Kedi Bıyığı Duyusal Uzatma Giyilebilir (2.0): 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Bu proje, eski iş arkadaşımın (metaterra) "Bıyık Duyusal Uzatma Giyilebilir" projesinin devamı ve yeniden tasavvurudur.

Bu projenin amacı, doğal dünyanın artırılmış algılanmasına izin veren yeni, hesaplama açısından zenginleştirilmiş "duyusal uzantıların" yaratılmasına odaklanmaktı. Bu projedeki en büyük çabam, sensörler aracılığıyla bir algıyı genişletecek ve kullanıcı için dokunsal bir çıktı ile yanıt verecek duyusal büyütmelerin üretilmesi ve uygulanmasına ayrıldı. Buradaki amaç, herkesin kendi duyusal uzantılarını üretmesini sağlamak ve böylece özünde insan/hayvan duyularını donanıma eşlemektir. Duyularımızı yeni ve heyecan verici yollarla etkin bir şekilde genişletmek, beynimizin yeni dış duyulara nasıl uyum sağlayabildiğini daha iyi anlamamızı sağlayacak.

Bu materyal, 1736051 No'lu Hibe kapsamında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen çalışmalara dayanmaktadır.

Proje, Colorado Boulder Üniversitesi'ndeki Oynak Hesaplama ve Craft Tech Laboratuvarı Laboratuvarında geliştirildi.

Herhangi bir sorunuz varsa, çalışmalarımı takip etmek istiyorsanız ya da sadece fikir alışverişinde bulunmak istiyorsanız, lütfen bunu Twitter hesabımdan yapın: @4Eyes6Senses.

Bu projeyle, önceki bıyık duyusal uzantısını giyilebilir hale getirmek ve onu daha hafif, daha uygun maliyetli ve aynı zamanda daha kolay inşa edilmesini sağlamak istedim. İşte farklı bileşenlere ve işlevlerine genel bir bakış:

- İki özel yapım esnek sensör bıyık cihazı seti (yan başına toplam 4, 2) kullanıcının yakın çevresindeki nesnelerden dokunsal bilgiler (bükme, esnek, vb.) alır. Her sensör tarafından alınan ilk voltaj/direnç bilgisi daha sonra bükülme açısı bilgisine dönüştürülür (örneğin, 10 derecelik bir bükülme açısı). Bu bükülme açısı bilgisi daha sonra orantılı darbe genişlik modülasyon çıkışına dönüştürülür ve kullanıcının alnındaki ilgili titreşim motorlarına gönderilir.

- Her bir visker flex sensörü, 1 ProtoBoard'a takılır ve dönüştürme/dönüştürme yapan bir Arduino UNO'ya bağlanır.

- Dört titreşim motoru, kullanıcının alnına dokunsal uyarılar sağlar. Kullanılan her motor bir bıyıkla ilişkilidir, titreşim motorunun yoğunluğu bıyık sensöründen yola çıkarak ayarlanacak bir eşiğe dayanır.

Gereçler

14" uzunluğunda, 0.08" genişliğinde, 0.03" kalınlığında polistiren şerit

4 tek yönlü bükme/esnek sensörüSugru

JST fişleri

Titreşim motorları

Sert saç bantları

ProtoBoard - Kare 1"

Bir kablo kiti (silikon yalıtım öneririm) NOT: Her bağlantı için yaklaşık 2-3 fit kablo kullanacaksınız

1/16 kalınlığında şeffaf akrilik veya karton

Isıyla daralan makaron

Sıvı Çiviler

47k direnç

NITECORE veya başka bir kafa bandı türü

cırt cırt

Adım 1: Bıyık Montajı

(Feragatname! Bu, doğrudan önceki talimattan alınmıştır.)

Gerçek bıyıkları taklit edecek kadar esnek, ancak sürekli olarak düz, bükülmemiş bir konuma geri dönecek kadar sert olan bir bıyık sensörü aparatı geliştirmem biraz zaman aldı. Sonunda, Flexpoint Sensor Systems'den 4" tek yönlü bükme/esnek sensörü kullandım (Bkz. şekil 1). Sensörün bacaklarına bir JST fişi, ardından 14" uzunluğunda, 0,08" genişliğinde, 0,03" kalınlığında polistiren şerit (Madeni yerel bir hırdavatçıdan temin ettim) sensöre silikon yapıştırıcı ile yapıştırılmış, ısıyla büzüşme uygulanmış ve bıyık ünitesinin tüm tabanının etrafına koruyucu bir Sugru kaplaması dökülmüştür. İşte ayrıntılı talimatlar:

- 3 pimli JST konektörünün fişli ucunu alın ve ortadaki kabloyu çıkarın (Bkz. şekil 2-4)

