Cat Whisker Sensory Extension Wearable (2.0): 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:18

Ky projekt është një vazhdim dhe përfytyrim i kolegut tim (metaterra) "Whisker Sensory Extension Wearable".

Qëllimi i këtij projekti ishte që të përqëndrohej në krijimin e "zgjerimeve shqisore" të reja, të pasura me llogaritjet që lejojnë një ndjeshmëri të shtuar të botës natyrore. Përpjekjet e mia kryesore me këtë projekt iu kushtuan fabrikimit dhe zbatimit të shtesave shqisore që do të japin një sens përmes sensorëve dhe do të përgjigjen me një dalje të prekshme për përdoruesit. Synimi është që të mundësohet çdokush të fabrikojë shtesat e tij shqisore, dhe kështu të hartojë në thelb shqisat njerëzore/shtazore në pajisje. Zgjerimi efektiv i shqisave tona në mënyra të reja dhe emocionuese që do të çojnë në një kuptim më të mirë se si truri ynë është në gjendje të përshtatet me shqisat e reja të jashtme.

Ky material bazohet në punën e mbështetur nga Fondacioni Kombëtar i Shkencës nën Grantin Nr. 1736051.

Projekti u zhvillua në Lab për llogaritjen e gjallë dhe laboratorin teknik të artizanatit në Universitetin e Kolorados Boulder.

Nëse keni ndonjë pyetje, doni të vazhdoni me punën time, ose thjesht hidhni ide, ju lutemi bëjeni këtë në Twitterin tim: @4Eyes6Senses.

Me këtë projekt, doja të merrja shtrirjen e mëparshme shqisore të veshit të veshshme dhe ta bëja atë më të lehtë, më kosto-efektive, si dhe më të lehtë për t'u ndërtuar. Këtu keni një përmbledhje të përbërësve të ndryshëm dhe funksioneve të tyre:

- Dy grupe pajisjesh me mustaqe fleksibël të ndërtuar me porosi (gjithsej 4, 2 për anë) marrin informacion të prekshëm (përkul, përkul, etj.) Nga objektet në mjedisin e afërt të përdoruesit. Informacioni fillestar i tensionit/rezistencës i marrë nga secili sensor konvertohet më pas në informacionin e këndit të përkuljes (p.sh., një kënd i përkuljes prej 10 gradë). Ky informacion i këndit të përkuljes konvertohet më pas në dalje proporcionale të modulimit të gjerësisë së impulsit dhe dërgohet në motorët përkatës të dridhjeve në ballin e përdoruesit.

- Çdo sensor fleksibël i mustaqeve është i bashkangjitur në një ProtoBoard 1 dhe i lidhur me një Arduino UNO që bën transformimin/konvertimin.

- Katër motorë dridhës ofrojnë stimuj prekës në ballin e përdoruesit. Çdo motor i përdorur lidhet me një mustaqe, intensiteti i motorit të dridhjes bazohet në një prag që do të vendoset bazuar në sensorin e mustaqeve.

Furnizimet

Rrip polistireni i gjatë 14 "i gjatë, 0.08" i gjerë, 0.03 "i trashë

Sensori i përkuljes/përkuljes 4 një drejtim

Priza JST

Motorët e dridhjeve

Shiritat e kokës të fortë

ProtoBoard - Sheshi 1"

Një çantë teli (rekomandoj izolim silikoni) SHENIM: do të përdorni rreth 2-3 metra tela për secilën lidhje

Akrilik ose karton i trashë 1/16 i trashë

Tub i tkurrjes së nxehtësisë

Thonjtë e lëngshëm

47k rezistorë

NITECORE ose shirit tjetër të kokës

Velcro

Hapi 1: Kuvendi i mustaqeve

(Mohim! Kjo është marrë drejtpërdrejt nga udhëzimet e mëparshme.)

M’u desh pak kohë për të zhvilluar një aparat sensori mustaqe që ishte mjaft fleksibël për të imituar mustaqet e vërteta, por mjaft të ngurtë për t’u kthyer vazhdimisht në një pozicion të drejtë, të palidhur. Përfundova duke përdorur një sensor të përkuljes/përkuljes 4 "njëdrejtimëshe nga Flexpoint Sensor Systems (Shih figurën 1). Një prizë JST është ngjitur në këmbët e sensorit, pastaj një shirit polistireni të trashë 14" të gjatë, 0.08 "të gjerë, 0.03" (Kam blerë timen në një dyqan lokal të pajisjeve) është ngjitur me silikoni në sensor, aplikohet një tkurrje e nxehtësisë dhe një shtresë mbrojtëse e Sugru formohet rreth të gjithë bazës së njësisë së mustaqeve. Këtu janë udhëzimet e hollësishme:

-Merrni spinën e lidhësit JST me 3 kunja dhe hiqni tela qendrore (Shih figurat 2-4)

