Körler için Dokunsal Eldiven: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Haptic eldiven, kullanıcıya yakın çevresindeki engeller hakkında bilgi sağlayan kör ve/veya görme engelliler için bir cihazdır. Eldiven, nesnelerin mesafesini ve yönünü bildiren iki ultrasonik sensör kullanır. Bu sensörlerin neyi algıladığına bağlı olarak, eldivenin her tarafına yerleştirilen titreşim motorları, bu bilgiyi kullanıcıya iletmek için benzersiz desenlerde titreşir.

Adım 1: Sarf Malzemelerinin Listesi

Elektronik:

- #1201: Titreşimli Mini Motor Diski - ERM (x4) [$1,95 adet]

- #2305: Adafruit DRV2605L Haptik Motor Denetleyicisi (x4) [7,95 $ adet]

- #659: FLORA - Giyilebilir elektronik platform - Arduino uyumlu [$14,95]

- HC-SR04 Ultrasonik Mesafe Sensörleri (x2) [$2.99 adet]

- #2717: TCA9548A I2C Çoklayıcı [$6,95]

- #3287: JST konektörlü 3 AA pil tutucu [2.95] $

- #1608: Adafruit Perma-Proto Çeyrek Boyutlu Breadboard PCB - Tekli [$2.95]

- Şerit kablo

- 200 ve 220 ohm dirençler

Yapılışı:

- Velcro şeritler [2,98$]

- #615: İğne seti - 3/9 boy - 20 iğne [1,95 $]

- Neopren veya başka herhangi bir dayanıklı kumaş

Toplam Maliyet: 78,31 $

Çoğu bileşen Adafruit.com'dan satın alındı

2. Adım: Breadboarding

İlk adım, tüm bileşenlerinizi bir devre tahtası kullanarak bağlamaktır, böylece nihai ürüne sabitlemeden önce hepsinin düzgün çalıştığından emin olabilirsiniz. Aşağıdaki devre şeması ve resim, her şeyin nereye bağlanması gerektiği konusunda size bir fikir verecektir. Her bir bileşenin ne yaptığının bir dökümü aşağıdadır:

Arduino Uno/FLORA

Bu, programlanabilir kısım olan mikrodenetleyicidir. Ayrıca pilden tüm bileşenlere güç sağlar. Başlangıçta 5v kaynağı olduğu için her şeyi bir Arduino Uno'ya bağladım, ancak daha sonra onu bir FLORA ve 3 AA pil (4.5v) ile değiştirdim.

Dokunsal Motor Kontrolörü

Bu kontrolörler, her bir titreşim motoruna doğrudan bağlanır ve her bir titreşim motorunu birbirinden bağımsız olarak programlamanıza izin verirken, aynı zamanda önceden sabitlenmiş bir titreşim efektleri kitaplığı ekleme avantajına sahiptir. Bunlar eldivenin işlevi için kritik değildir, ancak kendi titreşim modellerinizi sıfırdan programlamanız gerekmediğinden programlamayı çok daha kolaylaştırır.

çoklayıcı

Bu, FLORA'da tüm dokunsal motor kontrol cihazlarını barındırmak için yeterli SCL/SDA pini olmadığı için bir çeşit genişletici görevi görür. Ayrıca, her birine benzersiz bir adres atayarak her bir dokunsal motor kontrolörü ile bağımsız olarak iletişim kurmanıza olanak tanır.

Titreşim Motorları

Bunlar, kullanıcıya dokunsal geri bildirim sağlayan şeydir. Onları nasıl programladığınıza bağlı olarak belirli kalıplarda titreşirler. Burada nasıl çalıştıkları hakkında daha fazla bilgi.

Ultrasonik Sensörler

Bu sensörler, önlerindeki nesnelerin mesafesini ölçen şeydir. Bunu, yakındaki herhangi bir nesneden sıçrayan ve bir "yankı" sinyali olarak geri dönen bir "tetik" sinyali göndererek yaparlar. Program daha sonra gecikme süresini yorumlayabilir ve yaklaşık mesafeyi hesaplayabilir. Daha sonra kafanızın karışmaması için onları "sol" ve "sağ" olarak etiketlediğinizden emin olun. Burada nasıl çalıştıkları hakkında daha fazla bilgi.

