Haptic ხელთათმანი უსინათლოებისთვის: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

Haptic ხელთათმანი არის უსინათლოთა და/ან მხედველობის მქონე ადამიანებისთვის განკუთვნილი მოწყობილობა, რომელიც ატარებს მომხმარებელს ინფორმაციას უშუალო გარემოში არსებული დაბრკოლებების შესახებ. ხელთათმანი იყენებს ორ ულტრაბგერითი სენსორს, რომლებიც აფიქსირებენ ობიექტების მანძილსა და ორიენტაციას. იმის მიხედვით, თუ რას აღმოაჩენენ ეს სენსორები, ხელთათმანზე მოთავსებული ვიბრაციული ძრავები ვიბრირებენ უნიკალურ შაბლონებში, რომ ეს ინფორმაცია მომხმარებელს გადასცენ.

ნაბიჯი 1: მასალების სია

ელექტრონული:

- #1201: ვიბრაციული მინი ძრავის დისკი - ERM (x4) [$ 1.95 ეა.]

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

- #659: FLORA - ტარებადი ელექტრონული პლატფორმა - Arduino- თან თავსებადი [$ 14.95]

- HC-SR04 ულტრაბგერითი დისტანციის სენსორები (x2) [$ 2.99 ეა.]

- #2717: TCA9548A I2C მულტიპლექსერი [$ 6.95]

- #3287: 3 AA ბატარეის დამჭერი JST კონექტორით [$ 2.95]

- #1608: ადაფრუტის პერმა-პროტო მეოთხედი ზომის პურის დაფა- მარტოხელა [$ 2.95]

- ლენტი კაბელი

- 200 და 220 ohm რეზისტორები

დამზადება:

- Velcro ზოლები [$ 2.98]

- #615: ნემსის ნაკრები - 3/9 ზომა - 20 ნემსი [$ 1.95]

- ნეოპრენი, ან ნებისმიერი სხვა გამძლე ქსოვილი

საერთო ღირებულება: $ 78.31

კომპონენტების უმეტესობა შეძენილია Adafruit.com– დან

ნაბიჯი 2: პურის დაფა

პირველი ნაბიჯი არის დააკავშიროთ თქვენი ყველა კომპონენტი პურის დაფის გამოყენებით ისე, რომ დარწმუნდეთ, რომ ისინი ყველა მუშაობს სწორად, სანამ საბოლოო პროდუქტზე დააფიქსირებთ. შემდეგი სქემის დიაგრამა და სურათი მოგცემთ წარმოდგენას, თუ სად უნდა იყოს დაკავშირებული ყველაფერი. აქ მოცემულია თითოეული კომპონენტის დეტალური აღწერა:

Arduino Uno/FLORA

ეს არის მიკროკონტროლერი, რომელიც არის პროგრამირებადი ნაწილი. ის ასევე უზრუნველყოფს ენერგიას ბატარეის ყველა კომპონენტისთვის. თავიდან ყველაფერი Arduino Uno– ს დავუკავშირე, რადგან მას აქვს 5 ვ მარაგი, მაგრამ შემდეგ შევცვალე FLORA და 3 AA ბატარეით (4.5v).

Haptic საავტომობილო კონტროლერი

ეს კონტროლერები უშუალოდ უკავშირებენ თითოეულ ვიბრაციის ძრავას და გაძლევთ საშუალებას დაპროგრამოთ თითოეული ვიბრაციული ძრავა ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, ამასთანავე აქვს უპირატესობა ვიბრაციის ეფექტების წინასწარ დაფიქსირებული ბიბლიოთეკის ჩათვლით. ეს არ არის გადამწყვეტი მნიშვნელობა ხელთათმანების ფუნქციონირებისთვის, მაგრამ პროგრამირებას ძალიან აადვილებს, რადგან თქვენ არ გჭირდებათ საკუთარი ვიბრაციის ნიმუშების დაპროგრამება ნულიდან.