- Fiş kablolarını kısın, böylece ~1,5 cm kalan kablo kalsın, ardından bu uçları sıyırın ve sensör pinlerine lehimleyin (fiş/sensör yönünü hatırlayarak). Yalıtım sağlamak için ısıyla büzüşen kullandım (Bkz. şekil 5, 6)

- Polistiren şeridi bir çeşit esnek yapıştırıcı ile sensöre monte edin (Likit Nails silikon yapıştırıcı kullandım). Şeridi sensör yuvasına sabitlediğinizden emin olun (Bkz. şekil 7, 8)

- Sugru'nuzu alın (tek bir 5g'lik paket kullandım) ve tüm bu bileşenleri kapladığınızdan emin olarak sensörün/şeritin/fişin tabanının etrafına yerleştirin. Ayrıca, Sugru'yu şeridi tamamen sabitleyecek kadar yüksek, ancak sensörün hareket/bükülme kolaylığını kısıtlayacak kadar yüksek olmayacak şekilde uyguladığınızdan emin olun. Acele etmeyin. Sugru sertleşmeye başlayana kadar en az 30-45 dakikanız olacak. Kurumaya bırakmadan önce, fişinizin JST konektörünün giriş tarafına tam olarak oturduğundan emin olun (Bkz. şekil 9-13).

- Son olarak bıyık aparatına etiket yapıştırdım. Yan (Sol/Sağ) ve sayı konumu (1-4) kullanıldı (Bkz. şekil 14, 15)

- 3 tane daha yapın (veya istediğiniz sayıda bıyık). Her bir bıyığı aynı şekilde oluşturduğunuzdan emin olun. Bu, daha sonra sensör kalibrasyonuna yardımcı olacaktır.

2. Adım: Bıyık Montaj Düzeneği

Artık bıyık flex sensörleri tamamlandığında, bunları yanak parçasına monte edebiliriz (şekil 1). Metaterra, montaj için diskli kavisli bir kol tasarladı, bunu Adobe Illustrator kullanarak yaptı ve malzeme olarak 1/16 kalınlığında şeffaf akrilik kullandı. NOT: Bir lazer kesici mevcut değilse, montaj parçalarını aşağıdakilerden yapmayı deneyebilirsiniz. karton veya diğer kolay kesilen malzemeler, sadece PDF'yi yazdırın ve karton üzerine bindirilirken izi kesin. Lazer kesimden sonra, akriliğe dört delik açın, ardından JST tapalarını deliklerden geçirin (şekil 1, 3 ve 4), daha sonra Sugru kullanarak bıyıkları yuvanın disk kısmına gömün. İşte ayrıntılı talimatlar:

- Bıyık kolu vektör dosyasını (PDF) açın. Bu talimat için kullanılan malzeme 1/16 şeffaf akriliktir ve bir lazer kesici ile kesilir.

- Yanak montajına dört delik açın. Bıyıkları istediğiniz kadar yakın veya uzak hale getirmek için delik boyutu ve mesafe ile oynamaktan çekinmeyin.

- 2 pimli JST fişini deliklerden geçirin. açıklığın olduğu kenarların birbirinden uzağa baktığından emin olun.

- Bıyık portlarınızın olmasını istediğiniz yerde olduğundan emin olun. Sugru'yu kullanın ve JST tapalarını parçanın disk kısmındaki yerinde kalıplayın (bu beni yaklaşık dört Sugru paketi aldı). Sugru ile yaklaşık 30 dakikalık kalıplama süreniz olacak, bu yüzden acele etmeyin ve takılıyken bıyıkların üst üste gelmeyeceğinden ve JST fişlerinin istediğiniz yere yönlendirildiğinden emin olun. Yerleşimden memnun kaldığınızda, Sugru'nun bir gün kurumasını bekleyin.

- Bu adım için referans şekil 9 ve 10, ayrıca tasarımımda şuna dikkat edin: beyaz = 3.3V, siyah = GND ve kırmızı analog pin. JST fişinin iki ucunu 1' ProtoBoard'un bir tarafına lehimleyin, ardından diğer bıyıkla tekrarlayın. Tasarımımı kullanarak bir voltaj bölücü oluşturun veya düzeni değiştirin (SparkFun'un esnek sensör bağlantı kılavuzuna da bakabilirsiniz).

- Yanak parçalarını kafa bandına takmak için kolu kafa bandına sabitlemek için iki vida/cıvata kullanılır (şekil 11).

Adım 3: Titreşim Motoru Entegrasyonu, Kafa Bandı ve Pil Kurulumu

Titreşim motorlarını bağlamak oldukça basittir, kırmızı kablo Arduino'daki dijital bir PWM pinine, mavi ise GND'ye bağlanır. Titreşim motorları bir NITECORE kafa bandına cırt bant kullanılarak takılır, yerleşim bağlı olduğu bıyığa göre yapılır, dıştaki titreşim motorları ön bıyıklara ve içteki titreşim motorları arka bıyıklara bağlanır (Şekil 6).

