הרחבה חושית של Cat Whisker לבישה (2.0): 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

פרויקט זה הוא המשך והדמיה מחדש של "עמידה חושית חושית לבישה" של עמי לשעבר (מטטררה).

מטרתו של פרויקט זה הייתה להתמקד ביצירת "הרחבות חושיות" חדשות ומועשרות בחישוביות המאפשרות חישה מוגברת של עולם הטבע. המאמץ העיקרי שלי בפרויקט זה הוקדש לייצור והטמעה של הגדלות חושיות שירחיבו את החוש באמצעות חיישנים ויגיבו בפלט מישוש עבור המשתמש. הכוונה היא לאפשר לכל אחד להמציא את הרחבות החושיות שלו, ובכך למפות את החושים האנושיים/בעלי החיים באופן פנימי לחומרה. הרחבת יעילות החושים שלנו בדרכים חדשות ומרגשות שיובילו להבנה טובה יותר של האופן שבו המוח שלנו מסוגל להסתגל לחושים חיצוניים חדשים.

חומר זה מבוסס על עבודות הנתמכות על ידי הקרן הלאומית למדע במסגרת מענק מס '1736051.

הפרויקט פותח במעבדת מחשב השעשועים ומעבדת טק באוניברסיטת קולורדו בולדר.

אם יש לך שאלות, רוצה להתעדכן בעבודתי או סתם לזרוק רעיונות, אנא עשה זאת בטוויטר שלי: @4Eyes6Senses.

עם הפרויקט הזה, רציתי לקחת את הרחבה החושית הקודמת לביש ולהפוך אותה לקלה יותר, חסכונית יותר, כמו גם קלה יותר לבנייה. להלן סקירה כללית של המרכיבים השונים ותפקודיהם:

- שתי קבוצות של מכשירי שפם חיישן פלקס שנבנו בהתאמה אישית (סה כ 4, 2 לכל צד) מקבלים מידע מישוש (עיקול, כיפוף וכו ') מאובייקטים בסביבתו הקרובה של המשתמש. פרטי המתח/ההתנגדות הראשוניים המתקבלים על ידי כל חיישן מומרים לאחר מכן למידע על זווית כיפוף (למשל, זווית כיפוף של 10 מעלות). מידע זווית עיקול זה מומר לאחר מכן לפלט אפנון רוחב הדופק הפרופורציונלי ונשלח למנועי רטט המתאימים על מצחו של המשתמש.

- כל חיישן גמיש זיפים מחובר ללוח פרוטו 1 ומחובר ל- UNO Arduino שעושה את ההמרה/ההמרה.

- ארבעה מנועי רטט מספקים גירויים מישושיים למצחו של המשתמש. כל מנוע בשימוש מתאם לשפם אחד, עוצמת מנוע הרטט מבוססת על סף שיוגדר על בסיס חיישן הזיפים.

אספקה

רצועת פוליסטירן בעובי 14 אינץ 'ברוחב 0.08 אינץ'

חיישן עיקול/גמישות חד כיווני בגודל 4 אינץ 'סוגרו

תקעי JST

מנועי רטט

סרטים קשיחים

ProtoBoard - ריבוע 1"

ערכת חוט (אני ממליץ על בידוד סיליקון) הערה: תשתמש בסביבות 2-3 רגל חוט לכל חיבור

אקריליק שקוף או קרטון בעובי 1/16 אינץ '

צינורות לכווץ חום

ציפורניים נוזליות

נגדים 47k

סרט NITECORE או סוג אחר

סקוטש

שלב 1: הרכבה של שפם

(כתב ויתור! זה נלקח ישירות מההוראה הקודמת.)

לקח לי זמן לפתח מכשיר חיישני זיפים שהיה גמיש מספיק כדי לחקות שפם אמיתי, אך עם זאת נוקשה מספיק כדי לחזור בעקביות לעמדה ישרה ובלתי מכופפת. בסופו של דבר השתמשתי בחיישן עיקול/כיפוף חד כיווני בגודל 4 אינץ 'ממערכות חיישן Flexpoint (ראה איור 1). תקע JST מולחם לרגלי החיישן, ואז רצועת פוליסטירן בעובי 14 אינץ' ברוחב 0.08 אינץ '(רכשתי את שלי בחנות חומרי בניין מקומית) הוא דבק סיליקון על החיישן, מתכווץ חום, וציפוי מגן של סוגרו מעוצב סביב כל הבסיס של יחידת הזיפים. להלן ההנחיות המפורטות:

-קח את קצה התקע של מחבר ה- JST בעל 3 הפינים והסר את החוט המרכזי (ראה איורים 2-4)

