hogy távirányítóként használja, ez próba és hiba folyamat a megfelelő méretek megtalálásához. Az Autodesk Inventor Professional 2018 program segítségével elkészül az első ötlet. Így az interneten történő keresés során figyelembe lehet venni az összes szükséges alkatrész számára biztosított helyet.

A doboz távvezérlőként fog működni, 3 gombbal, a számítógép képernyőjén megjelenő lehetőségek közül választva. A 2 külső gomb vezérlőgombként fog működni a súlyos autizmussal élő fiatal felnőttek közötti váltáshoz. Rendkívül fontos, hogy a doboz ne legyen túl bonyolult és zavaró, és mindig ugyanazt a színkombinációt tartsa fenn. Gyorsulásmérő segítségével a bal RGB A LED gomb mindig kék színt, a jobb oldali pedig piros színt jelenít meg, függetlenül a távirányító tájolásától. A színek folyamatosan láthatók, és néhány másodpercre eltűnnek, ha megnyom egy gombot. A gombnyomással egyidejűleg a piezobuzzer hangot ad ki, és a vibrációs motorok hagyják, hogy a doboz vibráljon a gyermek kezében. Ahhoz, hogy összekapcsolja a gombok működését a számítógépes alkalmazással, a jeleket Wi-Fi kapcsolaton keresztül küldi el az alkalmazásnak.

Az utolsó doboz egyszerű, téglalap alakú, 3 lyukkal rendelkezik a gombok számára (felső doboz), 2 lyukkal (elöl és hátul) az akkumulátortöltő és a Redbear Duo csatlakoztatásához, valamint 4 nagyon kicsi lyukkal, amelyek mindkét oldalon el vannak osztva, hogy a a piezobuzzer hangja észrevehető. A doboz szélei lekerekítettek, hogy megakadályozzák, hogy a fiatal felnőttek kárt tegyenek magukban vagy másokban.

2. lépés: Szerezze be az alkatrészeket

Szükséged lesz:

- 3D nyomtató (elérhető a nyilvános FABlab Brüsszelben) A VUB elektromechanikus szakos hallgatói számára elérhető nyomtatókat használtuk.

- Forrasztópáka és forrasztópáka

- Colorfabb XT - tiszta anyag 3D nyomtatáshoz.

- Redbear Duo Információ: https://redbear.cc/duo Vásárlás: https://www.antratek.com/redbear-duo Ár: € 30, 13 A Redbear Duo üzemi feszültsége 3, 3 V. A többi elektromos alkatrészre szükség van úgy kell megválasztani, hogy képesek legyenek 3, 3 V -on dolgozni.

- Zöld (opcionális) LED árkád gomb Információ: https://www.adafruit.com/product/3487 Vásárlás: https://www.sossolutions.nl/ Ár: € 4, 55

- 2 RGB LED gomb (ellenállások a PCB-hez való csatlakoztatáshoz) Vásárlás:

-ADXL345 gyorsulásmérő Információ: https://www.sparkfun.com/products/9836 Vásárlás innen: https://www.antratek.nl/tri-axis-adxl345-breakout Ár: 21,75 € nem használ sok energiát. Azt akarjuk, hogy az akkumulátor a lehető leghosszabb ideig tartson.

-Li-Ion akkumulátor 1200 mAh Információ: https://www.adafruit.com/product/258 Vásárlás: https://www.kiwi-electronics.nl/lithium-ion-polym… elemet választották, annak ellenére, hogy ez nem a legbiztonságosabb elem, mert a távirányítót mikro-USB-n keresztül kell tölteni. Ellenkező esetben a gondozóknak mindig ki kell nyitniuk a dobozt az elemek cseréje érdekében.