- Her bir vibrasyon motorunun uçlarına lehim teli, her bağlantıya ısıyla daralan makaron uygulayın, ardından vibrasyon motoru kablosuna ve yeni ısıyla büzüşen kablolara ısıyla büzüşme uygulayın (Şekil 2), 3 kez tekrarlayın. Motorun arkasına bir cırt cırt disk (kanca tarafı) yapıştırın. 3 kez tekrarlayın.

- Bir şerit cırt cırt kesin, böylece motor telleri koleksiyonu birbirine bağlanabilir ve NITECORE kafa bandının önüne cırt cırtla yapıştırılabilir (Bkz. şekil 5). Şeridi kafa bandının iç ön tarafına yapıştırın (süper yapıştırıcı kullandım) ve yanak plakasındaki bıyık portlarını yerleştirdiğiniz yöndeki motorları cırt cırtla bantın üzerine yapıştırın (Şekil 7)

- Titreşim motoru kablolarını bağlamak için bir klips veya fermuar kullanın, bu, titreşim motorlarının çekilmesine/kırılmasına karşı korunmasına yardımcı olacaktır (Şekil 7).

Adım 4: Mikroişlemci ve Hepsini Arduino'ya Bağlama

Tüm titreşim motorları ve bıyıkları bir Arduino UNO'ya bağlanacaktır. 9 GND kabloyu ve 4 3.3V kabloyu lehimlemenize izin verecek ek bir prototip panosuna ihtiyacınız olacak. Doğrudan Arduino'ya takılması gereken kablolara pim ve muhafaza eklemek için büyük olasılıkla bir dupoint konektör kitine ihtiyacınız olacak. Titreşim motoru pin telleri (kırmızı kablo) Arduino dijital pinlerine bağlanır: 3, 9, 10, 11 (Bu pinler PWM'ye izin verdikleri için seçilmiştir). Titreşim motoru GND kabloları (siyah veya beyaz) prototipleme panosuna lehimlenecektir. Bıyık pinleri (kırmızı kablo) Arduino analog pinlerine bağlanacaktır: A0, A1, A2, A3. Bıyıklı VCC kabloları (beyaz kablo) ve topraklama kabloları (siyah) prototipleme panosuna lehimlenecektir.

Adım 5: Kodu Uygulayın

Tamam, şimdi kodu yükleme zamanı. Dünyayı karıştırmaya hazır olmadan önce ince ayar yapmanız gereken birkaç şey var.

- İlk olarak, hem VCC çıkış voltajını hem de 10k direnç üzerindeki direnci ölçmek için bir multimetre kullanın. Bu değerleri koddaki ilgili noktalara girin.

- Ardından, diğer tüm değişkenlerin doğru giriş/çıkışlara ayarlanıp ayarlanmadığını iki kez kontrol edin (örn., mtr, flexADC, vb…).

- Ardından Arduino'nuzu takın ve kodu yükleyin.

- Çalışmaya başladığınızda, seri monitörde Bend + (bıyık numarası) yazdırılacağını göreceksiniz. Şimdi, tüyü kalibre etme zamanı (her tüy benzersizdir ve biraz farklı bir taban çizgisi direncine sahip olacaktır). STRAIGHT_RESISTANCE değişkenini, taban çizgisi direnci (yani, bükülmemiş tüy konumu) olarak yazdırılıyorsa ona ayarlayın. Ardından, BEND_RESISTANCE değişkenini STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0 olarak ayarlayın. Orijinal kodda, bu değişkenin 90 derecelik bir bükülmede esnek sensör direnci çıkışını yansıtması gerekiyordu. Bıyıklarımız tam 90 derecelik bir bükülmeye (en azından tipik durumlarda) yaklaşmadığından, temel dirence 30000.0 ohm eklemek gayet iyi sonuç verir. Yine de, uygulamanız için en iyi olana göre bükülme direncini ayarlamaktan çekinmeyin. Her şeyi doğru ayarladıysanız, bıyık açıldığında, 0 derecelik (az ya da çok) bir bükülme açısının yazdırılacağını görürsünüz. Ardından açıya göre vibrasyon motorlarını çalıştıracak eşik değerleri belirleyebilirsiniz. Bundan sonra, gitmekte fayda var!

Adım 6: Bitti

Artık giyilebilir bir bıyığınız var ve dünyayı hissetmeye (hissetmeye) hazırsınız!

Derinlemesine sorularınız varsa, insan büyütme hakkında bilgi edinmek istiyorsanız, çalışmalarıma ayak uydurmak istiyorsanız veya sadece fikir alışverişinde bulunmak istiyorsanız, lütfen bunu Twitter hesabımdan yapın:

Teşekkürler!