მულპლექსერი

ეს უბრალოდ მოქმედებს როგორც ერთგვარი გაფართოება, რადგან არ არის საკმარისი SCL/SDA ქინძისთავები FLORA– ზე, რათა განლაგდეს ყველა ჰაპტიკური საავტომობილო კონტროლერი. ეს ასევე საშუალებას გაძლევთ დაუკავშირდეთ თითოეულ ჰაპტიკურ ძრავის კონტროლერს დამოუკიდებლად, თითოეული მათგანისთვის უნიკალური მისამართის მინიჭებით.

ვიბრაციის ძრავები

ეს არის ის, რაც მომხმარებელს აძლევს ჰაპტიკურ უკუკავშირს. ისინი ვიბრირებენ გარკვეულ შაბლონებში, იმისდა მიხედვით, თუ როგორ პროგრამირებთ მათ. უფრო მეტი იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობენ ისინი აქ.

ულტრაბგერითი სენსორები

ეს სენსორები არის ის, რაც ზომავს მათ წინ მდებარე ობიექტების მანძილს. ისინი ამას აკეთებენ "გამომწვევი" სიგნალის გაგზავნით, რომელიც ახლოვდება ნებისმიერი ახლომდებარე ობიექტიდან და ბრუნდება როგორც "ექოს" სიგნალი. შემდეგ პროგრამას შეუძლია ინტერპრეტაცია მოახდინოს დაგვიანებული დრო და გამოთვალოს სავარაუდო მანძილი. აუცილებლად მონიშნეთ ისინი „მარცხნივ“და „მარჯვნივ“, რათა მოგვიანებით არ დაიბნეოთ. უფრო მეტი იმის შესახებ, თუ როგორ მუშაობენ ისინი აქ.

ნაბიჯი 3: კოდირება

ახლა, როდესაც ყველაფერი დაკავშირებულია, შეგიძლიათ ჩამოტვირთოთ კოდი თქვენს FLORA– ში და გამოსცადოთ იგი. ჩამოტვირთეთ ქვემოთ მოცემული ფაილი და საჭირო ბიბლიოთეკები (ბმული ქვემოთ). ამ მაგალით კოდს აქვს ზემოთ მოცემულ ცხრილში ჩამოთვლილი ფუნქციები.

კოდის შესამოწმებლად, მოათავსეთ დიდი ბრტყელი ობიექტი ულტრაბგერითი სენსორიდან არანაკლებ 6 ინჩის დაშორებით მარჯვნივ. ბორტზე RBG სწრაფად უნდა მოციმციმე ლურჯად. ობიექტის უფრო შორს გადაადგილებისას, მოციმციმე უნდა გახდეს ნაკლებად სწრაფი. პარალელურად, ვიბრაციის ერთ -ერთი ძრავა (რომელიც მოგვიანებით დაიდება ცერა თითზე) სწრაფად ვიბრირებს, როდესაც ობიექტი 6 ინჩზე ნაკლებია და ვიბრაციას იწყებს ნაკლები სიმძლავრით, რაც უფრო შორს გადაგაქვთ ობიექტი. ეს იგივე ნიმუში უნდა იყოს მარცხენა ულტრაბგერითი სენსორისთვის, მხოლოდ ლურჯის ნაცვლად ნარინჯისფერი შუქით

მე დავამატე დამატებითი ფუნქცია, ეს არის ის, რომ RBG უნდა მოციმციმე ვარდისფერი და შუა თითი და პალმის ვიბრაციის სენსორები უნდა ვიბრირებდეს, როდესაც ორივე სენსორი აღმოაჩენს ობიექტს 6 ინჩზე ნაკლებ მანძილზე. თუმცა, ეს ფუნქცია არ არის ძალიან საიმედო. მე შევინახე შუა თითი და პალმის ვიბრაციის ძრავები საბოლოო დიზაინში იმ შემთხვევაში, თუ ადამიანებს სურთ მათთვის უფრო შემოქმედებითი ფუნქციის შემუშავება.

* ნუ* შეაერთეთ FLORA დაფა კომპიუტერში USB- ის საშუალებით, სანამ გარე ბატარეა ჯერ კიდევ ჩართულია! ყოველთვის გამორთეთ იგი გარე ბატარეიდან ჯერ.

