Haptic kesztyű a vakok számára: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

A Haptic kesztyű egy vakok és/vagy gyengénlátók számára készült eszköz, amely információt nyújt viselőjének a közvetlen környezetükben lévő akadályokról. A kesztyű két ultrahangos érzékelőt használ, amelyek jelentik a tárgyak távolságát és tájolását. Attól függően, hogy mit érzékelnek ezek az érzékelők, a kesztyűben elhelyezett rezgésmotorok egyedi mintákkal rezegnek, hogy továbbítsák ezt az információt a felhasználónak.

1. lépés: A kellékek listája

Elektronikus:

- #1201: Rezgő Mini Motor Disc - ERM (x4) [1,95 USD ea.]

- #2305: Adafruit DRV2605L Haptic Motor Controller (x4) [$ 7.95 ea.]

- #659: FLORA - hordható elektronikus platform - Arduino -kompatibilis [$ 14.95]

- HC-SR04 ultrahangos távolságérzékelők (x2) [2,99 dollár]

- #2717: TCA9548A I2C multiplexer [$ 6.95]

- #3287: 3 AA elemtartó JST csatlakozóval [$ 2.95]

- #1608: Adafruit Perma-Proto negyedik méretű kenyértábla NYÁK- Egyszeres [$ 2.95]

- Szalagkábel

- 200 és 220 ohmos ellenállások

Gyártás:

- Tépőzáras csíkok [$ 2.98]

- #615: tűszett - 3/9 méret - 20 tű [1,95 USD]

- Neoprén vagy bármilyen más tartós anyag

Teljes költség: 78,31 USD

A legtöbb komponenst az Adafruit.com webhelyről vásárolták

2. lépés: Breadboarding

Az első lépés az összes alkatrész csatlakoztatása egy kenyérsütő deszkával, hogy meggyőződhessen arról, hogy mindegyik megfelelően működik, mielőtt a végtermékre rögzíti őket. Az alábbi kapcsolási rajz és kép képet ad arról, hogy hol kell mindent csatlakoztatni. Itt található az egyes komponensek tevékenységeinek bontása:

Arduino Uno/FLORA

Ez a mikrovezérlő, amely a programozható rész. Ezenkívül áramot biztosít az akkumulátor minden eleméhez. Eleinte mindent egy Arduino Uno -hoz kapcsoltam, mivel 5V -os tápegysége van, de aztán FLORA -ra és 3 db AA elemre (4,5V) cseréltem.

Haptic motorvezérlő

Ezek a vezérlők közvetlenül csatlakoznak minden rezgésmotorhoz, és lehetővé teszik az egyes rezgésmotorok egymástól független programozását, ugyanakkor előnye, hogy előre rögzített rezgéshatás-könyvtárat tartalmaznak. Ezek nem kritikusak a kesztyű működésében, de sokkal könnyebbé teszik a programozást, mivel nem kell saját rezgésmintáit a semmiből programozni.

Muliplexer

Ez egyszerűen egyfajta bővítőként működik, mivel nincs elég SCL/SDA csap a FLORA -n az összes haptikus motorvezérlő elhelyezéséhez. Ezenkívül lehetővé teszi, hogy önállóan kommunikáljon minden haptikus motorvezérlővel, mindegyikhez egyedi címet rendelve.

Vibrációs motorok

Ezek biztosítják a felhasználó számára a haptikus visszajelzést. Bizonyos mintákban rezegnek attól függően, hogy hogyan programozod őket. Bővebben arról, hogyan működnek itt.

Ultrahangos érzékelők

Ezek az érzékelők mérik az előttük lévő tárgyak távolságát. Ezt úgy teszik, hogy "trigger" jelet küldenek, amely visszaverődik a közeli tárgyakról, és "visszhang" jelként tér vissza. A program ezután képes értelmezni a késleltetési időt és kiszámítani a hozzávetőleges távolságot. Ne felejtse el "balra" és "jobbra" címkézni, hogy később ne zavarodjon össze. Bővebben arról, hogyan működnek itt.