-Akkumulátortöltő Információ: https://www.adafruit.com/product/259 Vásárlás: https://www.kiwi-electronics.nl/usb-li-ion-lipoly… Ár: 14,90 €

Információ: https://www.adafruit.com/product/1739 Vásárlás innen: https://www.adafruit.com/product/1739 Ár: € 1, 25

-2 vibrációs motor (ellenállással és tranzisztorral összekapcsolva) Információ: https://www.adafruit.com/product/1201 Vásárlás: https://www.kiwi-electronics.nl/vibrating-mini-mo…: 2, 50 euró

- Nyomtatott áramköri lap (PCB) az elektromos alkatrészek beállításához

- ellenállások 4 150 ohmos ellenállás (2 minden RGB árkádgombra) 2 ellenállás 4,7 kOhm (gyorsulásmérő esetén) 3 10 kOhm ellenállás (1 gombonként 1) vibrációs motorokhoz)

- Csavarok 2 M2, 5x8 csavarok az alkatrészlaphoz 5 M3x8 csavarok a doboz aljához (4) és az elemtartó aljához (1) 4 M2, 5x8 csavarok a vibrációs dobozok aljához (Dobozonként 2)

A programozási részben az Eclipse Java -ját használták az alkalmazás programozásához. A Redbear Duo programozása Arduino IDE segítségével történt.

3. lépés: Elektronikus alkatrészek forrasztása a NYÁK -on

A NYÁK -lap összes alkatrészének forrasztásához ismernie kell a Redbear Duo -val való kapcsolatokat. Ezek az összefüggések láthatók az első képen. A projektben használt összes alkatrész a Redbear Duo bemeneti/kimeneti csapjaihoz van csatlakoztatva. A gombok és vibrációs motorok csatlakoztatásához ellenállásokra és tranzisztorokra van szükség. Ezek a részek láthatók a másik 3 képen. Ahhoz, hogy megtudja, mely ellenállásokat és tranzisztorokat használják, és hol vannak elhelyezve, ezeken a képeken egy séma és további megjegyzések találhatók.

Mellékjegyzet: A képeken megadott portok azok, amelyeket a projektben használtak. Lehetőség van különböző portok kiválasztására. Csak néhány korlátozást kell figyelembe venni: a gyorsulásmérő SDA és SCL portjait a Redbear Duo D0 és D1 érintkezőjéhez kell csatlakoztatni. A zümmögő és rezgőmotorokat PWM csaphoz kell csatlakoztatni.

A gyorsulásmérő csatlakoztatási útmutatója megtalálható a Sparkfun weboldalán. A kommunikáció I2C.

4. lépés: 3D nyomtatási távirányító

A kialakítás javítása után a doboz 3D nyomtatható. A végtermékhez 5 különböző részt kell kinyomtatni:- a doboz alját- a doboz alakját- az akkumulátor dobozának rögzítő lemezét- a rezgődobozok rögzítőlemezeit (2)

A prototípust Ultimaker 2 3D nyomtatóval tervezték. Az összes alkatrészhez használt anyag a ColorFabb XT.

5. lépés: Programozza be a Redbear Duót

Amíg a doboz kialakítása javításra és nyomtatásra kerül, a mikrovezérlő programozható.

A komponensek Redbear Duo -hoz való csatlakoztatásához használt legtöbb bemeneti/kimeneti tűt már a 3. lépésben ismertetjük. A többi megtalálható a kódban.

Amint azt korábban említettük, a külső gombok színét a doboz tájolásától függően módosítani kell. Ezért használnak gyorsulásmérőt. A kódban a szín megváltozik, ha a gyorsulásmérő x-koordinátája nagyobb, mint 50. Ez attól függ, hogy a gyorsulásmérőt hogyan helyezték el a dobozban. Ellenőrizze a készülék x-koordinátájának értékét, és szükség esetén módosítsa a kódot. A gyorsulásmérő értékeinek leolvasásához szükséges könyvtár megtalálható a 3. lépésben említett Sparkfun webhelyen.