- גזרו את חוטי התקע כך שנותרו לכם כ- 1.5 סנטימטר של חוט, ואז הפשיטו והלחמו את המובילים הללו אל סיכות החיישן (זכרו את כיוון התקע/חיישן). השתמשתי בכווץ חום כדי לספק בידוד (ראה איורים 5, 6)

- הרכיב את רצועת הקלקר לחיישן בעזרת דבק גמיש כלשהו (השתמשתי בדבק סיליקון נוזלי ניילס). הקפד להדק את הרצועה היטב לחיישן (ראה איורים 7, 8)

- קח את ה- Sugru שלך (השתמשתי בחפיסה אחת של 5 גרם) ועצב אותה סביב בסיס החיישן/הרצועה/התקע וודא לעטוף את כל הרכיבים הללו. כמו כן, הקפד למרוח את Sugru גבוה מספיק כדי לאבטח את הרצועה באופן מלא, אך לא גבוה מדי בכדי להגביל את קלות התנועה/העיקול של החיישן. קח את הזמן. יהיו לך לפחות 30-45 דקות עד שהסוגרו יתחיל להתקשות. לפני שתתייבש, וודא שהתקע שלך מתאים כראוי לצד הכלי של מחבר JST (ראה איורים 9-13)

- לבסוף, הדבקתי תוויות למכשיר הזיפים. נעשה שימוש בצד (L/R) ומיקום המספרים (1-4) (ראה איורים 14, 15)

- הכינו עוד 3 (או כל מספר שפם שתרצו). הקפד ליצור כל שפם באותו אופן. זה יעזור עם כיול חיישן מאוחר יותר.

שלב 2: מכלול הר וויסקר

כעת, כאשר חיישני הגמישה של הזיפים הושלמו, כעת אנו יכולים להרכיב אותם על נתח הלחי (איור 1). מטטררה עיצב זרוע מעוקלת עם דיסק להרכבה, הוא עשה זאת באמצעות Adobe Illustrator והשתמש בחומר אקרילי שקוף עבה בגודל 1/16 אינץ '. הערה: אם חותך לייזר אינו זמין, תוכל לנסות לייצר את התושבים מתוך קרטון או חומר אחר שניתן לחתוך בקלות, פשוט הדפס את קובץ ה- PDF וחתך מסביב המעקב כשהוא עטוף על קרטון. לאחר חיתוך בלייזר, קדח ארבעה חורים לתוך האקריליק, ואז טווה את תקעי JST דרך החורים (איור 1, 3 ו -4), ולאחר מכן הטמיעו את הזיפים לחלק הדיסק של הר באמצעות Sugru. להלן ההנחיות המפורטות:

- פתח את קובץ וקטור זרוע הזיפים (PDF). החומר המשמש למדריך זה הוא אקריליק שקוף בגודל 1/16 אינץ 'וחותך בעזרת חותך לייזר.

- קדח ארבעה חורים אל הלחי. אל תהסס לשחק עם גודל החור כמו גם המרחק כדי להפוך את השפם קרוב או רחוק ככל שאתה רוצה.

- טווה את תקע ה- JST בעל 2 הפינים דרך החורים. ודא שהצדדים עם הפתח פונים זה מזה.

- וודא שיציאות שפם שלך ממוקמות היכן שאתה רוצה שיהיו. השתמש בסוגרו ויצק את תקעי JST במקומם בחלק הדיסק של היצירה (זה לקח לי בערך ארבע מנות סוגרו). עם Sugru תהיה לך בערך 30 דקות של זמן עובש, אז קח את הזמן וודא שהשפמים לא יחפפו כאשר הם מחוברים לחשמל, וכי תקעי JST מכוונים לאן שאתה רוצה אותם. ברגע שאתה מרוצה מהמיקום, תן לסוגרו להתייבש למשך יום.

- איור 9 ו -10 עבור שלב זה, שים לב גם שעל העיצוב שלי: לבן = 3.3V, שחור = GND ואדום הוא הסיכה האנלוגית. הלחם את שני הקצוות של תקע ה- JST בצד אחד של ה- ProtoBoard 1 ', ולאחר מכן חזור עם המקצף השני. צור מחלק מתח באמצעות העיצוב שלי או שנה את הפריסה (אתה יכול גם להסתכל במדריך החיבור לחיישן הגמישות של SparkFun).

- לחיבור חתיכות הלחי על סרט הראש, שני ברגים/ברגים משמשים לחיזוק הזרוע לסרט הראש (איור 11).

שלב 3: שילוב מנוע רטט, סרט ראש והתקנת סוללה

חיבור מנועי הרטט די פשוט קדימה, הכבל האדום יתחבר לסיכת PWM דיגיטלית בארדואינו והכחול יתחבר ל- GND. מנועי הרטט מחוברים לסרט NITECORE בעזרת סקוטש, המיקום מבוסס על הזיף אליו הוא קשור, מנועי הרטט החיצוניים נקשרים לשפם הקדמי ומנועי הרטט הפנימיים נקשרים לשפם האחורי (איור 6).

