Şiddetli ASD Uzaktan Kumanda: 7 Adım (Resimlerle)

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

1. Elektro-mekanik mühendisliği Yüksek Lisansı sırasında, öğrencilerden Profesör Bram Vanderborght tarafından Mekatronik dersinin projesi için bir robot yaratmaları istenir. Üç kızdan oluşan bir ekip olarak, ileri derecede otizmli genç yetişkinlerle çalışma fırsatını değerlendirmeye karar verdik. "Seçiminizi yapın", otistik, psikotik veya şiddetli nevrotik çocuklar ve yetişkinler için özel bir enstitü olan Parhélie Brussels ile işbirliği içinde bir projeyi temsil ediyor. Amaç, 12 ila 18 yaşları arasındaki şiddetli ASD'li (Otizm Spektrum Bozukluğu) genç yetişkinlere bilgisayarlarla iletişim kurma fırsatı veren bir cihaz yaratmaktır. Genç yetişkinler konuşmadığından, cihaz onların da insanlarla etkileşime girmesine yardımcı olmalıdır. Bundan sonra bakıcılar genç yetişkinler adına seçim yapmak zorunda kalmayacak, ancak genç yetişkinler kararlarını özerk olarak alabilecekler. Ana amaç, bilgisayar ekranlarında görüntülenen bir şarkı veya akşam yemeği seçeneğini kendi başlarına seçebilmeleridir.

Projeyi gelecekteki diğer projelerde yeniden kullanma seçeneği sunmak ilginç olduğu için, uzatma olasılığı dikkate alınacaktır. Bilgisayar uygulamasının kodlaması, seçim seçenekleri istenildiği gibi genişletilebilecek şekilde yapılacaktır.

Tasarım için, çocukların dikkatlerinin kolayca dağılabileceğini, çok iyi motor becerilerine sahip olmadıklarını ve muhtemelen cihazı yok etmeye çalışacaklarını hesaba katmak önemlidir. Tüm elektroniklerin içinde saklanabileceği bir kutu tasarlanmıştır. Darbelere karşı koruma sağlamak için pil ayrı bir kutuda saklanır ve elektronik bileşenler bir PCB üzerine lehimlenmiştir.

Adım 1: İlk Tasarım

Proje için elektronik bileşenleri düşünmeden önce, kutunun ilk tasarımını bulmak iyi olur. Elektronik parçaların kutunun içine sığması gerektiğinden ancak kutu uzaktan kumanda olarak kullanmak için çok büyük olmayabileceğinden, bu bir deneme yanılmadır. uydurma boyutları bulma işlemi. Autodesk Inventor Professional 2018 programı ile bir ilk fikir tasarlanır. Bu şekilde, internette arama yaparken gerekli tüm bileşenler için sağlanan alan dikkate alınabilir.

Kutu, bilgisayar ekranında görüntülenen seçenekler arasında seçim yapmak için 3 düğmeli bir uzaktan kumanda görevi görecektir. 2 dış düğme, şiddetli otizmli genç yetişkinler arasında geçiş yapmak için kontrol düğmeleri olarak işlev görecektir, kutunun çok karmaşık ve dikkat dağıtıcı olmaması ve her zaman aynı renk düzenini koruması çok önemlidir. Bir ivmeölçer aracılığıyla, sol RGB Uzaktan kumanda nasıl yönlendirilirse yönlendirilsin, LED düğmesi her zaman mavi bir renk gösterecek ve sağdaki her zaman kırmızı bir renk gösterecektir. Renkler her zaman görünür durumdadır ve bir düğmeye basıldığında birkaç saniyeliğine kaybolur. Düğme hareketi ile eş zamanlı olarak piezobuzzer ses çıkaracak ve titreşim motorları kutunun çocuğun ellerinde titreşmesini sağlayacaktır. Düğmelerin hareketini bilgisayar uygulamasına bağlamak için, sinyaller bir Wi-Fi bağlantısı aracılığıyla uygulamaya gönderilir.

Son kutu, düğmeler için 3 delik (üst kutu), pil şarj cihazını ve Redbear Duo'yu bağlamak için 2 delik (ön ve arka) ve her iki tarafa dağıtılmış 4 çok küçük delik ile sağlanan basit, dikdörtgen bir şekle sahiptir. piezobuzzer'ın sesi fark edilir. Genç yetişkinlerin kendilerine veya başkalarına zarar vermelerini önlemek için kutunun kenarları yuvarlatılmıştır.

2. Adım: Bileşenlerinizi Alın

İhtiyacın olacak:

- 3D yazıcı (FABlab Brüksel'den erişilebilir) VUB'da elektromekanik mühendisliği öğrencileri için mevcut olan yazıcıları kullandık.

- Havya ve lehim

- Colorfabb XT - 3D baskı için şeffaf malzeme:

- Redbear DuoBilgi: https://redbear.cc/duo Satın alın: https://www.antratek.com/redbear-duo Fiyat: 30 €, 13Redbear Duo'nun çalışma voltajı 3, 3 V'tur. Diğer elektrikli bileşenlerin ihtiyacı 3, 3 V ile çalışabilecek şekilde seçilmelidir.

