Cat Whisker senzorno proširenje nosivo (2,0): 6 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Ovaj projekt nastavak je i ponovno osmišljavanje mog bivšeg kolege (metaterra) "Whisker Sensory Extension Wearable".

Svrha ovog projekta bila je usredotočiti se na stvaranje novih, računalno obogaćenih „osjetilnih proširenja“koja omogućuju pojačano osjećanje prirodnog svijeta. Moj najveći napor s ovim projektom bio je posvećen izradi i provedbi senzornih povećanja koja će senzorima proširiti osjećaj i odgovoriti taktilnim izlazom za korisnika. Namjera je omogućiti bilo kome da izradi svoja vlastita osjetilna proširenja i na taj način intrinzično preslikava ljudska/životinjska osjetila na hardver. Učinkovito proširenje naših osjetila na nove i uzbudljive načine koji će dovesti do boljeg razumijevanja načina na koji se naš mozak može prilagoditi novim vanjskim osjetilima.

Ovaj se materijal temelji na radu koji je podržala Nacionalna zaklada za znanost pod grantom 1736051.

Projekt je razvijen u laboratoriju za laboratorij za razigrano računanje i zanatsku tehnologiju na Sveučilištu Colorado Boulder.

Ako imate bilo kakvih pitanja, želite biti u toku s mojim radom ili samo razbacujete ideje, učinite to na mom Twitteru: @4Eyes6Senses.

Ovim projektom želio sam uzeti prethodni senzorski nastavak za brkove koji se može nositi i učiniti ga lakšim, isplativijim i lakšim za izgradnju. Evo pregleda različitih komponenti i njihovih funkcija:

- Dva seta prilagođenih fleksibilnih senzora sa fleksibilnim senzorima (ukupno 4, 2 po strani) primaju taktilne informacije (savijanje, savijanje itd.) Od objekata u neposrednom okruženju korisnika. Početne informacije o naponu/otporu koje prima svaki senzor tada se pretvaraju u podatke o kutu savijanja (npr. Kut savijanja od 10 stupnjeva). Ove se informacije o kutu savijanja naknadno pretvaraju u proporcionalni izlaz modulacije širine impulsa i šalju u odgovarajuće vibracijske motore na čelu korisnika.

- Svaki senzor savijanja brkova priključen je na 1 ProtoBoard i spojen na Arduino UNO koji vrši pretvaranje/pretvaranje.

- Četiri vibracijska motora dovode taktilne podražaje do čela korisnika. Svaki korišteni motor korelira s jednim brkom, intenzitet vibracijskog motora temelji se na pragu koji će se postaviti na temelju senzora za brkove.

Pribor

14 "duga, 0,08" široka, 0,03 "debela polistirenska traka

4 jednosmjerni senzor savijanja/savijanjaSugru

JST utikači

Vibracijski motori

Tvrde trake za glavu

ProtoBoard - Kvadrat 1"

Komplet žica (preporučujem silikonsku izolaciju) NAPOMENA: Za svaku ćete vezu koristiti oko 2-3 metra žice

Prozirni akril ili karton debljine 1/16"

Termoskupljajuće cijevi

Tekući nokti

47k otpornika

NITECORE ili drugu vrstu trake za glavu

Čičak

Korak 1: Montaža brčića

(Odricanje od odgovornosti! Ovo je preuzeto izravno iz prethodnih uputa.)

Trebalo mi je neko vrijeme da razvijem aparat sa senzorom za brkove koji je bio dovoljno fleksibilan da oponaša prave brkove, ali ipak dovoljno krut da se dosljedno vrati u ravni, neskrivljeni položaj. Na kraju sam upotrijebio 4 "jednosmjerni senzor savijanja/savijanja iz Flexpoint Sensor Systems (vidi sliku 1). JST utikač je lemljen na nogama senzora, zatim 14" dugačka, 0,08 "široka, 0,03" debela polistirenska traka (Ja sam svoj nabavio u lokalnoj trgovini željeza) na silikon se lijepi ljepilom za senzor, nanosi se termoskupljanje, a zaštitni premaz Sugru oblikovan je oko cijele baze jedinice brkova. Evo detaljnih uputa:

-Uzmite kraj utikača 3-polnog JST priključka i uklonite središnju žicu (vidi slike 2-4)