- חוט הלחמה על כל קצות מנוע הרטט, החלת כיווץ חום על כל חיבור, ולאחר מכן החלת כיווץ חום על כבל מנוע הרטט כמו גם הכבלים הנטועים בחום (איור 2), חזור על הפעולה 3 פעמים. הדבקו דיסק סקוטש (צד וו) בחלק האחורי של המנוע. חזור 3 פעמים.

- חותכים רצועה אחת של סקוטש כך שניתן יהיה לקשור את אוסף חוטי המנועים יחד וללקוד לקדמת סרט NITECORE (ראה איור 5). הדבק (השתמשתי בדבק סופר) את הרצועה בחלק הפנימי של החלק הקדמי של סרט הראש והדק את המנועים על הרצועה באותו כיוון שבו הנחת את יציאות הזיפים על צלחת הלחי (איור 7)

- השתמש בקליפ או בקש רוכסן כדי לחבר את כבלי מנוע הרטט, זה יעזור להגן על מנועי הרטט מפני משיכה/שבורה (איור 7).

שלב 4: מיקרו -מעבד וחיבור הכל לארדואינו

כל מנועי הרטט והשפם יתחברו ל- UNO של Arduino. תזדקק ללוח אב טיפוס נוסף שיאפשר לך להלחם 9 כבלי GND ו -4 כבלי 3.3V. סביר להניח שתזדקק גם לערכת מחברים dupoint להוספת סיכות ודיור לכבלים אותם יש לחבר ישירות לארדואינו. חוטי הסיכה של מנוע הרטט (כבל אדום) מתחברים לסיכות הדיגיטליות של Arduino: 3, 9, 10, 11 (סיכות אלה נבחרו מכיוון שהן מאפשרות PWM). חוטי ה- GND של מנוע הרטט (שחור או לבן) יומלכו על לוח האב טיפוס. סיכות הזיפים (כבל אדום) יתחברו לסיכות האנלוגיות של Arduino: A0, A1, A2, A3. כבלי ה- VCC של הזיפים (כבל לבן) וכבלי הקרקע (שחור) יומלכו על לוח האב טיפוס.

שלב 5: יישום הקוד

אוקיי, עכשיו הגיע הזמן להעלות את הקוד. ישנם כמה דברים שתצטרך לצבוט לפני שאתה מוכן להקציף את העולם.

- ראשית, השתמש במולטימטר למדידת מתח הפלט VCC והן ההתנגדות על פני הנגד 10k. הזן ערכים אלה למקומות המתאימים להם בקוד.

- לאחר מכן, בדוק שוב שכל המשתנים האחרים מוגדרים לכניסות/יציאות הנכונות (למשל, mtr, flexADC וכו '…).

לאחר מכן, חבר את ה- Arduino שלך והעלה את הקוד.

- לאחר שתתחיל לפעול, תראה במסך הטורי ש- Bend + (מספר שפם) יודפס. עכשיו הגיע הזמן לכייל את השפם (כל שפם הוא ייחודי ויהיה לו עמידות בסיסית שונה במקצת). הגדר את המשתנה STRAIGHT_RESISTANCE לכל מה שההתנגדות הבסיסית (כלומר, מיקום שפם לא מכופף) תדפיס כ. לאחר מכן, הגדר את המשתנה BEND_RESISTANCE ל- STRAIGHT_RESISTANCE + 30000.0. בקוד המקורי, משתנה זה נועד לשקף את פלט ההתנגדות של חיישן הגמישות בעיקול של 90 מעלות. מאחר שפקינו לא מגיעים לשום עיקול מלא של 90 מעלות (לפחות במצבים אופייניים), הוספת 30000.0 אוהם להתנגדות הבסיסית עובדת מצוין. אל תהסס להגדיר את עמידות העיקול בכל מה שהכי מתאים לך ביישום. אם הגדרת הכל נכון, אתה רואה שכאשר הזיף אינו כפוף, תדפיס זווית כיפוף של 0 מעלות (פחות או יותר). לאחר מכן, תוכל להגדיר את ערכי הסף שיפעילו את מנועי הרטט המבוססים על הזווית. אחרי זה, אתה מוכן ללכת!

שלב 6: בוצע

כעת יש לך שפם לביש ואתה מוכן (להרגיש) להיכנס לעולם!

אם יש לך שאלות מעמיקות, רוצה ללמוד על הגדלה אנושית, רוצה להתעדכן בעבודתי או סתם לזרוק רעיונות, אנא עשה זאת בטוויטר שלי:

תודה!