Haptic Glove para sa Bulag: 7 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang Haptic guwantes ay isang aparato para sa bulag at / o may kapansanan sa paningin na nagbibigay sa may-ari ng impormasyon tungkol sa mga hadlang sa kanilang agarang paligid. Gumagamit ang guwantes ng dalawang mga ultrasonic sensor na nag-uulat ng distansya at oryentasyon ng mga bagay. Nakasalalay sa kung ano ang nakita ng mga sensor na ito, ang mga motor na panginginig ay inilagay sa buong guwantes na mag-vibrate sa mga natatanging pattern upang maihatid ang impormasyong ito sa gumagamit.

Hakbang 1: Listahan ng Mga Pantustos

Elektronik:

- # 1201: Vibrating Mini Motor Disc - ERM (x4) [$ 1.95 ea.]

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

- # 659: FLORA - Nakasusuot ng elektronikong platform - Tugma sa Arduino [$ 14.95]

- HC-SR04 Ultrasonic Distance Sensors (x2) [$ 2.99 ea.]

- # 2717: TCA9548A I2C Multiplexer [$ 6.95]

- # 3287: 3 AA na may hawak ng baterya na may konektor sa JST [$ 2.95]

- # 1608: Adafruit Perma-Proto Quarter-sized Breadboard PCB - Single [$ 2.95]

- Ribbon cable

- 200 at 220 ohm resistors

Katha:

- Mga piraso ng Velcro [$ 2.98]

- # 615: Itinakda ang karayom - 3/9 laki - 20 karayom [$ 1.95]

- Neoprene, o anumang iba pang matibay na tela

Kabuuang Gastos: $ 78.31

Karamihan sa mga bahagi ay binili mula sa Adafruit.com

Hakbang 2: Breadboarding

Ang unang hakbang ay upang ikonekta ang lahat ng iyong mga bahagi gamit ang isang breadboard upang masiguro mong lahat sila ay gumagana nang maayos bago ayusin ang mga ito sa pangwakas na produkto. Ang sumusunod na diagram ng circuit at imahe ay magbibigay sa iyo ng isang ideya kung saan ang lahat ay kailangang ikonekta. Narito ang isang pagkasira ng ginagawa ng bawat sangkap:

Arduino Uno / FLORA

Ito ang microcontroller, na kung saan ay ang bahagi na maaaring mai-program. Nagbibigay din ito ng lakas sa lahat ng mga bahagi mula sa baterya. Una kong na-hook ang lahat hanggang sa isang Arduino Uno dahil mayroon itong 5v supply, ngunit pagkatapos ay pinalitan ito ng isang FLORA at 3 AA na baterya (4.5v).

Haptic Motor Controller

Ang mga tagakontrol na ito ay direktang kumonekta sa bawat motor na panginginig at pinapayagan kang i-program ang bawat panginginig ng motor nang nakapag-iisa sa isa't isa, habang mayroon ding kalamangan na isama ang isang paunang naayos na aklatan ng mga epekto ng panginginig. Ang mga ito ay hindi kritikal sa pagpapaandar ng guwantes, ngunit ginagawang mas madali ang programa dahil hindi mo kailangang i-program ang iyong sariling mga pattern ng panginginig mula sa simula.

Muliplexer

Gumagawa lamang ito bilang isang uri ng expander dahil walang sapat na mga pin ng SCL / SDA sa FLORA upang mapaunlakan ang lahat ng mga haptic motor Controller. Pinapayagan ka ring makipag-usap sa bawat haptic motor controller nang nakapag-iisa sa pamamagitan ng pagtatalaga ng isang natatanging address sa bawat isa.

Mga Motors ng Panginginig

Ito ang nagbibigay sa gumagamit ng feedback na haptic. Nag-vibrate ang mga ito sa ilang mga pattern depende sa kung paano mo i-program ang mga ito. Higit pa sa kung paano sila gumagana dito.

Mga Ultrasonic Sensor

Ang mga sensor na ito ang sumusukat sa distansya ng mga bagay sa harap nila. Ginagawa nila ito sa pamamagitan ng pagpapadala ng isang signal na "gatilyo", na tumatalbog sa anumang kalapit na mga bagay at bumalik bilang isang senyas na "echo". Ang programa ay magagawang bigyang kahulugan ang oras ng pagkaantala at kalkulahin ang tinatayang distansya. Tiyaking markahan ang mga ito ng "kaliwa" at "kanan" upang hindi ka malito sa paglaon. Higit pa sa kung paano sila gumagana dito.

