כפפה כפולה לעיוורים: 7 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

הכפפה Haptic היא מכשיר לעיוורים ו/או לקויי ראייה המספק ללובש מידע על מכשולים בסביבתם הקרובה. הכפפה משתמשת בשני חיישנים אולטרסוניים המדווחים על מרחק והתמצאות של אובייקטים. בהתאם למה שחיישנים אלה מזהים, מנועי רטט המוצבים ברחבי הכפפה רוטטים בדפוסים ייחודיים כדי להעביר מידע זה למשתמש.

שלב 1: רשימת חומרים מתכלים

אֶלֶקטרוֹנִי:

- #1201: דיסק מיני מוטורי רוטט - ERM (x4) [$ 1.95 לכל.]

- #2305: בקר מוטורי Haptic Adafruit DRV2605L (x4) [7.95 $ לכל.]

- #659: FLORA - פלטפורמה אלקטרונית לבישה - תואמת Arduino [14.95 $]

- חיישני מרחק אולטראסוניים HC-SR04 (x2) [$ 2.99 לכל.]

- #2717: TCA9548A I2C מרבב [6.95 $]

- #3287: מחזיק סוללות AA 3 עם מחבר JST [$ 2.95]

- #1608: מודול הלוח הלחמים בגודל רבע Adafruit פרמה-פרוטו- יחיד [$ 2.95]

- כבל סרט

- נגדים של 200 ו -220 אוהם

זִיוּף:

- פסי סקוטש [$ 2.98]

- #615: סט מחטים - 3/9 גדלים - 20 מחטים [$ 1.95]

- ניאופרן, או כל בד עמיד אחר

עלות כוללת: 78.31 $

רוב הרכיבים נרכשו מ- Adafruit.com

שלב 2: לוח לחם

השלב הראשון הוא לחבר את כל הרכיבים שלך באמצעות לוח לחם, כך שתוכל לוודא שכולם עובדים כראוי לפני שתתקין אותם על המוצר הסופי. תרשים המעגלים והתמונה הבאים יתנו לך מושג היכן צריך לחבר הכל. להלן פירוט מה כל רכיב עושה:

Arduino Uno/FLORA

זהו המיקרו -בקר, שהוא החלק שניתן לתכנות. הוא גם מספק כוח לכל הרכיבים מהסוללה. בתחילה חיברתי הכל ל- Arduino Uno מכיוון שיש לו אספקת 5 וולט, אך לאחר מכן החלפתי אותו ב- FLORA ו -3 סוללות AA (4.5 וולט).

בקר מוטורי Haptic

בקרים אלה מתחברים ישירות לכל מנוע רטט ומאפשרים לך לתכנת כל מנוע רטט ללא תלות אחד בשני, תוך יתרון גם בספרייה קבועה מראש של אפקטים של רטט. אלה אינם קריטיים לתפקוד הכפפה, אך הם מקלים מאוד על התכנות מכיוון שאינך צריך לתכנת את דפוסי הרטט שלך מאפס.

מולפליקסר

זה פשוט משמש כמעין מרחיב מכיוון שאין מספיק סיכות SCL/SDA ב- FLORA להכיל את כל בקרי המנוע ההפטיים. זה גם מאפשר לך לתקשר עם כל בקר המנוע ההאפטי באופן עצמאי על ידי הקצאת כתובת ייחודית לכל אחד מהם.

מנועי רטט

אלה הם מה שמספק למשתמש את המשוב ההפטי. הם רוטטים בדפוסים מסוימים בהתאם לאופן שבו אתה מתכנת אותם. עוד על איך שהם עובדים כאן.

חיישנים אולטרא סאונד

חיישנים אלה הם המודדים את מרחק האובייקטים מולם. הם עושים זאת על ידי שליחת אות "טריגר", שמקפיץ כל אובייקט סמוך וחוזר כאות "הד". לאחר מכן התוכנית מסוגלת לפרש את זמן העיכוב ולחשב מרחק משוער. הקפד לסמן אותם "שמאל" ו"ימין ", כך שלא תתבלבל מאוחר יותר. עוד על איך שהם עובדים כאן.

שלב 3: קידוד

עכשיו כשהכל מחובר, אתה יכול להוריד את הקוד ל- FLORA שלך ולבדוק אותו. הורד את הקובץ למטה ואת הספריות הדרושות (מקושר למטה). קוד דוגמה זה כולל את הפונקציות המפורטות בטבלה לעיל.

כדי לבדוק את הקוד, הנח אובייקט שטוח גדול במרחק של פחות מ -6 סנטימטרים מהחיישן האולטראסוני מימין. ה- RBG המשולב אמור להבהב במהירות בכחול. ככל שאתה מרחיק את האובייקט רחוק יותר, ההבהוב אמור להיות פחות מהיר. במקביל, אחד מנועי הרטט (שיונחו מאוחר יותר על האגודל) ירטוט במהירות כשהאובייקט נמצא במרחק של פחות מ -6 סנטימטרים ויתחיל לרטוט בפחות כוח ככל שתרחיק את החפץ משם. אותו דפוס אמור להחזיק בחיישן האולטרסאונד השמאלי, רק עם אור כתום במקום כחול

הוספתי תכונה נוספת, שהיא שה- RBG צריך למצמץ ורוד וחיישני הרטט של האצבע והאמצע וכף היד צריכים לרטוט כאשר שני החיישנים מזהים אובייקט הנמצא במרחק של פחות מ- 6 סנטימטרים. עם זאת, תכונה זו אינה אמינה במיוחד. שמרתי על האצבע האמצעית ומנועי הרטט בכף היד בעיצוב הסופי למקרה שאנשים רוצים להמציא להם פונקציה יצירתית יותר.

