Cat Whisker Sensor Extension Wearable (2.0): 6 Steps (Сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Бул долбоор мурунку кесиптешимдин (метатерранын) "Вискердин сенсордук кеңейтүүсүн кийүүгө болот" уландысы жана кайра элестетүүсү.

Бул долбоордун максаты табигый дүйнөнү кеңейтүү сезимине мүмкүндүк берүүчү, жаңы, эсептөө менен байытылган "сезүү кеңейтүүлөрүн" түзүүгө багытталган. Бул долбоор менен болгон негизги аракетим сенсорлор аркылуу сезимди кеңейтүүчү жана колдонуучуга тийүү менен жооп бере турган сенсордук күчөтүүлөрдү жасоого жана ишке ашырууга арналды. Максаты - кимдир бирөөгө өзүнүн сезүү кеңейтүүлөрүн ойлоп табууга мүмкүнчүлүк берүү жана ошону менен адам/жаныбарлардын ички сезимдерин аппараттык жабдууларга картага түшүрүү. Сезимдерибизди жаңы жана кызыктуу жолдор менен эффективдүү түрдө кеңейтүү, мээбиздин жаңы тышкы сезимдерге кантип ылайыкташа аларын жакшыраак түшүнүүгө алып келет.

Бул материал Улуттук Илим Фондунун Грант No 1736051 тарабынан колдоого алынган ишине негизделген.

Долбоор Колорадо Боулдер университетиндеги ойноок эсептөө жана кол өнөрчүлүк боюнча лабораторияда иштелип чыккан.

Эгерде сизде кандайдыр бир суроолор болсо, менин жумушумду улантууну кааласаңыз, же жөн эле идеяларыңызды айткыңыз келсе, муну менин Twitter баракчамда кылыңыз: @4Eyes6Senses.

Бул долбоор менен мен мурунку мурут сенсордук кеңейтүүнү кийип алып, аны жеңил, үнөмдүү, ошондой эле конструкциясын оңой кылгым келди. Бул жерде ар кандай компоненттерге жана алардын функцияларына сереп:

- Өзгөчөлөштүрүлгөн ийкемдүү сенсордун мурутчан түзмөктөрүнүн эки топтому (бир тарабында 4, 2) колдонуучунун жакын чөйрөсүндөгү нерселерден тийүү маалыматын (ийилүү, ийилүү ж.б.) алат. Ар бир сенсор кабыл алган баштапкы чыңалуу/каршылык маалыматы кийин ийилүү бурчу маалыматына айландырылат (мис., 10 градус ийилген бурч). Бул ийилген бурч маалыматы кийинчерээк импульстун туурасы модуляциясына айландырылат жана колдонуучунун чекесиндеги тийиштүү вибрация моторлоруна жөнөтүлөт.

- Ар бир сакал ийилгич сенсор 1 ProtoBoardга тиркелет жана Arduino UNO менен туташып турат, ал которууну/конверсиялоону ишке ашырат.

- Төрт вибрациялык мотор колдонуучунун чекесине тийүү сигналдарын берет. Колдонулган ар бир мотор бир сыдырмага байланыштуу, вибрация кыймылдаткычынын интенсивдүүлүгү виск сенсорунун негизинде коюла турган босогого негизделген.

Жабдуулар

14 "узун, 0,08" туурасы, 0,03 "коюу полистирол тилкеси

4 бир багыттуу ийилүү/ийкемдүү сенсор

JST сайгычтары

Вибрациялык моторлор

Катуу баш боолор

ProtoBoard - Square 1"

Зым топтому (мен силикон изоляциясын сунуштайм) ЭСКЕРТҮҮ: ар бир туташуу үчүн болжол менен 2-3 фут зым колдоносуз

1/16 коюу тунук акрил же картон

Жылуулукту кыскартуучу түтүк

Суюк Мыктар

47k каршылыгы

NITECORE же баштын башка түрү

Velcro

1 -кадам: Whisker Ассамблеясы

(Disclaimer! Бул мурунку көрсөтмөдөн түздөн -түз алынган.)

Чыныгы муруттарды тууроо үчүн ийкемдүү болгон ийкемдүү сенсор аппаратын иштеп чыгуу мага бир аз убакытты талап кылды, бирок дайыма түз, ийилбеген абалга кайтып келүү үчүн жетиштүү. Мен Flexpoint Sensor Systemsден 4 "бир багыттуу ийилүү/ийилүү сенсорун колдонуп бүттүм (1 -сүрөттү караңыз). JST штепсели сенсордун буттарына ширетилет, андан кийин 14" узун, 0,08 "туурасы, 0,03" полистирол тилкеси (Мен кенди жергиликтүү жабдуулар дүкөнүнөн сатып алдым) сенсорго силикон жабыштырылган, жылуулукту кыскартуу колдонулат жана сакалдын коргоочу капкагы сакалчан бирдигинин бүт тегерегине куюлган. Бул жерде деталдуу көрсөтмөлөр:

-3-шиштүү JST туташтыргычтын сайгычын алып, борбордук зымды алып салыңыз (2-4-сүрөттөрдү караңыз)