- Odsecite žice utikača tako da vam ostane još ~ 1,5 cm žice, a zatim odvojite i lemite ove vodove do igle senzora (zapamtite orijentaciju utikača/senzora). Za izolaciju sam koristio termoskupljanje (vidi slike 5, 6)

- Montirajte polistirensku traku na senzor s nekom vrstom fleksibilnog ljepila (koristio sam silikonsko ljepilo Liquid Nails). Pazite da traku dobro pričvrstite na senzor (vidi slike 7, 8)

- Uzmite Sugru (koristio sam jedno pakiranje od 5 g) i oblikujte ga oko osnove senzora/trake/utikača pazeći da sve ove komponente budu zatvorene. Također, obavezno nanesite Sugru dovoljno visoko da potpuno učvrstite traku, ali ne previsoko da ograničite lakoću kretanja/savijanja senzora. Ne žurite. Imat ćete najmanje 30-45 minuta dok se Sugru ne počne stvrdnjavati. Prije nego što ostavite da se osuši, provjerite je li utikač ispravno uklopljen u utičnicu JST konektora (pogledajte slike 9-13)

- Na kraju sam lijepila naljepnice na aparatu za brkove. Korišteni su bočni (L/R) i brojčani položaj (1-4) (vidi slike 14, 15)

- Napravite još 3 (ili koliko god brkova želite). Svaka brčica svakako stvorite na isti način. To će kasnije pomoći pri kalibraciji senzora.

Korak 2: Montaža nosača za brkove

Sada kada su senzori za savijanje brkova dovršeni, sada ih možemo montirati na obraza (slika 1). Metaterra je za montažu dizajnirao zakrivljenu ruku s diskom, a to je učinio koristeći Adobe Illustrator i kao materijal upotrijebio prozirni akril debljine 1/16 . NAPOMENA: Ako laserski rezač nije lako dostupan, mogli biste pokušati izraditi nosače od kartona ili drugog materijala koji se lako reže, samo ispišite PDF i izrežite oko tragova dok je prekriven kartonom. Nakon laserskog rezanja izbušite četiri rupe u akrilu, a zatim provucite JST utikače kroz rupe (slike 1, 3 i 4), zatim umetnite brkove u disk dio nosača pomoću Sugrua. Evo detaljnih uputa:

- Otvorite vektorsku datoteku brkova (PDF). Materijal koji se koristi za ovu instrukciju je 1/16 prozirni akril i izrezan laserskim rezačem.

- Izbušite četiri rupe u držaču za obraz. Slobodno se poigrajte veličinom rupe kao i udaljenošću kako biste brkove učinili što bližim ili udaljenijim.

- Provucite 2-polni JST utikač kroz rupe. pazite da strane s otvorom budu okrenute jedna od druge.

- Uvjerite se da su vam priključci za brkove smješteni tamo gdje želite da budu. Upotrijebite Sugru i oblikujte JST utikače na mjestu na dijelu diska (za to mi je trebalo oko četiri Sugru paketa). S Sugruom ćete imati otprilike 30 minuta vremena za plijesan, stoga odvojite vrijeme i pazite da se brkovi ne preklapaju kada su uključeni, te da su JST utikači usmjereni tamo gdje želite. Kad budete zadovoljni s postavljanjem, ostavite Sugru da se osuši jedan dan.

- Referentne slike 9 i 10 za ovaj korak, također imajte na umu da na mom dizajnu: bijela = 3,3 V, crna = GND, a crvena je analogni pin. Lemite dva kraja JST utikača na jednu stranu 1 'ProtoBoarda, a zatim ponovite s drugim brčićem. Izradite razdjelnik napona pomoću mog dizajna ili promijenite raspored (možete pogledati i SparkFunov vodič za povezivanje fleksibilnih senzora).

- Za pričvršćivanje obraza na traku za glavu koriste se dva vijka/vijka za pričvršćivanje ruke na traku za glavu (slika 11).

Korak 3: Integracija motora s vibracijama, traka za glavu i postavljanje baterije

Spajanje vibracijskih motora prilično je ravno, crveni kabel će se spojiti na digitalni PWM pin na Arduinu, a plavi će se spojiti na GND. Vibracijski motori pričvršćeni su na NITECORE traku za glavu pomoću čičak trake, postavljanje se temelji na brkovima za koje je vezan, vanjski vibracijski motori vezani su za prednje brkove, a motori za unutarnje vibracije vezani su za stražnje brkove (slika 6).

