DIY 3D vezérlő: 8 lépés (képekkel)

2025 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2025-01-23 14:48

Készítsen 3D interfészt hat ellenállás, alumínium fólia és egy Arduino segítségével. Vegye ezt, Wii. Frissítés: ennek a projektnek egy sokkal alaposabb magyarázata elérhető a Make Magazine -ban. Lehet, hogy könnyebb követni az utasításaikat, és úgy gondolom, hogy a kóduk naprakészebb. Az alapvető cél itt az volt, hogy létrehozzunk egy 3D kézhelyzet-érzékelő rendszert, amelyet a legtöbb ember fel tud építeni, miközben megőrzi a funkcionalitás látszatát. Ha elképzelést szeretne kapni a lehetséges alkalmazásokról, nézze meg a bemutató videót. Ha úgy gondolja, hogy egyszerűbbet és egyformán pontosat, vagy kissé összetettebbet és pontosabbat építhet, ossza meg a megjegyzésekben! DIY 3D felület: Tic Tac Toe, Kyle McDonald a Vimeo -n.

1. lépés: Anyagok

Eszközök

• Arduino
• Feldolgozás
• Drótvágók
• Forrasztópáka
• Doboz vágó

Anyagok

• (3) 270k ellenállás
• (3) 10 ezer ellenállás
• Forrasztó
• Huzal
• Alufólia
• Karton

Választható:

• Szalag (pl.: skót)
• Árnyékolt huzal (pl.: koaxiális kábel, ~ 3 ')
• (3) aligátor klipek
• 3 tűs fejléc
• Cipzáras nyakkendő
• Zsugorfóliás cső vagy forró ragasztó

2. lépés: Készítse el a lemezeket

Ez az érzékelő egyszerű RC áramkörökkel fog működni, minden áramkör érzékeli a távolságot egy dimenzióban. Megállapítottam, hogy a legegyszerűbb módja annak, hogy három kapacitív lemezt rendezzünk erre a célra, egy kocka sarkában. Egy kartondoboz sarkát 8,5 hüvelykes kockára vágtam, majd néhány alumínium fóliát vágtam, hogy kissé kisebb négyzetek legyenek. A sarkokon lévő szalag a helyén tartja őket. Ne ragasztja le a teljes kerületet, szükségünk lesz rá később az aligátor klipek rögzítésére.

3. lépés: Készítse el a csatlakozókat

Az Arduino lemezekhez való csatlakoztatásához árnyékolt huzalra van szükségünk. Ha a vezeték nincs árnyékolva, akkor a vezetékek nyilvánvalóan a kondenzátor részeként működnek. Továbbá azt tapasztaltam, hogy az aligátorcsipeszek nagyon megkönnyítik a dolgok csatlakoztatását az alumíniumhoz - de valószínűleg rengeteg más módszer is létezik.

• Vágjon le három egyenlő hosszúságú árnyékolt kábelt. Kb. 12 "-ot választottam. Minél rövidebb, annál jobb. A koaxiális kábel működik, de minél könnyebb/rugalmasabb, annál jobb.
• Csupaszítsa le az utolsó fél hüvelyket, hogy felfedje az árnyékolást, és az utolsó negyed hüvelyket, hogy felfedje a vezetéket.
• Csavarja az aligátor klipeket a vezetékekre a vezetékekre, és forrasztja össze őket.
• Adjon hozzá néhány zsugorcsövet vagy forró ragasztót, hogy a dolgok együtt maradjanak.

4. lépés: Készítse el az áramkört

Az "áramkör" mindössze két ellenállás alumínium darabonként. Ahhoz, hogy megértsük, miért vannak ott, segít, ha tudjuk, mit csinálunk az Arduino -val. Az egyes csapokkal egymás után a következőket tegyük:

• Állítsa a tűt kimeneti módba.
• Írjon digitális "alacsony" értéket a tűre. Ez azt jelenti, hogy a kondenzátor mindkét oldala földelt, és lemerül.
• Állítsa a tűt beviteli módba.
• Számolja ki, mennyi időbe telik a kondenzátor feltöltése, és várja meg, hogy a csap "magasra" emelkedjen. Ez a kondenzátor és a két ellenállás értékétől függ. Mivel az ellenállások rögzítettek, a kapacitásváltozás mérhető lesz. A talajtól való távolság (a kezed) lesz az elsődleges változó, amely hozzájárul a kapacitáshoz.

A 270k ellenállás biztosítja a feszültséget a kondenzátorok feltöltéséhez. Minél kisebb az érték, annál gyorsabban töltődnek. A 10k ellenállások is befolyásolják az időzítést, de nem teljesen értem a szerepüket. Ezt az áramkört minden vezeték alján készítjük el.

• Forrasztja a 10k ellenállást a vezeték végéhez az aligátor klipszel szemben
• Forrasztja a 270k ellenállást az árnyékolás és a huzal (lemez) közé. A vezetéket ugyanazzal az 5 V -al árnyékoljuk, amelyet a kondenzátorok töltésére használunk

5. lépés: Fejezze be és csatlakoztassa a csatlakozót

A 3 csatlakozó elkészülte után érdemes zsugorcsövet vagy forró ragasztót hozzáadni, hogy szigetelje őket egymástól, mert az árnyékoló/5 V -os pontokat összeforrasztja.