3. lépés: Kódolás

Most, hogy minden össze van kapcsolva, letöltheti a kódot a FLORA -ra, és tesztelheti. Töltse le az alábbi fájlt és a szükséges könyvtárakat (az alábbi linken). Ez a példakód a fenti táblázatban felsorolt funkciókkal rendelkezik.

A kód teszteléséhez helyezzen egy nagy, lapos tárgyat kevesebb, mint 6 hüvelyk távolságra a jobb oldali ultrahangos érzékelőtől. A fedélzeti RBG-nek gyorsan kéken kell villognia. Ahogy távolítja el a tárgyat, a villogásnak ritkábbnak kell lennie. Ezzel párhuzamosan az egyik rezgésmotor (amelyet később a hüvelykujjra helyeznek) gyorsan rezegni fog, ha a tárgy kevesebb, mint 6 hüvelyk távolságra van, és kisebb erővel kezd rezegni, minél tovább távolítja el a tárgyat. Ugyanez a minta érvényes a bal oldali ultrahangos érzékelőre is, csak narancssárga fény helyett kék

Hozzáadtam egy további funkciót, amely szerint az RBG -nek rózsaszínen kell villognia, a középső ujj és a tenyér rezgésérzékelőinek pedig rezegniük kell, ha mindkét érzékelő 6 hüvelyknél kisebb tárgyat észlel. Ez a funkció azonban nem túl megbízható. A középső ujj és a tenyér vibrációs motorjait a végső kialakításban tartottam, arra az esetre, ha az emberek kreatívabb funkciót szeretnének kitalálni számukra.

* NE* csatlakoztassa a FLORA kártyát a számítógéphez USB -n keresztül, miközben a külső akkumulátor még csatlakoztatva van! Először mindig húzza ki a csatlakozót a külső akkumulátorból.

* Mielőtt* letöltené az itt megadott példakódot, le kell töltenie a következő könyvtárakat/illesztőprogramokat:

learn.adafruit.com/adafruit-arduino-ide-se…

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Ha úgy tűnik, hogy a kód nem fut, vagy az érzékelők/motorok nem válaszolnak:

- Győződjön meg arról, hogy a megfelelő COM portot választotta az Arduino programban.

- Győződjön meg arról, hogy vibrációs motorjai teljes mértékben csatlakoztatva vannak a kenyérpirító/haptikus motorvezérlőkhöz. Az őket összekötő vezetékek nagyon vékonyak és könnyen meglazulhatnak.

- Ellenőrizze, hogy nem keverte -e össze az SCL/SDA vezetékeket (multiplexer), vagy az ECHO és TRIG vezetékeket (ultrahangos érzékelő). Nem fog működni, ha ezeket kapcsolja.

- Ha az USB -n keresztül történő csatlakoztatáskor minden normálisan működik, de a külső elemekhez csatlakoztatva hibás, akkor valószínűleg ideje új elemekre cserélni.

4. lépés: Adatkapcsolatok forrasztása

Most, hogy a kód működőképesnek bizonyult, megkezdheti a végtermék összeszerelését. Először azzal kezdtem, hogy kirajzoltam az összes kapcsolatot a kéz körvonalán, hogy megjelenítsem az összes végső kapcsolatot. Először az összes adatkapcsolatra koncentráltam, majd a végén bekötöttem az áram- és földvezetékeket. Szintén ebben a szakaszban elfelejtettem forrasztani az ellenállásokat az ultrahangos érzékelők ECHO és GND csapjaihoz, így nincsenek a képen. Végül hozzáadtam őket, amikor az ultrahangos érzékelőket a kesztyű közepén lévő áramellátó "hubhoz" csatlakoztattam.

Először a FLORA összes csatlakozásának forrasztásával kezdtem, és a multiplexeren, a haptikus motorvezérlőkön és a vibrációs motorokon keresztül haladtam felfelé. Forró ragasztóval, zsugorcsővel és elektromos szalaggal erősítettem meg a kapcsolataimat.