* აქ* გადმოწერეთ აქ მოყვანილი კოდის მაგალითი, თქვენ უნდა გადმოწეროთ შემდეგი ბიბლიოთეკები/დრაივერები:

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

თუ კოდი არ მუშაობს ან თქვენი სენსორები/ძრავები არ რეაგირებენ:

- დარწმუნდით, რომ თქვენ შეარჩიეთ სწორი COM პორტი Arduino პროგრამაში.

- დარწმუნდით, რომ თქვენი ვიბრაციის ძრავები სრულად არის დაკავშირებული პურის დაფაზე/ჰაპტიკურ ძრავის კონტროლერებთან. მათთან დამაკავშირებელი მავთულები ძალიან თხელია და ადვილად იხსნება.

- ორმაგი შემოწმება, რომ თქვენ არ აურიეთ SCL/SDA მავთულები (მულტიპლექსერი) ან ECHO და TRIG მავთულები (ულტრაბგერითი სენსორი). ეს არ იმუშავებს თუ ესენი გადართულია.

- თუ ყველაფერი ნორმალურად ფუნქციონირებს USB- ის საშუალებით ჩართვისას, მაგრამ გარე ბატარეებთან დაკავშირებისას პრობლემაა, ალბათ დროა შეცვალოთ ისინი ახალი ბატარეებით.

ნაბიჯი 4: მონაცემთა კავშირების შედუღება

ახლა, როდესაც კოდი დადასტურებულია, რომ მუშაობს, შეგიძლიათ დაიწყოთ საბოლოო პროდუქტის შეკრება. მე დავიწყე, პირველ რიგში, გამოვავლინე ყველა კავშირი ხელის მონახაზზე, რათა ვიზუალიზაცია გავუკეთო ყველა საბოლოო კავშირს. მე პირველად გავამახვილე ყურადღება ყველა მონაცემთა კავშირზე, შემდეგ კი დავამყარე დენის და სახმელეთო ხაზები ბოლოს. ასევე ამ ეტაპზე დამავიწყდა რეზისტორების შეკვრა ულტრაბგერითი სენსორების ECHO და GND ქინძისთავებზე (უი), ასე რომ ისინი არ არიან გამოსახულებაში. მე დავამთავრე მათი დამატება, როდესაც ულტრაბგერითი სენსორები მივაერთე დენის "კერას" ხელთათმანის ცენტრში.

მე დავიწყე FLORA– სთან ყველა კავშირის შედუღება და ავიღე გზა მულტიპლექსერის, ჰაპტიკური ძრავის კონტროლერების და ვიბრაციის ძრავების საშუალებით. მე გავაძლიერე ჩემი კავშირები ცხელი წებოთი, სითბოს შემცირების მილით და ელექტრო ლენტით.

ყველა სურათზე მავთულის ფერი შეესაბამება შემდეგ კავშირებს:

წითელი: ძალა

შავი: დაფქული

ყვითელი: scl

თეთრი: sda

მწვანე: ძრავა (-)

ნაცრისფერი: ძრავა (+)

ბრაუნი: ექოს ულტრაბგერითი სენსორი

ნარინჯისფერი: ულტრაბგერითი სენსორის ტრიგ

ნაბიჯი 5: ხელთათმანის დამზადება

ხელთათმანი შედგება შემდეგი კომპონენტებისგან:

- მთავარი ხელთათმანის სხეული (რომელიც ინახავს პალმის ვიბრაციას)

- 3 თითის სამაჯური (ვარდისფერი, შუა, ცერა თითი), რომელიც იტევს 3 ვიბრაციის ძრავას