Számomra a legegyszerűbb volt a két legkülső csatlakozót összeforrasztani, majd hozzáadni a harmadikat. Miután forrasztotta a három csatlakozót, adjon hozzá egy negyedik vezetéket az árnyékoláshoz/5 V.

6. lépés: Csatlakoztassa és töltse fel a kódot

• Csatlakoztassa a csatlakozót az Arduino -hoz (8., 9. és 10. érintkező)
• Rögzítse az aligátor klipeket a lemezekre (8: x: bal, 9: y: alul, 10: z: jobb)
• Tápellátáshoz csatlakoztassa a negyedik vezetéket (az én piros vezetékemet) az Arduino 5 V -os feszültségéhez
• Csatlakoztassa az Arduino -t, indítsa el az Arduino környezetet
• Töltse fel a kódot a táblára (megjegyzés: ha Észak -Amerikán kívül tartózkodik, akkor valószínűleg a #define hálózatot 60 helyett 50 -re kell cserélnie).

Az Arduino kód Interface3D.ino néven, a feldolgozási kód pedig TicTacToe3D.zip néven van csatolva

7. lépés: Csinálj valami jót

Ha megnézi az Arduino környezet soros ablakát, észre fogja venni, hogy nyers 3D koordinátákat bocsát ki 115200 baudon, körülbelül 10 Hz = 60 Hz / (2 teljes ciklus * 3 érzékelő) mellett. A kód a lehető legtöbbször méréseket végez az egyes érzékelőkön a hálózati tápfeszültség két ciklusa alatt (ami meglepően stabil), hogy megszüntesse a csatolást. Az első dolog, amit ezzel csináltam, egy egyszerű 3D Tic elkészítése volt Tac Toe interfész. Ha egy működő demóval szeretne kezdeni, a kód itt érhető el, csak dobja el a "TicTacToe3D" mappát a Processing sketches mappában. Három hasznos dolog, amit a Tic Tac Toe kód mutat:

• Linearizálja a nyers adatokat. A töltési idő valójában a távolsághoz viszonyított teljesítménytörvényt követi, ezért az idő négyzetgyökét kell venni az idő függvényében (azaz a távolság ~ = sqrt (1/idő))
• Normalizálja az adatokat. A vázlat indításakor tartsa lenyomva a bal egérgombot, miközben mozgatja a kezét, hogy meghatározza a használni kívánt terület határait.
• "Lendület" hozzáadása az adatokhoz az esetleges izgalmak kiegyenlítésére.

A gyakorlatban, ha ezt a beállítást alumíniumfóliával használom, a fólia legnagyobb méretének tartományát kapom (a legnagyobb darab, amit teszteltem, 1,5 négyzetméter).

8. lépés: Variációk és megjegyzések

Variációk

• Hozzon létre hatalmas érzékelőket
• Optimalizálja az ellenállásokat és kódolja a gyorsan rezgő dolgokat, és használja hangszedőként/mikrofonként
• Valószínűleg más trükkök is vannak a rendszer leválasztására az AC zümmögésről (hatalmas kondenzátor a lemezek és a talaj között?)
• Kísérleteztem a lemezek árnyékolásával az alján, de úgy tűnik, hogy csak problémákat okoz
• Készítsen RGB vagy HSB színválasztót
• Videó vagy zene paraméterek vezérlése; ütem vagy dallam sorozatát
• Nagy, enyhén hajlított felület, több lemez + projektor = "Kisebbségi jelentés" interfész

Megjegyzések

Az Arduino játszótéren két cikk található a kapacitív érintésérzékelésről (CapSense és CapacitiveSensor). Végül megfordítottam egy olyan konstrukciót, amelybe beleakadtam egy barátom "Fizikai számítás" (Sullivan/Igoe) példányában, amely leírja az RCtime használatát (az áramkörben a kondenzátor és az egyik ellenállás rögzítve volt, és megmértem egy potenciométer). A mikroszekundumos időzítést az Arduino fórumok némileg optimalizált kódjának használatával végeztem el. Ismét: csak a tonna theremin sémák kezdetétől kezdve nem teljesen értem, jól tudom, hogy vannak jobb módszerek a kapacitív távolságérzékelésre, de a lehető legegyszerűbbet akartam készíteni, ami még mindig működőképes. Ha ugyanilyen egyszerű és funkcionális kialakítása van, tegye közzé a megjegyzésekben! Köszönöm Dane Kouttronnak, hogy elviselte az összes alapvető elektronikai kérdésemet, és segített megérteni, hogyan működik egy egyszerű heterodin -ottan -áramkör (eredetileg ezeket akartam használni - és, ha jól hangolták, akkor valószínűleg pontosabb lenne).

Első díj az Instructables könyvpályázaton