- Kapni telat e prizës në mënyrë që të keni ~ 1.5 cm tela të mbetur, pastaj hiqini dhe ngjitini këto tela në kunjat e sensorit (duke kujtuar orientimin e prizës/sensorit). Kam përdorur tkurrjen e nxehtësisë për të siguruar izolim (Shih figurat 5, 6)

- Montoni shiritin e polistirenit në sensor me një lloj ngjitës fleksibël (kam përdorur ngjitës silikoni Liquid Nails). Sigurohuni që ta fiksoni mirë shiritin në sensor (Shih figurat 7, 8)

- Merrni Sugru tuaj (kam përdorur një paketë të vetme 5g) dhe formojeni atë rreth bazës së sensorit/shiritit/prizës duke u siguruar që të përfshini të gjithë këta përbërës. Gjithashtu, sigurohuni që të aplikoni Sugru aq të lartë sa të sigurojë plotësisht shiritin, por jo shumë të lartë për të kufizuar lehtësinë e lëvizjes/përkuljes së sensorit. Merrni kohën tuaj. Do të keni të paktën 30-45 minuta derisa Sugru të fillojë të ngurtësohet. Para se ta lini të thahet, sigurohuni që priza juaj të përshtatet siç duhet në anën e enës së lidhësit JST (Shih figurat 9-13)

- Së fundmi, unë i përmbahesha etiketave të aparatit të mustaqeve. Përdorur anën (L/R) dhe pozicionin e numrit (1-4) (Shih figurat 14, 15)

- Bëni edhe 3 të tjera (ose çfarëdo numri të mustaqeve që dëshironi). Sigurohuni që të krijoni çdo mustaqe në të njëjtën mënyrë. Kjo do të ndihmojë me kalibrimin e sensorit më vonë.

Hapi 2: Asambleja e Malit të Whisker

Tani që sensorët fleksibël të mustaqeve janë të plotë, tani mund t'i montojmë në pjesën e faqes (figura 1). Metaterra projektoi një krah të lakuar me një disk për montim, ai e bëri këtë duke përdorur Adobe Illustrator dhe përdori një material akrilik të trashë 1/16 të qartë si material. kartoni ose material tjetër i prerë lehtë, thjesht printoni PDF -në dhe prerë rreth gjurmimit ndërsa është e veshur në karton. Pas prerjes me lazer, shponi katër vrima në akrilik, pastaj thurni prizat JST përmes vrimave (figura 1, 3 dhe 4), pastaj futni mustaqet në pjesën e diskut të montimit duke përdorur Sugru. Këtu janë udhëzimet e hollësishme:

- Hapni skedarin vektor të krahut të mustaqeve (PDF). Materiali i përdorur për këtë udhëzues është akrilik i pastër 1/16 dhe i prerë me një prestar lazer.

- Shponi katër vrima në malin e faqeve. Ndjehuni të lirë të luani me madhësinë e vrimës, si dhe distancën për t'i bërë mustaqet sa më afër ose larg sa të doni.

- Thurni prizën JST me 2 kunja nëpër vrima. sigurohuni që anët me hapjen të jenë përballë njëri -tjetrit.

- Sigurohuni që portet tuaja të mustaqeve janë të vendosura aty ku dëshironi të jenë. Përdorni Sugru dhe formoni prizat JST në vend në pjesën e diskut të pjesës (kjo më mori rreth katër pako Sugru). Me Sugru do të keni rreth 30 minuta kohë myk, kështu që merrni kohën tuaj dhe sigurohuni që mustaqet të mos mbivendosen kur të jenë të kyçur në prizë, dhe që prizat JST të jenë të orientuara aty ku i dëshironi. Pasi të jeni të kënaqur me vendosjen, lini Sugru të thahet për një ditë.

- Figura referuese 9 dhe 10 për këtë hap, vini re gjithashtu se në modelin tim: e bardhë = 3.3V, e zezë = GND, dhe e kuqja është kunja analoge. Lidhni të dy skajet e prizës JST në njërën anë të ProtoBoard 1 ', pastaj përsëriteni me mustaqe tjetër. Krijoni një ndarës të tensionit duke përdorur modelin tim ose ndryshoni paraqitjen (gjithashtu mund të shikoni udhëzuesin e lidhjes së sensorit fleksibël të SparkFun).

- Për të ngjitur pjesët e faqes në shiritin e kokës, dy vida/bulona përdoren për të siguruar krahun në shiritin e kokës (figura 11).

Hapi 3: Integrimi i motorit të dridhjeve, shiriti i kokës dhe konfigurimi i baterisë

Lidhja e motorëve të dridhjeve është mjaft e drejtë përpara, kablloja e kuqe do të lidhet me një kunj dixhital PWM në Arduino dhe bluja do të lidhet me GND. Motorët e dridhjeve janë bashkangjitur në një shirit NITECORE duke përdorur velcro, vendosja bazohet në mustaqet me të cilat është lidhur, motorët e dridhjeve të jashtme janë të lidhura me mustaqet e përparme dhe motorët e dridhjeve të brendshme janë të lidhura me mustaqet e pasme (Figura 6).