- Yeşil (isteğe bağlı) LED arcade düğmesiBilgi: https://www.adafruit.com/product/3487Satın alın: https://www.sossolutions.nl/ Fiyat: 4,55 €

- 2 RGB LED Düğme (PCB'de bağlantı için kullanılan dirençler) Şuradan satın alın: https://www.aliexpress.com/item/ONPOW-22mm…Fiyat: 18 €

- İvmeölçer ADXL345 Bilgi: https://www.sparkfun.com/products/9836Satın alın: https://www.antratek.nl/tri-axis-adxl345-breakoutFiyat: €21, 75Bu, dijital 3 eksenli bir ivmeölçerdir. fazla güç kullanmaz. Pilin mümkün olduğunca uzun süre dayanmasını istiyoruz.

- Li-IonBattery 1200 mAhBilgi: https://www.adafruit.com/product/258 Şuradan satın alın: https://www.kiwi-electronics.nl/lithium-ion-polym…Fiyat: 11 €, 95A Li-ion en güvenli pil türü olmasa da uzaktan kumandanın mikro USB ile şarj edilmesi gerektiğinden pil seçildi. Aksi takdirde, bakıcılar pilleri değiştirmek için her zaman kutuyu açmak zorundadır.

- Pil şarj cihazıBilgi: https://www.adafruit.com/product/259 Şuradan satın alın: https://www.kiwi-electronics.nl/usb-li-ion-lipoly…Fiyat: 14, 90 €

- PiezobuzzerBilgi: https://www.adafruit.com/product/1739 Satın alın: https://www.adafruit.com/product/1739 Fiyat: 1, 25 €

- 2 vibrasyon motoru (bir direnç ve transistör ile birlikte bağlanır)Bilgi: https://www.adafruit.com/product/1201 Satın alın: https://www.kiwi-electronics.nl/vibrating-mini-mo…Fiyat: 2 €, 50

- Elektrikli bileşenleri ayarlamak için baskılı devre kartı (PCB)

- Dirençler 150 Ohm'luk 4 direnç (her RGB arcade düğmesi için 2 adet) 4,7 kOhm'luk 2 direnç (ivmeölçer için)10 kOhm'luk 3 direnç (her düğme için 1 adet)100 Ohm'luk 1 direnç (titreşim motorları için) 1 PN2222 transistör (titreşim motorları için)

- Vidalar2 Bileşen panosu için M2, 5x8 vidalar5 Kutunun altı (4) ve pil kutusunun altı için M3x8 vidalar (1) Titreşim kutularının altı için 4 M2, 5x8 vidalar (her kutu için 2 adet)

Programlama kısmı için, uygulamayı programlamak için Eclipse'de Java kullanıldı. Redbear Duo, Arduino IDE kullanılarak programlandı.

Adım 3: Elektronik Bileşenleri PCB Üzerinde Lehimleme

Tüm bileşenleri bir PCB kartına lehimlemek için Redbear Duo ile olan bağlantıların bilinmesi gerekir. Bu bağlantılar ilk resimde görselleştirilebilir. Projede kullanılan tüm bileşenler Redbear Duo'nun giriş/çıkış pinlerine bağlanmıştır. Düğmeleri ve titreşim motorlarını bağlamak için dirençler ve transistörler gereklidir. Bu kısımlar diğer 3 resimde görselleştirilebilir. Hangi dirençlerin ve transistörün kullanıldığını ve nereye yerleştirildiğini bilmek için bu resimlerde bir şema ve ek notlar verilmiştir.

Not: Resimlerde verilen portlar projede kullanılan portlardır. Farklı portları seçmek mümkündür. Yalnızca bazı kısıtlamaların dikkate alınması gerekir: İvmeölçerin SDA ve SCL portlarının sırasıyla Redbear Duo'nun D0 ve D1 pinlerine bağlanması gerekir. Buzzer ve vibrasyon motorlarının bir PWM pinine bağlanması gerekir.

İvmeölçer için bağlantı kılavuzu Sparkfun'un web sitesinde bulunabilir. Kullanılan iletişim I2C'dir.

4. Adım: Uzaktan 3D Baskı

Tasarım geliştirildikten sonra kutu 3D yazdırılabilir. Nihai ürün için 5 farklı parçanın basılması gerekir: - kutunun altı - kutunun şekli - pil kutusunun sabitleme plakası - titreşim kutularının sabitleme plakaları (2)

Prototip, bir Ultimaker 2 3D yazıcı aracılığıyla tasarlandı. Tüm bileşenler için kullanılan malzeme ColorFabb XT'dir.

Adım 5: Redbear Duo'yu programlayın

Kutu tasarımı geliştirilip baskı yapılırken mikro kontrolör programlanabilmektedir.