- Штепсель зымдарын кыркып алыңыз, сизде ~ 1,5 см калган зым бар, андан кийин бул өткөргүчтөрдү сенсор казыктарына чечип, ээрчиңиз (штепсель/сенсордун багытын эстеп). Мен жылуулоону камсыз кылуу үчүн жылуулукту кыскартууну колдондум (5, 6 -сүрөттөрдү караңыз)

- Полистирол тилкесин сенсорго кандайдыр бир ийкемдүү клей менен орнотуңуз (мен Суюк Мыктар силикон клейин колдондум). Тасманы сенсорго жакшы бекиткениңизди текшериңиз (7, 8 -сүрөттөрдү караңыз)

- Сугруңузду алыңыз (мен бир 5g пакетин колдондум) жана аны сенсордун/тилкенин/сайгычтын түбүнө тегеретип, бул компоненттердин баарын камтууну камсыз кылыңыз. Ошондой эле, Sugru'ду тилкени толук камсыз кылуу үчүн жетишерлик жогорку деңгээлде колдонууну унутпаңыз, бирок сенсордун кыймылын/ийилүүсүн жеңилдете турганчалык бийик эмес. Шашылба. Сугру катуулай баштаганда сизде жок дегенде 30-45 мүнөт болот. Кургатуудан мурун, сайгычыңыз JST туташтыргычынын капкагына туура келгенин текшериңиз (9-13-сүрөттөрдү караңыз)

- Акырында, мен сакалчан аппараттын этикеткасын кармадым. Side (L/R) жана сандын абалы (1-4) колдонулган (14, 15-сүрөттөрдү караңыз)

- Дагы 3 жасаңыз (же каалаган мурутуңуздун каалаган санын). Ар бир мурутуңузду ушундай жол менен түзүүнү унутпаңыз. Бул кийинчерээк сенсорду калибрлөөгө жардам берет.

2 -кадам: Whisker Mount Ассамблеясы

Эми мурут ийилүү сенсорлору бүткөндөн кийин, биз аларды жаакка бөлө алабыз (сүрөт 1). Метатерра орнотуу үчүн диски бар ийри колду ойлоп тапкан, ал муну Adobe Illustrator менен жасаган жана 1/16 дюймдук тунук акрилди материал катары колдонгон. ЭСКЕРТҮҮ: Эгерде лазердик кескич жеткиликтүү эмес болсо, анда орнотмолорду жасап көрүңүз. Картон же башка оңой кесилүүчү материал, жөн эле PDFти басып чыгарыңыз жана картонду каптап жатканда изди тегерете кесиңиз. Лазердик кесүүдөн кийин акрилге төрт тешик бургулаңыз, андан кийин JST штепсельдерин тешиктерден өрүңүз (сүрөт 1, 3 жана 4)), андан кийин муруттарды Sugru аркылуу тоонун диск бөлүгүнө салыңыз. Бул жерде деталдуу көрсөтмөлөр:

- Виск колунун вектордук файлын ачыңыз (PDF). Бул көрсөтмө үчүн колдонулган материал 1/16 тунук акрил жана лазер кескич менен кесилген.

- Жаакка орнотууга төрт тешик бургулаңыз. Тешиктин өлчөмү менен, ошондой эле мурутуңузду каалаганыңыздай жакын же алысыраак кылуу үчүн, өзүңүздү эркин сезиңиз.

- 2-пин JST сайгычын тешиктер аркылуу токуңуз. ачылган капталдары бири -биринен алыс караганын текшериңиз.

- Сиздин мурут портторуңуз алар каалаган жерде жайгашканын текшериңиз. Sugru'ду колдонуңуз жана JST штепсельдерин дисктин бөлүгүнө салыңыз (бул мага төрт Sugru пакетин алып кетти). Sugru менен сизде болжол менен 30 мүнөттүк көгөрүү убактысы болот, андыктан убактыңызды бөлүп, муруттары туташтырылганда бири -бирине төп келбешин жана JST штепсельдери сиз каалаган жерге багытталганын текшериңиз. Сиз жайгаштыруу менен бактылуу болгондон кийин, Сугруну бир күн кургатыңыз.

- Бул кадам үчүн 9 жана 10 -фигуралар, менин дизайнымда: ак = 3.3V, кара = GND, кызылдын аналогдук пин экенине көңүл буруңуз. JST сайгычынын эки учун 1 'ProtoBoardдун бир жагына ээрчиңиз, андан кийин башка мурут менен кайталаңыз. Менин дизайнымды колдонуп, чыңалуу бөлүштүргүчтү түзүңүз же макетин өзгөртүңүз (SparkFunдун ийкемдүү сенсорунун туташуу көрсөтмөсүн да карасаңыз болот).

- Жаак бөлүктөрүн баш боосуна бекитүү үчүн, колду баш боосуна бекитүү үчүн эки бурама/болт колдонулат (11 -сүрөт).

