Sustav fizičkih interakcija - PlateaPlayer: 19 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Ovaj projekt opisuje proces projektiranja i razvoja hardverske implementacije fizičkih računalnih interakcija interaktivnog video playera namijenjenog studentima video i digitalne televizije sa Universidad Autónoma de Occidente, koji se bave temom multisenzornih interaktivnih videozapisa, u obliku proizvod koji se može lako proizvesti i njime manipulirati.

Trenutno ne postoje besplatne platforme za razvoj ove vrste videozapisa koje također uključuju senzorne interakcije. Stoga je njegova glavna svrha izbjeći da studenti kupuju skupe softverske licence, da se moraju oslanjati i dostavljati polovična rješenja za zadatke razreda, te da moraju potrošiti mnogo više vremena na razvoj ovih platformi.

Ovdje predložena implementacija sastoji se od pet modula koji predstavljaju glavne osjetne interakcije koje se mogu sinkronizirati. To su: voda, dim, temperatura (toplo/hladno), vjetar i svjetlost. Njima će upravljati Arduino pomoću JavaScript biblioteke Johnny Five.

Korak 1: Materijali i alati - Kontejnerska kutija

S obzirom da je ovaj projekt namijenjen razvoju prototipa predloženog sustava, korišteni su jednostavni materijali:

• Karton od slame
• Balsa drvene šipke (kvadratni i trokutasti oblici)
• Škare, izolacijska traka, ljepilo za drvo, skalpel, nožna pila

Korak 2: Materijali - Modul vjetra

5 ventilatora za procesor

Korak 3: Materijali - Temperaturni modul

• 2 Peltierove ćelije
• 4 hladnjaka
• 2 ventilatora (isto kao i modul za vjetar)

Korak 4: Materijali - Modul svjetla

• ~ 50 cm RGB LED trake
• 3 tranzistora TIP31C
• Vanjski izvor napajanja

Korak 5: Materijali - Modul za dim

• 1 Ultrazvučni ovlaživač zraka
• 1 1-kanalni relej
• Vanjski izvor napajanja
• Spremnik za vodu

Korak 6: Materijali - Modul za vodu

• Potopna mikro-pumpa
• ~ 20 cm plastične cijevi
• Spremnik za vodu (isto kao i moduli za dim)
• Male slamke (~ 5)

Korak 7: Izrezivanje rupa na prednjoj strani za ljubitelje

Izrežite komad kartona (širine ~ 50 cm i visine ~ 40 cm), a zatim skalpelom izrežite 5 rupa za svaki ventilator. Na kraju, zalijepite ih kartonom.

Korak 8: Izrada temperaturnih (Peltier -ovih ćelija) modula

Zalijepite Peltierove ćelije na hladnjake.

Korak 9: Integrirajte Peltierove module u obožavatelje

Zalijepite Peltierove module na ventilator. Zalijepite ih trakom okrenutom prema prednjoj strani u suprotnim smjerovima tako da odgovarajući ventilator ispuše vruću i hladnu stranu svake ćelije izvana.

Korak 10: Izrada "stupca" za gornji poklopac

Izrežite balsa šipke (širine ~ 50 cm) i zalijepite ih zajedno kao što je prikazano na slikama. To će omogućiti da se gornji kartonski poklopac zalijepi s prednje i bočne strane.

Zatim zalijepite komad kartona na dijagonalnoj strani i napravite oko 8 malih rupa (~ 5 mm po ~ 5 mm) za slamke modula za vodu koje treba umetnuti.

Korak 11: Davanje strukture kutiji

Izrežite 3 balsa šipke kako je prikazano na slici i zalijepite ih na prednji bočni kartonski komad.

Korak 12: Izrežite strane kutije

Izrežite 3 komada kartona (širine ~ 50 cm, visine ~ 50 cm, dubine ~ 30 cm). 2 za svaku stranu kutije plus 1 za unutrašnjost za odvajanje prostora spremnika za vodu od elektroničkih komponenti.

Korak 13: Prilagodba prostora spremnika za vodu

Napravite podlogu za spremnik za vodu tako što ćete izrezati 3 komada balza šipki kvadratnog oblika na ~ 20 cm i zalijepiti ih zajedno na okvir glavne konstrukcije kako je prikazano na slici, tako da spremnik može stati.

Zatim upotrijebite 1 od prethodno izrezanih komada kartona za stranice, napravite malu rupu tako da neke žice mogu proći i zalijepite ih zajedno.

Po želji, možete zalijepiti balza šipku trokutastog oblika na stražnju stranu baze kako biste spriječili da posuda padne i prolije vodu.

Korak 14: Izrada spremnika za vodu

Prerežite plastičnu bocu na pola i koristite njezin gornji dio kao poklopac kao što je prikazano na slikama. Umetnite mikro pumpu i ultrazvučni ovlaživač zraka unutra.

Prije upotrebe napunite ga vodom.

Korak 15: Zatvaranje glavne strukture

Zalijepite bočne, donje i gornje kartonske poklopce na ostatak strukture.

Korak 16: Dodavanje modula Svjetla

Zalijepite RGB LED traku po vrhu i bočnim stranama kutije, tako da žice mogu ući u otvor na lijevoj strani.

Korak 17: Izrada vodovodne cijevi

Izrežite oko 8 malih rupa (~ 1 mm x 1 mm) u plastičnoj cijevi i umetnite male slamke. Zalijepite ih što je moguće čvršće kako biste izbjegli curenje vode u ostatak kutije.

Na kraju spojite otvoreni kraj cijevi s mikro-pumpom i umetnite slamke u rupe gornjeg dijagonalnog komada kartona.

Korak 18: Ožičenje

Odabrane igle mogu se mijenjati prema želji korisnika, tako da ovdje nisu navedene, iako kôd očito postoji

Moduli vjetra/temperature:

Upotrijebite kratkospojne žice za spajanje 5V svakog ventilatora i Peltierove ćelije na digitalni pin na Arduino ploči, a GND na zajedničku liniju GND na protoboru.

Modul za vodu:

Upotrijebite kratkospojne žice za izravno spajanje 5V mikro crpke na jedan od 5V izlaznih pinova Arduina, a tranzistor TIP31C koristite kao prekidač za GND žice. Ovaj tranzistor ide na digitalni pin na Arduino kako bi njime upravljao.

Modul svjetla:

Upotrijebite kratkospojne žice za povezivanje svakog kanala u boji s tranzistorom TIP31C spojenim na liniju GND protobora, a koji ide na analogni pin u Arduinu za kontrolu prikazane boje određivanjem ispravnih R, G i B. Kabel za napajanje spojen je na liniju protoboarda napajanu putem adaptera spojenog na uobičajenu utičnicu.

Modul dima:

Upotrijebite kratkospojne žice za spajanje napajanja na relej koji ga spaja na isto napajanje na protoboru iz modula svjetla. Zatim spojite ovaj relej na digitalni pin u Arduinu kako biste ga uključili i isključili. Spojite njegov GND na liniju GND na protoboru.

Korak 19: Programiranje i izvođenje

Za rad Johnny Fivea potreban je jednostavan poslužitelj Node. Za komunikaciju prednjeg i pozadinskog prostora u stvarnom vremenu i za sinkronizaciju interaktivnog videa sa senzornim interakcijama, implementiran je i Socket.io.

Kôd za ovaj sustav, kao i interaktivni video player koji je prethodno razvijen kao JavaScript dodatak, mogu se preuzeti u ovom Github repo:

Poslužite web stranicu s playerom s istog poslužitelja i pokrenite oboje.