Adım 3: Kodlama

Artık her şey bağlı olduğuna göre, kodu FLORA'nıza indirebilir ve test edebilirsiniz. Aşağıdaki dosyayı ve gerekli kütüphaneleri indirin (bağlantısı aşağıdadır). Bu örnek kod, yukarıdaki tabloda listelenen işlevlere sahiptir.

Kodu test etmek için, sağdaki ultrasonik sensörden 6 inçten daha az büyük, düz bir nesne yerleştirin. Yerleşik RBG hızla mavi renkte yanıp sönmelidir. Nesneyi uzaklaştırdıkça, yanıp sönme daha az hızlı hale gelmelidir. Eş zamanlı olarak, (daha sonra başparmağa yerleştirilecek olan) titreşim motorlarından biri, nesne 6 inçten daha az olduğunda hızla titreyecek ve nesneyi uzaklaştırdıkça daha az güçle titreşmeye başlayacaktır. Aynı model, sol ultrasonik sensör için de geçerli olmalı, yalnızca mavi yerine turuncu bir ışıkla

Her iki sensör de 6 inçten daha yakın bir nesne algıladığında, RBG'nin pembe renkte yanıp sönmesi ve orta parmak ve avuç içi titreşim sensörlerinin titreşmesi gereken ek bir özellik ekledim. Ancak bu özellik pek güvenilir değil. Orta parmak ve avuç içi titreşim motorlarını, insanların kendileri için daha yaratıcı bir işlev bulmak istemeleri ihtimaline karşı son tasarımda tuttum.

*Harici pil hala bağlıyken FLORA kartını usb aracılığıyla bilgisayara TAKMAYIN! Her zaman önce harici pilden çıkarın.

*Burada verilen örnek kodu indirmeden ÖNCE* aşağıdaki kitaplıkları/sürücüleri indirmeniz gerekecektir:

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Kod çalışmıyor gibi görünüyorsa veya sensörleriniz/motorlarınız yanıt vermiyorsa:

- Arduino programında doğru COM portunu seçtiğinizden emin olun.

- Titreşim motorlarınızın devre tahtası/dokunsal motor kontrolörlerine tam olarak bağlı olduğundan emin olun. Bunları birbirine bağlayan teller çok incedir ve kolayca gevşeyebilir.

- SCL/SDA kablolarını (çoklayıcı) veya ECHO ve TRIG kablolarını (ultrasonik sensör) karıştırmadığınızı iki kez kontrol edin. Bunlar değiştirilirse çalışmaz.

- Usb ile takıldığında her şey normal çalışıyor ancak harici pillere bağlandığında hata veriyorsa, muhtemelen yeni pillerle değiştirme zamanı gelmiştir.

Adım 4: Veri Bağlantılarını Lehimleme

Artık kodun çalıştığı onaylandığına göre, nihai ürünün montajına başlayabilirsiniz. Tüm son bağlantıları görselleştirmek için önce tüm bağlantıları bir elin ana hatlarına çizerek başladım. Önce tüm veri bağlantılarına odaklandım, ardından güç ve toprak hatlarını en sonunda bağladım. Ayrıca bu aşamada dirençleri ultrasonik sensörlerin ECHO ve GND pinlerine (oops) lehimlemeyi unuttum, bu yüzden görüntüde değiller. Ultrasonik sensörleri eldivenin ortasındaki güç "göbeğine" bağladığımda onları ekledim.

FLORA'ya tüm bağlantıları lehimleyerek başladım ve çoklayıcı, dokunsal motor kontrolörleri ve titreşim motorları arasında ilerledim. Bağlantılarımı sıcak tutkal, ısıyla daralan makaron ve elektrik bandıyla güçlendirdim.