Az összes képen a vezeték színe megfelel az alábbi kapcsolatoknak:

PIROS: teljesítmény

FEKETE: őrölt

SÁRGA: scl

FEHÉR: sda

ZÖLD: motor (-)

SZÜRKE: motor (+)

BARNA: ultrahangos érzékelő visszhangja

NARANCS: ultrahangos érzékelő trig

5. lépés: A kesztyű gyártása

A kesztyű a következő összetevőkből áll:

- Fő kesztyűtest (amely tartja a tenyér rezgését)

- 3 ujjpánt (rózsaszín, középső, hüvelykujj), amelyek 3 rezgőmotort tartanak

- Karheveder az akkumulátor tartásához

Az egyszerűség kedvéért ujj nélküli kesztyű-kialakítás mellett döntöttem, és a fenti általános sablont láthatja. Ez a vázlat nem méretarányos, és valószínűleg a kezéhez kell igazítania a méretet. Bal kézre való viselésre szolgál. Először valami szövet alsó oldalára vontam be a mintát, majd Xacto késsel vágtam ki. Az ujjdarabokat úgy alakítottam ki, hogy elég hosszú csíkokat vágtam ki az ujjaim köré, és tépőzáras pántokat varrtam, hogy a helyükön maradjanak. Ezután tasakokat készítettem a vibrációs motorok elhelyezésére, és varrtam őket az ujjpántokhoz, valamint a kesztyűtest alsó részének közepéhez (a tenyér közelében).

Ez a kialakítás minimális varrást igényel, és csak az alábbi esetekben varrtam:

- Ragassza/erősítse meg a tépőzáras csíkokat az anyaghoz.

- Varrja a vibrációs motoros tasakokat az ujjpántokra és a kesztyű fő testére.

- Szerelje fel az elemtartó tasakot a karszíjra.

6. lépés: Összeszerelés (1. rész)

Most, hogy a kesztyűt összeszerelték és az összes huzalozás befejeződött, elkezdtem ragasztani az elektromos alkatrészeket a kesztyűhöz. Ehhez a lépéshez követtem a korábban készített rajzot, és leraktam az összes darabot. Ezután elkezdtem varrni őket zsineg segítségével. Végül a haptikus motorvezérlőket a kesztyű bal oldalára helyeztem, nem pedig a felsőre, mert így már érthetőbb volt, amikor elkezdtem összeszerelni.

7. lépés: Összeszerelés (2. rész - PWR + GND)

Végül összekötöttem minden alkatrészt az árammal és a földdel. Ennek érdekében földi és tápfeszültséget állítottam fel a kis kenyérszememre, a FLORA gnd -jéhez és pwr -jéhez csatlakoztatva. Ezekhez a sínekhez csatlakoztattam a haptikus motorvezérlőimet és a multiplexert. Ezután csatlakoztattam az ultrahangos érzékelőimet a pwr és a gnd -hez, de kihasználtam a kenyérlapon lévő több helyet is, hogy hozzáadjam a korábban elfelejtett ellenállásokat. Ezek az ellenállások elengedhetetlenek, mivel elválasztót hoznak létre, amely csökkenti az ECHO jel feszültségét, ami visszamegy a FLORA -ba.

Kicsit bizonytalan volt a gnd és pwr kapcsolatok forrasztása, miután minden már le volt varrva, ezért érdemes először a forrasztást elvégezni. Értelmes volt várnom, mert még mindig nem voltam teljesen biztos abban, hogy mi lesz az összes komponens végső elrendezése.

Gorilla ragasztó segítségével egy kis fadarabot ragasztottam a kesztyűre, hogy megemeljem a kenyértáblát, és tépőzárat tettem hozzá, hogy a kenyérlapot a fához rögzítse (lásd a fenti képet). Ezt azért tettem, hogy könnyen felemelhessem és ellenőrizhessem, nincs -e rövidnadrág.

Az utolsó lépés az ultrahangos érzékelők ragasztása a megemelt kenyértábla mindkét oldalára.

És KÉSZ!