3 -кадам: Vibration Motor Integration, Headband, & Battery Setup

Вибрация кыймылдаткычтарын туташтыруу өтө алдыга карай, кызыл кабель Arduinoдогу санарип PWM пинине туташып, көк GNDге туташат. Вибрация моторлору NITECORE боосуна велкро менен бекитилет, жайгаштыруу ал сакалчанга негизделет, тышкы вибрация моторлору мурунку муруттарына, ички вибрация моторлору арткы муруттарына байланган (Figure 6).

- Ар бир дирилдөөчү мотордун учуна ширетүүчү зым, ар бир байланышка жылуулукту кыскартууну колдонуңуз, андан кийин термикалык кыймылдаткычтын шнуруна жана жаңы жылытылган кабелдерге жылуулукту азайтыңыз (2 -сүрөт), 3 жолу кайталаңыз. Кыймылдаткычтын артына велкро дискти (илгич тарабы) чаптаңыз. 3 жолу кайталаъыз.

- Велкронун бир тилкесин кескиле, мотордун зымдарын чогултуп NITECORE боосунун маңдайына байлап коюңуз (5 -сүрөттү караңыз). Таптап коюңуз (мен супер клей колдондум), тасманын башынын ички алдыңкы жагына жана велкро моторлорун сызыктын үстүнө, виск портторун жаактын табагына койгондой эле буруңуз (Figure 7)

- Кыймылдаткыч же сыдырма галстукту колдонуп, вибрация моторунун жиптерин туташтырыңыз, бул вибрация кыймылдаткычтарын тартылып/сынуудан коргоого жардам берет (Figure 7).

4 -кадам: Микропроцессор жана бардыгын Arduinoго туташтыруу

Бардык дирилдөө моторлору жана муруттары Arduino UNO менен туташат. Сизге 9 GND кабелин жана 4 3.3V кабелин ширетүүгө мүмкүндүк бере турган кошумча прототип тактасы керек болот. Ошондой эле, сизге Arduinoго түз туташтырылышы керек болгон кабелдерге казыктарды жана корпусту кошуу үчүн dupoint туташтыргычы керек болот. Вибрация моторунун зымдары (кызыл кабель) Arduino санарип казыктарына туташат: 3, 9, 10, 11 (Бул казыктар PWMге уруксат бергендиктен тандалган). Вибрация мотору GND зымдары (кара же ак) прототипдөө тактасына кошулат. Мурут казыктары (кызыл кабель) Arduino аналог казыктарына туташат: A0, A1, A2, A3. Виск VCC кабельдери (ак кабель) жана жер кабелдери (кара) прототипдөө тактасына кошулат.

5 -кадам: Кодексти ишке ашыруу

Макул, эми кодду жүктөө убактысы келди. Дүйнөнү чайкаганга даяр боло электе бир нече нерселерди өзгөртүү керек.

- Биринчиден, мультиметрди колдонуп, VCC чыңалуусун жана 10k каршылыгындагы каршылыкты өлчөңүз. Бул баалуулуктарды коддун тиешелүү жерлерине киргизиңиз.

- Андан кийин, бардык башка өзгөрмөлөрдүн туура кириш/чыгышка коюлганын эки жолу текшериңиз (мис., Mtr, flexADC, ж.б.…).

- Андан кийин, Arduino сайыңыз жана кодду жүктөңүз.

- Сиз иштеп баштагандан кийин, сериялык монитордон Bend + (виск номери) басып чыгарарын көрөсүз. Эми мурутун калибрлөө убактысы келди (ар бир сакал уникалдуу жана бир аз башкача каршылыкка ээ болот). STRAIGHT_RESISTANCE өзгөрмөсүн баштапкы каршылыкка (б.а. ийилген мурут позициясы) катары басып чыгарган нерсеге коюңуз. Андан кийин, BEND_RESISTANCE өзгөрмөсүн STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0 деп коюңуз. Түпнуска коддо бул өзгөрмө 90 градуска бүгүлгөндө ийкемдүү сенсордун каршылыгын көрсөтүүнү билдирет. Биздин муруттарыбыз 90 градустук ийилүүгө жакын жерде болбогондуктан (жок дегенде типтүү жагдайларда), базалык каршылыкка 30000.0 ом кошуу жакшы иштейт. Колдонууңуз үчүн эң жакшы иштеген нерсеге ийилүү каршылыгын коюудан тартынбаңыз. Эгерде сиз бардыгын туура койгон болсоңуз, анда муруту бүгүлбөгөндө 0 градуска бүгүлүү бурчу (аздыр -көптүр) басылып чыгат. Андан кийин, сиз бурчка негизделген вибрация кыймылдаткычтарын иштете турган босоголук баалуулуктарды орното аласыз. Ушундан кийин барганың жакшы!

6 -кадам: Бүттү

Сизде азыр кийиле турган мурутуңуз бар жана дүйнөнү көрүүгө даярсыз!

Эгерде сизде кандайдыр бир терең суроолор болсо, адамдын көбөйүүсү жөнүндө билгиңиз келсе, менин жумушумду улантууну кааласаңыз же жөн эле идеяларды ырбатсаңыз, менин Твиттеримден сураныңыз:

Рахмат!