Hakbang 3: Pag-coding

Ngayon na konektado ang lahat, maaari mong i-download ang code sa iyong FLORA at subukan ito. I-download ang file sa ibaba at ang mga kinakailangang aklatan (naka-link sa ibaba). Ang halimbawang code na ito ay may mga pagpapaandar na nakalista sa talahanayan sa itaas.

Upang subukan ang code, maglagay ng isang malaking patag na bagay na mas mababa sa 6 pulgada ang layo mula sa ultrasonic sensor sa kanan. Ang on-board RBG ay dapat na mabilis na kumurap asul. Habang inililayo mo ang bagay nang mas malayo, ang kisap ay dapat na maging mas mabilis. Nang sabay-sabay, ang isa sa mga motor na panginginig (na kung saan ay ilalagay sa hinlalaki) ay mabilis na mag-vibrate kapag ang bagay ay mas mababa sa 6 pulgada ang layo at magsimulang mag-vibrate na may mas kaunting lakas mas lalo mong mailayo ang bagay. Ang magkatulad na pattern na ito ay dapat na hawakan para sa kaliwang sensor ng ultrasonic, na may isang kulay kahel na ilaw lamang sa halip na asul

Nagdagdag ako ng isang karagdagang tampok, na kung saan ang RBG ay dapat magpikit ng rosas at ang gitnang daliri at mga sensor ng panginginig ng palad ay dapat na mag-vibrate kapag ang parehong mga sensor ay nakakita ng isang bagay na mas mababa sa 6 pulgada ang layo. Gayunpaman, ang tampok na ito ay hindi masyadong maaasahan. Iningatan ko ang gitnang daliri at mga palad ng panginginig ng palad sa panghuling disenyo kung sakaling ang mga tao ay nais na makabuo ng isang mas malikhaing pag-andar para sa kanila.

* HUWAG * isaksak ang board ng FLORA sa computer sa pamamagitan ng usb habang ang panlabas na baterya ay konektado pa rin! Palaging i-unplug ito muna mula sa panlabas na baterya.

* BAGO * pag-download ng halimbawa ng code na ibinigay dito, kakailanganin mong i-download ang mga sumusunod na aklatan / driver:

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Kung ang code ay tila hindi tumatakbo o ang iyong mga sensor / motor ay hindi tumutugon:

- Tiyaking napili mo ang tamang COM port sa Arduino program.

- Siguraduhin na ang iyong mga motor na panginginig ay ganap na konektado sa breadboard / haptic motor Controller. Ang mga wire na kumokonekta sa kanila ay napakapayat at madaling maluwag.

- I-double check na hindi mo pa naihalo ang mga wire ng SCL / SDA (multiplexer) o ang ECHO at TRIG wires (ultrasonic sensor). Hindi ito gagana kung lumipat ang mga ito.

- Kung ang lahat ay gumagana nang normal kapag naka-plug in sa pamamagitan ng usb, ngunit ang glitching kapag nakakonekta sa mga panlabas na baterya, marahil oras na upang palitan ang mga ito ng mga sariwang baterya.

Hakbang 4: Mga Koneksyon sa Data ng Paghinang

Ngayon na ang code ay nakumpirma na gumagana, maaari mong simulan ang pagpupulong ng pangwakas na produkto. Nagsimula ako sa pamamagitan ng unang pagguhit ng lahat ng mga koneksyon sa balangkas ng isang kamay, upang mailarawan ang lahat ng mga panghuling koneksyon. Nakatuon muna ako sa lahat ng mga koneksyon ng data, at pagkatapos ay na-wire ang mga linya ng kuryente at lupa sa dulo. Din sa yugtong ito nakalimutan kong maghinang ng mga resistors sa mga ECHO at GND na pin ng mga ultrasonic sensor (oops), kaya wala sila sa imahe. Natapos kong idagdag ang mga ito nang maikabit ko ang mga ultrasonic sensor sa "hub" na kapangyarihan sa gitna ng guwantes.

Nagsimula ako sa pamamagitan ng paghihinang ng lahat ng mga koneksyon sa FLORA, at umakyat sa multiplexer, mga haptic motor Controller, at mga motor na panginginig. Pinagtibay ko ang aking mga koneksyon gamit ang mainit na pandikit, tubong pag-urong ng init, at electrical tape.