- Lidhni tela në skajet e secilit motor vibrues, aplikoni tkurrje të nxehtësisë në secilën lidhje, më pas aplikoni tkurrje të nxehtësisë në kordonin e motorit të dridhjeve, si dhe kabllot e sapo zvogëluar nga nxehtësia (Figura 2), përsëritni 3 herë. Ngjiteni një disk velcro (ana e fiksimit) në pjesën e pasme të motorit. Përsëriteni 3 herë.

- Pritini një rrip velcro në mënyrë që grumbullimi i telave të motorëve të lidhen së bashku dhe të velkrohen në pjesën e përparme të shiritit të kokës NITECORE (Shih figurën 5). Mbajeni (kam përdorur super ngjitës) shiritin në pjesën e përparme të brendshme të shiritit të kokës dhe velcro motorët në shirit në të njëjtin orientim siç vendosët portat e mustaqeve në pllakën e faqeve (Figura 7)

- Përdorni një kapëse ose zinxhir për të lidhur litarët e motorit të dridhjeve, kjo do të ndihmojë në mbrojtjen e motorëve të dridhjeve nga tërheqja/thyerja (Figura 7).

Hapi 4: Mikroprocesori dhe lidhja e të gjithave me një Arduino

Të gjithë motorët e dridhjeve dhe mustaqet do të lidhen me një Arduino UNO. Ju do të keni nevojë për një bord prototipimi shtesë që do t'ju lejojë të lidhni 9 kabllo GND dhe 4 kabllo 3.3V. Ju gjithashtu ka shumë të ngjarë të keni nevojë për një çantë lidhës dupoint për të shtuar kunjat dhe strehimin në kabllot që duhet të lidhen drejtpërdrejt me Arduino. Telat e pinit të motorit të dridhjes (kabllo e kuqe) lidhen me kunjat dixhitale Arduino: 3, 9, 10, 11 (Këto kunja u zgjodhën sepse lejojnë PWM). Telat GND të motorit të dridhjeve (të zeza ose të bardha) do të ngjiten në tabelën e prototipit. Kunjat e mustaqeve (kablloja e kuqe) do të lidhen me kunjat analoge Arduino: A0, A1, A2, A3. Kabllot mustaqe VCC (kabllo të bardhë) dhe kabllot tokësore (të zeza) do të ngjiten në tabelën e prototipit.

Hapi 5: Zbatoni Kodin

Ok, tani është koha për të ngarkuar kodin. Ka disa gjëra që do t'ju duhet të ndryshoni para se të jeni gati për të lëvizur botën.

- Së pari, përdorni një multimetër për të matur tensionin e daljes VCC dhe rezistencën në rezistencën 10k. Futni këto vlera në pikat e tyre përkatëse në kod.

- Pastaj, kontrolloni dy herë që të gjitha ndryshoret e tjera janë vendosur në hyrjet/daljet e sakta (p.sh., mtr, flexADC, etj…).

- Pastaj, futni Arduino -n tuaj dhe ngarkoni kodin.

- Pasi të jeni në punë, do të shihni në monitorin serik që Bend + (numri i mustaqeve) do të printojë. Tani është koha për të kalibruar mustaqet (çdo mustaqe është unike dhe do të ketë një rezistencë pak më të ndryshme bazë). Vendosni ndryshoren STRAIGHT_RESISTANCE në cilindo që të jetë shtypja e rezistencës bazë (d.m.th., pozicioni i përthyer i mustaqeve). Pastaj, vendosni ndryshoren BEND_RESISTANCE në STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0. Në kodin origjinal, kjo ndryshore kishte për qëllim të pasqyronte daljen e rezistencës së sensorit fleksibël në një kthesë prej 90 gradë. Meqenëse mustaqet tona nuk arrijnë askund afër një kthesë të plotë 90 gradë (të paktën në situata tipike), shtimi i 30000.0 Ohms në rezistencën bazë funksionon mirë. Ndjehuni të lirë të vendosni rezistencën e përkuljes ndaj asaj që funksionon më mirë për aplikimin tuaj. Nëse keni vendosur gjithçka në mënyrë korrekte, atëherë shihni se kur mustaqe është e palidhur, një kënd i përkuljes prej 0 gradë (pak a shumë) do të printohet. Pastaj, mund të vendosni vlerat e pragut që do të aktivizojnë motorët e dridhjeve bazuar në kënd. Pas kësaj, jeni mirë të shkoni!

Hapi 6: U krye

Tani keni një mustaqe që mund të vishet dhe jeni gati për të (ndjerë) botën brenda!

Nëse keni ndonjë pyetje të thelluar, doni të mësoni rreth rritjes njerëzore, doni të vazhdoni me punën time, ose thjesht hidhni ide, ju lutemi bëjeni këtë në Twitterin tim:

Faleminderit!