- Lemiti žicu na krajeve svakog vibracijskog motora, na svaku vezu nanijeti termoskupljanje, zatim na kabel vibracijskog motora nanijeti termoskupljanje, kao i na novo zagrijane kabele (slika 2), ponoviti 3 puta. Zalijepite čičak disk (sa kukom) na stražnju stranu motora. Ponovite 3 puta.

- Odrežite jednu traku čičak trake tako da se zbirka žica motora može povezati zajedno i zamotati na prednju stranu NITECORE trake za glavu (vidi sliku 5). Zalijepite (koristio sam super ljepilo) traku na unutarnju prednju stranu trake za glavu i čičak trake zamotajte na traku u istoj orijentaciji kao što ste postavili priključke za brkove na ploču obraza (slika 7)

- Za spajanje kabela motora s vibracijama upotrijebite kopču ili kopču s patentnim zatvaračem, to će pomoći u zaštiti vibracijskih motora od potezanja/lomljenja (slika 7).

Korak 4: Mikroprocesor i sve to povežite s Arduinom

Svi vibracijski motori i brkovi spojit će se na Arduino UNO. Trebat će vam dodatna ploča za izradu prototipa koja će vam omogućiti lemljenje 9 GND kabela i 4 kabela od 3,3 V. Također ćete najvjerojatnije trebati komplet dupoint konektora za dodavanje pinova i kućišta kabelima koje je potrebno priključiti izravno u Arduino. Žice iglica motora vibracija (crveni kabel) spajaju se na Arduino digitalne pinove: 3, 9, 10, 11 (Ove pinove odabrane su jer dopuštaju PWM). GND žice vibracijskog motora (crne ili bijele) bit će lemljene na ploču za izradu prototipa. Igle brkova (crveni kabel) spojit će se na Arduino analogne pinove: A0, A1, A2, A3. Brkovi VCC kabeli (bijeli kabel) i uzemljeni kabeli (crni) bit će lemljeni na ploču za izradu prototipa.

Korak 5: Implementirajte Kodeks

U redu, sada je vrijeme za učitavanje koda. Postoji nekoliko stvari koje ćete morati prilagoditi prije nego što budete spremni razbijati svijet.

- Prvo, pomoću multimetra izmjerite i VCC izlazni napon i otpor na 10k otporniku. Unesite ove vrijednosti na njihova odgovarajuća mjesta u kodu.

- Zatim dvaput provjerite jesu li sve ostale varijable postavljene na ispravne ulaze/izlaze (npr. Mtr, flexADC, itd …).

- Zatim priključite svoj Arduino i prenesite kôd.

- Nakon što pokrenete, na serijskom monitoru vidjet ćete da će se ispisati Bend + (broj brčića). Sada je vrijeme za kalibriranje brkova (svaki brčić je jedinstven i imat će malo drugačiji osnovni otpor). Postavite varijablu STRAIGHT_RESISTANCE na ono što se ispisuje osnovni otpor (tj. Položaj nepovijenog brka). Zatim postavite varijablu BEND_RESISTANCE na STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0. U izvornom kodu ova je varijabla trebala odražavati izlaz otpora osjetnika savijanja pri zavoju od 90 stupnjeva. Budući da se naši brkovi ne približavaju potpunom zavoju od 90 stupnjeva (barem u tipičnim situacijama), dodavanje 30000,0 ohma na osnovni otpor radi sasvim u redu. Otpor na savijanje slobodno postavite na ono što najbolje odgovara vašoj primjeni. Ako ste sve ispravno postavili, vidjet ćete da će se, kada se brčić savije, ispisati kut savijanja od 0 stupnjeva (više ili manje). Zatim možete postaviti vrijednosti praga koje će aktivirati vibracijske motore na temelju kuta. Nakon ovoga, možete krenuti!

Korak 6: Gotovo

Sada imate brkove za nošenje i spremni ste (osjetiti) svijet!

Ako imate dublja pitanja, želite naučiti o ljudskom povećanju, želite biti u toku s mojim radom ili se samo bacati oko ideja, učinite to na mom Twitteru:

Hvala!