Sa lahat ng mga imahe ang kulay ng kawad ay tumutugma sa mga sumusunod na koneksyon:

PULA: kapangyarihan

BLACK: lupa

DILAW: scl

PUTI: sda

GREEN: motor (-)

GRAY: motor (+)

BROWN: echo ng ultrasonic sensor

ORANGE: trigg ng ultrasonic sensor

Hakbang 5: Pag-tela ng Guwantes

Ang gwantes ay binubuo ng mga sumusunod na sangkap:

- Pangunahing guwantes na katawan (na humahawak sa panginginig ng palad)

- 3 mga strap ng daliri (rosas, gitna, hinlalaki), na mayroong 3 ng mga motor na panginginig

- Arm strap upang hawakan ang pack ng baterya

Nagpasya ako sa isang disenyo ng guwantes na walang daliri para sa kapakanan ng pagiging simple, at makikita mo ang pangkalahatang template sa itaas. Ang sketch na ito ay hindi dapat sukatin, at malamang na aayusin mo ang sukat upang magkasya ang iyong kamay. Ito ay sinadya upang magsuot sa kaliwang kamay. Una kong natunton ang disenyo sa ilalim ng ilang tela, at pagkatapos ay gumamit ng isang Xacto na kutsilyo upang i-cut ito. Nabuo ko ang mga piraso ng daliri sa pamamagitan ng paggupit ng mga piraso ng tela ng sapat na haba upang ibalot sa aking mga daliri, at pagtahi sa mga strap ng Velcro upang mapigilan ito. Gumawa ako pagkatapos ng mga pouch upang maitago ang mga motor na panginginig at tahiin ito sa mga strap ng daliri pati na rin sa gitna ng ilalim ng pangunahing katawan ng guwantes (malapit sa palad).

Ang disenyo na ito ay nangangailangan ng kaunting pagtahi, at tumahi lamang ako sa mga sitwasyong ito:

- Sumunod / palakasin ang mga Velcro strips sa tela.

- Tahiin ang mga motor na panginginig ng motor sa mga strap ng daliri at pangunahing katawan ng guwantes.

- Bumuo ng pouch ng baterya sa strap ng braso.

Hakbang 6: Assemby (Bahagi 1)

Ngayon na ang guwantes ay tipunin at ang lahat ng mga kable ay nakumpleto, sinimulan kong adhering ang mga de-koryenteng sangkap sa guwantes. Para sa hakbang na ito, sinundan ko ang pagguhit na ginawa ko kanina at inilatag ang lahat ng mga piraso. Sinimulan ko silang tahiin sa paggamit ng twine. Natapos ko ang paglalagay ng mga haptic motor Controller sa kaliwang bahagi ng guwantes sa halip na sa tuktok sapagkat mas may katuturan sa ganoong paraan nang magsimula akong magtipon.

Hakbang 7: Assembly (Bahagi 2 - PWR + GND)

Sa wakas, ikinonekta ko ang lahat ng aking mga bahagi sa lakas at lupa. Upang magawa ito, nag-set up ako ng ground at power rail sa aking maliit na breadboard, sa pamamagitan ng pagkonekta nito sa gnd at pwr ng FLORA. Ikinonekta ko ang aking mga haptic motor Controller at multiplexer sa mga riles na ito. Ikinonekta ko ang aking mga ultrasonic sensor sa pwr at gnd, ngunit sinamantala din ang labis na puwang sa breadboard upang idagdag ang mga resistor na nakalimutan ko kanina. Mahalaga ang mga resistor na ito habang lumilikha sila ng isang divider na nagpapababa ng boltahe ng signal ng ECHO, na babalik sa FLORA.

Medyo walang katiyakan na maghinang ang mga koneksyon sa gnd at pwr pagkatapos na ang seft ay naitala na, kaya baka gusto mong gawin muna ang lahat ng paghihinang. May katuturan para sa akin na maghintay dahil hindi ko pa rin lubos na natitiyak kung ano ang panghuling layout ng lahat ng mga sangkap na magiging.

Gamit ang ilang pandikit na Gorilla, sumunod ako sa isang maliit na scrap ng kahoy sa guwantes upang maiangat ang breadboard, at idinagdag si Velcro upang sundin ang breadboard sa kahoy (tingnan ang imahe sa itaas). Ginawa ko ito upang madali kong maiangat ito at suriin ang mga shorts.

Ang huling hakbang ay ang maiinit na pandikit ang iyong mga ultrasonic sensor sa magkabilang panig ng itinaas na breadboard.

At TINAPOS MO NA!