Az akkumulátor kímélése érdekében, amikor a készüléket nem használják, a Wi-Fi és a LED-es fények kikapcsolhatók. Ha a dobozt a jobb oldalára helyezi, és mindkét külső gombot megnyomja, a doboz kikapcsol. A doboz felébresztéséhez a külső gombokat kell megnyomni (a tájolás nem számít ennek a műveletnek). Ennél a lépésnél a legjobb, ha a doboz jobb oldalára helyezve ellenőrzi az y-koordináta értékét, és szükség esetén módosítja.

6. lépés: Készítse el az alkalmazást

Annak érdekében, hogy a távirányító könnyen kezelhető legyen, Java -ban létrehoztak egy alkalmazást. Az alkalmazás WiFi kapcsolaton keresztül képes kommunikálni a távirányítóval. A távirányítóról kapott információkat felhasználva az alkalmazás végiggörgetheti az opciókat, és így kiválaszthat képeket vagy zeneszámokat. Mivel a programnak bővíthetőnek kell lennie, nevek és kategóriák adhatók hozzá.

Az első panelen a távvezérlőt használó fiatal felnőtt nevét kell kiválasztani. A panel alján található szövegmező és gombok használatával nevek adhatók hozzá vagy törölhetők.

A fiatal felnőtt nevének kiválasztása után ki kell választani a kategóriát. Ha a „Zene” kategória van kiválasztva, akkor egy dal lejátszásra kerül a választás megerősítésekor.

Az utolsó képernyő az egyetlen képernyő, amelyet a fiatal felnőtt látni fog, és ez az egyetlen panel, amelyet a távirányító vezérelhet. Görgethet a képek között balra vagy jobbra. Ha a választást megerősíti a távirányító középső gombjának megnyomásával, akkor zöld keret jelenik meg a kép körül. Ezen a ponton nem lehet görgetni a különböző lehetőségek között. A megerősítő gomb újbóli megnyomásával a választás megszűnik.

A "Fájl hozzáadása" és a "Fájl törlése" ablakok segítségével képeket adhat hozzá és törölhet. Fájlok Zene kategóriába történő felvételekor két lépést kell végrehajtani. Az első felugró ablakban kiválasztható a képernyőn megjelenítendő kép. A második felugró ablakban ki kell választani az ehhez a képhez kapcsolódó dalt. A kiválasztott dalnak mp3 formátumúnak kell lennie.

Fájl törléséhez ki kell választani a kép nevét a listában, amely megjelenik a "Fájl törlése" gomb megnyomásakor.

7. lépés: Szerelje össze a dobozt

Utolsó lépésként össze kell szerelni a dobozt. - A doboz további szilárdságának biztosítása érdekében habot használnak a belső oldalon a gombok között. Ne feledje, hogy a gombok vezetékei is némi helyet igényelnek! - A vibrációs motorok vékony ragasztóréteggel vannak felszerelve, amelyek rögzíthetők a vibrációs motor dobozaiba. Mivel a dobozok aprók, vonalzóval vagy kisméretű tárggyal lehet a motorokat egy kicsit jobban a doboz oldalához nyomni. Ha a motorok rögzítve vannak, a dobozokat rögzítésekkel és csavarokkal is le lehet zárni. - A gombok és a vibrációs motorok vezetékei a NYÁK-hoz vannak csatlakoztatva.- A NYÁK csavarokkal csatlakoztatható a 3D nyomtatott oldalsó oszlopokhoz. A NYÁK-ot úgy kell összeszerelni, hogy a Redbear Duo és az akkumulátortöltő helyesen legyenek elhelyezve a dobozban (a lyukak közelében).- Végül a doboz alját rögzítse a sarkokban lévő oszlopokhoz. csavarok eszközei.

Gratulálunk! Ennek a lépésnek a végére érve sikerült átdolgoznia a távirányítót súlyos autizmussal élő fiatal felnőttek számára. A projekt ezen szakaszában ajánlott tesztelni, hogy minden a kívánt módon működik -e. Sok szerencsét és jó szórakozást!