Bileşenleri Redbear Duo'ya bağlamak için kullanılan giriş/çıkış pinlerinin çoğu 3. adımda zaten açıklanmıştır. Geri kalanı kodda bulunabilir.

Daha önce de belirtildiği gibi, kutunun yönüne bağlı olarak dış düğmelerin renklerinin uyarlanması gerekir. Bu nedenle ivmeölçer kullanılır. Kodda, ivmeölçerin x koordinatı 50'den büyük olduğunda renk değişir. Bu, ivmeölçerin kutuya nasıl yerleştirildiğine bağlıdır. Cihazınızdaki x koordinatının değerini kontrol ettiğinizden ve gerekirse kodu uyarladığınızdan emin olun. İvmeölçerin değerlerini okumak için gerekli kitaplık, 3. adımda bahsedilen Sparkfun web sitesinde bulunabilir.

Cihaz kullanılmadığında pilden tasarruf etmek için Wi-Fi ve LED ışıkları kapatılabilir. Kutu sağ tarafına yerleştirildiğinde ve her iki dış düğmeye basıldığında kutu kapanır. Kutuyu uyandırmak için dış düğmelere basılması gerekir (bu eylem için yön önemli değildir). Bu adım için, kutu sağ tarafına yerleştirildiğinde y koordinatının değerini kontrol etmek ve gerekirse uyarlamak en iyisidir.

6. Adım: Uygulamayı Yapın

Uzaktan kumandanın kullanımını kolaylaştırmak için Java'da bir uygulama oluşturuldu. Uygulama, bir WiFi bağlantısı üzerinden uzaktan kumandayla iletişim kurabilir. Uygulama, uzaktan kumandadan alınan bilgileri kullanarak seçenekler arasında gezinecek ve bu şekilde resimleri seçecek veya şarkı çalacaktır. Programın genişletilebilir olması gerektiğinden isimler ve kategoriler eklenebilir.

İlk panelde kumandayı kullanacak genç yetişkinin adı seçilmelidir. Panelin altındaki metin alanı ve butonlar kullanılarak isim eklenebilir veya silinebilir.

Genç yetişkinin adını seçtikten sonra kategori seçilmelidir. 'Müzik' kategorisi seçilirse, bir seçim onaylandığında bir şarkı çalınır.

Son ekran genç yetişkin tarafından görülebilecek tek ekrandır ve bu aynı zamanda uzaktan kumanda ile kontrol edilebilen tek paneldir. Sağa veya sola giderek resimler arasında gezinebilirsiniz. Uzaktan kumandadaki orta düğmeye basılarak bir seçim onaylanırsa, görüntünün etrafında yeşil bir çerçeve belirir. Bu noktada farklı seçeneklere geçmek mümkün değildir. Onay düğmesine tekrar basıldığında bir seçimin seçimi kaldırılır.

Görüntüleri eklemek ve silmek için "Dosya Ekle" ve "Dosya Sil" pencereleri kullanılabilir. Müzik kategorisine dosya eklerken iki adım izlenmelidir. İlk açılan pencerede ekranda gösterilmesi gereken görüntü seçilebilir. İkinci açılır pencerede bu görselle ilgili şarkı seçilmelidir. Seçilen şarkı mp3 formatında olmalıdır.

Bir dosyayı silmek için, "Dosyayı Sil" düğmesine basıldığında açılan listeden görüntünün adı seçilmelidir.

Adım 7: Kutuyu Birleştirin

Son adım olarak, kutu monte edilmelidir. - Kutuya ekstra sağlamlık kazandırmak için iç kısımda düğmeler arasında köpük kullanılmıştır. Butonların kablolarının da biraz boşluğa ihtiyacı olduğunu unutmayın! - Pil, pil kutusuna konur ve pil sabitlemesi üzerine vidalanır. - Titreşim motorları, titreşim motor kutularının içine sabitlemek için kullanılabilen ince bir yapışkan tabaka ile donatılmıştır. Kutular küçük olduğundan, motorları kutunun kenarlarına biraz daha iyi bastırmak için bir cetvel veya küçük bir nesne kullanılabilir. Motorlar sabitlendiğinde kutular sabitleme ve vidalarla da kapatılabilir. - Butonlardan ve vibrasyon motorlarından gelen teller PCB'ye bağlanır.- PCB, 3D baskılı yan direklere vidalar vasıtasıyla bağlanabilir. PCB'nin montajı, Redbear Duo ve pil şarj cihazı kutuda (deliklere yakın) doğru şekilde yerleştirilecek şekilde yapılmalıdır. - Son olarak, kutunun altı köşelerdeki sütunlara monte edilir. vida araçları.

Tebrikler! Bu adımın sonuna geldiğinizde, uzaktan kumandayı şiddetli otizmli genç yetişkinler için yeniden yapmayı başardınız. Projenin bu aşamasında her şeyin istendiği gibi çalışıp çalışmadığını test etmeniz önerilir. İyi şanslar ve iyi eğlenceler!