- სამაჯური ბატარეის პაკეტის შესანახად

მე სიმარტივისთვის გადავწყვიტე ხელთათმანის გარეშე ხელთათმანების დიზაინი და თქვენ შეგიძლიათ ნახოთ ზოგადი შაბლონი ზემოთ. ესკიზი არ არის მასშტაბური და თქვენ ალბათ მოგიწევთ ზომის მორგება თქვენს ხელზე. იგი იგულისხმება, რომ ატაროს მარცხენა ხელზე. მე პირველად შევადგინე დიზაინი ქსოვილის ქვედა მხარეზე, შემდეგ კი გამოვიყენე Xacto დანა მისი ამოსაჭრელად. თითის ნაჭრები მე შევქმენი ქსოვილის ზოლების მოჭრით, რომელიც საკმარისად გრძელი იყო ჩემს თითებზე და ვკერავდი Velcro- ს თასმებს, რომ შეენარჩუნებინა ისინი. შემდეგ გავაკეთე ჩანთები ვიბრაციის ძრავების დასაყენებლად და შევაკერინე ისინი თითის სამაგრებზე, ასევე მთავარი ხელთათმანის ქვედა ნაწილის შუა ნაწილზე (ხელის გულთან ახლოს).

ეს დიზაინი მოითხოვს მინიმალურ კერვას და მე მხოლოდ ამ სცენარებში შევიკერა:

- მიამაგრეთ/გააძლიერე Velcro ზოლები ქსოვილზე.

- შეკერეთ ვიბრაციის ძრავის ტომრები თითის სამაგრებზე და ხელთათმანის მთავარ სხეულზე.

- შექმენით ბატარეის ჩანთა მკლავზე.

ნაბიჯი 6: შეკრება (ნაწილი 1)

ახლა, როდესაც ხელთათმანი შეიკრიბა და ყველა გაყვანილობა დასრულდა, დავიწყე ხელთათმანების ელექტრული კომპონენტების დაცვა. ამ ნაბიჯისათვის, მე მივყევი ადრე გაკეთებულ ნახატს და დავდე ყველა ნაჭერი. შემდეგ დავიწყე მათი ქსოვა ძაფის გამოყენებით. მე დავამთავრე ჰაპტიკული საავტომობილო კონტროლერების განთავსება ხელთათმანის მარცხენა მხარეს ზედა ნაწილის ნაცვლად, რადგან ეს უფრო აზრიანი იყო მას შემდეგ, რაც შეკრება დავიწყე.

ნაბიჯი 7: შეკრება (ნაწილი 2 - PWR + GND)

საბოლოოდ, მე შევაერთე ყველა ჩემი კომპონენტი ძალასა და მიწას. ამის გასაკეთებლად, მე დავაყენე მიწისქვეშა და დენის სარკინიგზო ხაზი ჩემს პატარა დაფაზე, რომელიც მას FLORA- ს gnd და pwr- ს ვუკავშირებ. მე შევაერთე ჩემი საავტომობილო კონტროლერები და მულტიპლექსერი ამ რელსებს. შემდეგ მე დავუკავშირე ჩემი ულტრაბგერითი სენსორები pwr და gnd, მაგრამ ასევე გამოვიყენე დამატებითი ადგილი პურის დაფაზე, რომ დავამატო რეზისტორები, რომლებიც ადრე დავივიწყე. ეს რეზისტორები აუცილებელია, რადგან ისინი ქმნიან გამყოფს, რომელიც ამცირებს ECHO სიგნალის ძაბვას, რომელიც ბრუნდება FLORA- ში.

ცოტა დაუზუსტებელი იყო gnd და pwr კავშირების შედუღება მას შემდეგ, რაც ყველაფერი უკვე შეკერილი იყო, ასე რომ თქვენ მოგინდებათ პირველი შედუღების გაკეთება. ჩემთვის აზრი ჰქონდა ლოდინს, რადგან მე ჯერ კიდევ არ ვიყავი ბოლომდე დარწმუნებული, თუ როგორი იქნებოდა ყველა კომპონენტის საბოლოო განლაგება.

გორილას წებოს გამოყენებით, მე ხის პატარა ნაჭერი დავიკიდე ხელთათმანზე პურის დაფის ასამაღლებლად და დავამატე ველკრო, რათა შეემართა პურის დაფა ხეზე (იხ. სურათი ზემოთ). მე ეს გავაკეთე ისე, რომ ადვილად შემეძლო მისი აწევა და შორტების შემოწმება.

ბოლო ნაბიჯი არის ცხელი წებო თქვენი ულტრაბგერითი სენსორების ორივე მხარეს დააყენა breadboard.

და თქვენ გააკეთეთ!