Tüm resimlerde tel rengi aşağıdaki bağlantılara karşılık gelir:

Kırmızı güç

SİYAH: zemin

SARI: scl

BEYAZ: sda

YEŞİL: motor (-)

GRİ: motor (+)

KAHVERENGİ: ultrasonik sensör yankısı

TURUNCU: ultrasonik sensör tetik

Adım 5: Eldivenin İmalatı

Eldiven aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

- Ana eldiven gövdesi (avuç içi titreşimini tutan)

- 3 adet titreşim motorunu tutan 3 parmak kayışı (pembe, orta, başparmak)

- Pil takımını tutmak için kol askısı

Basitlik adına parmaksız bir eldiven tasarımına karar verdim ve yukarıdaki genel şablonu görebilirsiniz. Bu eskiz ölçekli değildir ve muhtemelen boyutlandırmayı elinize uyacak şekilde ayarlamanız gerekecektir. Sol ele giyilmek üzere tasarlanmıştır. İlk önce deseni bir kumaşın alt tarafına çizdim ve sonra onu kesmek için bir Xacto bıçağı kullandım. Parmaklarımı saracak kadar uzun kumaş şeritler keserek ve onları yerinde tutmak için Velcro kayışları dikerek parmak parçalarını oluşturdum. Daha sonra titreşim motorlarını yerleştirmek için keseler yaptım ve bunları parmak kayışlarına ve ayrıca ana eldiven gövdesinin alt kısmının ortasına (avuç içine yakın) diktim.

Bu tasarım minimum dikiş gerektirir ve ben sadece şu senaryolarda diktim:

- Velcro şeritleri kumaşa yapıştırın/takviye edin.

- Titreşim motoru torbalarını parmak kayışlarına ve ana eldiven gövdesine dikin.

- Pil çantasını kol askısına yerleştirin.

Adım 6: Montaj (Bölüm 1)

Artık eldiven monte edildi ve tüm kablo tesisatı tamamlandı, elektrikli bileşenleri eldivene yapıştırmaya başladım. Bu adım için daha önce yaptığım çizimi takip ettim ve tüm parçaları ortaya koydum. Daha sonra onları sicim kullanarak dikmeye başladım. Montaja başladığımda bu şekilde daha mantıklı geldiği için dokunsal motor kontrolörlerini eldivenin üst kısmı yerine sol tarafına yerleştirdim.

7. Adım: Montaj (Bölüm 2 - PWR + GND)

Sonunda tüm bileşenlerimi güç ve toprağa bağladım. Bunu yapmak için küçük breadboard'uma FLORA'nın gnd ve pwr'sine bağlayarak bir topraklama ve güç rayı kurdum. Bu raylara dokunsal motor kontrolörlerimi ve çoklayıcımı bağladım. Daha sonra ultrasonik sensörlerimi pwr ve gnd'ye bağladım, ancak daha önce unutmuş olduğum dirençleri eklemek için devre tahtasındaki fazladan alandan da yararlandım. Bu dirençler, FLORA'ya geri giden ECHO sinyalinin voltajını düşüren bir bölücü oluşturdukları için önemlidir.

Her şey dikildikten sonra gnd ve pwr bağlantılarını lehimlemek biraz tehlikeliydi, bu yüzden önce tüm lehimlemeyi yapmak isteyebilirsiniz. Beklemek benim için mantıklıydı çünkü tüm bileşenlerin son düzeninin ne olacağından hala tam olarak emin değildim.

Bir miktar Gorilla tutkalı kullanarak, devre tahtasını yükseltmek için eldivene küçük bir tahta parçası yapıştırdım ve devre tahtasını tahtaya yapıştırmak için Velcro ekledim (yukarıdaki resme bakın). Bunu, kolayca kaldırabilmem ve şort olup olmadığını kontrol edebilmem için yaptım.

Son adım, ultrasonik sensörlerinizi yükseltilmiş devre tahtasının her iki tarafına sıcak tutkalla yapıştırmaktır.

VE BİTİRDİNİZ!