* אין* לחבר את לוח ה- FLORA למחשב באמצעות ה- usb כשהסוללה החיצונית עדיין מחוברת! תמיד נתק אותו מהסוללה החיצונית תחילה.

* לפני* הורדת הקוד לדוגמה שמוצג כאן, יהיה עליך להוריד את הספריות/מנהלי ההתקן הבאים:

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

אם נראה שהקוד אינו פועל או שהחיישנים/המנועים שלך אינם מגיבים:

- וודא שבחרת את יציאת ה- COM הנכונה בתוכנית Arduino.

- וודא שמנועי הרטט שלך מחוברים במלואם ללוחות הלוח/מנוע ההפטה. החוטים המחברים ביניהם דקים מאוד ויכולים להתרופף בקלות.

- בדוק שוב שלא ערבבת את חוטי SCL/SDA (מרבב) או חוטי ECHO ו- TRIG (חיישן קולי). זה לא יעבוד אם אלה יוחלפו.

- אם הכל פועל כרגיל כאשר הוא מחובר לחשמל באמצעות USB, אך מתקלקל כאשר הוא מחובר לסוללות החיצוניות, כנראה שהגיע הזמן להחליף אותן בסוללות טריות.

שלב 4: חיבורי נתוני הלחמה

כעת, לאחר שהקוד אושר שהוא פועל, תוכל להתחיל בהרכבת המוצר הסופי. התחלתי בלשרטט תחילה את כל הקשרים על קווי המתאר של יד, על מנת לדמיין את כל החיבורים הסופיים. התמקדתי קודם כל בכל חיבורי הנתונים, ולאחר מכן חיברתי את קווי החשמל והקרקע בסוף. גם בשלב זה שכחתי להלחים את הנגדים לסיכות ECHO ו- GND של החיישנים האולטראסוניים (אופס), כך שהם אינם בתמונה. בסופו של דבר הוספתי אותם כשחיברתי את החיישנים האולטראסוניים ל"מרכזת החשמל "במרכז הכפפה.

התחלתי בהלחמה של כל החיבורים ל- FLORA, ועשיתי את דרכי למעלה דרך הכפילה, בקרי המנוע האפטיים ומנועי הרטט. חיזקתי את החיבורים שלי בעזרת דבק חם, צינורות כיווץ חום וקלטת חשמל.

בכל התמונות צבע החוט תואם את החיבורים הבאים:

כוח אדום

שחור: טחון

צהוב: scl

לבן: sda

ירוק: מנוע (-)

אפור: מנוע (+)

חום: הד חיישן קולי

כתום: טריג 'חיישן קולי

שלב 5: ייצור הכפפה

הכפפה מורכבת מהרכיבים הבאים:

- גוף הכפפה הראשי (שמחזיק את רטט כף היד)

- 3 רצועות אצבע (ורוד, אמצע, אגודל), המחזיקות 3 מנועי הרטט

- רצועת זרוע לאחיזה של מארז הסוללות

החלטתי על עיצוב כפפות ללא אצבע לשם הפשטות, ותוכל לראות את התבנית הכללית למעלה. הסקיצה הזו לא מיוצגת בקנה מידה, וכנראה שתצטרכו להתאים את הגודל כך שיתאים לידכם. זה אמור להיות משוחק על יד שמאל. תחילה עקבתי את העיצוב על החלק התחתון של בד, ולאחר מכן השתמשתי בסכין Xacto כדי לחתוך אותו. יצרתי את חתיכות האצבעות על ידי חיתוך רצועות בד מספיק ארוכות כדי לעטוף את אצבעותיי, ותפרתי רצועות סקוטש בכדי להחזיק אותן במקומן. לאחר מכן הכנתי שקיות לאחסון מנועי הרטט ותפרתי אותן לרצועות האצבעות כמו גם לאמצע החלק התחתון של גוף הכפפה הראשי (ליד כף היד).

עיצוב זה דורש תפירה מינימלית, ותפרתי רק בתרחישים הבאים:

- הדבק/חיזק את רצועות הוולקרו על הבד.

- תפרו את כיסי מנוע הרטט על רצועות האצבעות ועל גוף הכפפות הראשי.

- בנה את נרתיק הסוללה ברצועת הזרוע.

שלב 6: Assemby (חלק 1)

עכשיו כשהכפפה הורכבה וכל החיווט הושלם, התחלתי להדביק את הרכיבים החשמליים לכפפה. בשלב זה עקבתי אחר הציור שהכנתי קודם ופרשתי את כל החלקים. לאחר מכן התחלתי לתפור אותם בעזרת חוטים. בסופו של דבר הנחתי את בקרי המנוע ההפטיים בצד שמאל של הכפפה במקום בחלק העליון כי זה היה יותר הגיוני ככה ברגע שהתחלתי בהרכבה.

שלב 7: הרכבה (חלק 2 - PWR + GND)

לבסוף, חיברתי את כל הרכיבים שלי לחשמל ולאדמה. לשם כך, הקמתי מסילת קרקע והספק על קרש הלחם הקטן שלי, על ידי חיבורו ל- gnd ו- pwr של ה- FLORA. חיברתי את בקרי המנוע ההפטיים והמכפילים שלי למסילות אלה. לאחר מכן חיברתי את החיישנים האולטראסוניים שלי ל- pwr ו- gnd, אבל גם ניצלתי את המקום הנוסף בלוח הלחם כדי להוסיף את הנגדים ששכחתי קודם. נגדים אלה חיוניים מכיוון שהם יוצרים מפריד המוריד את המתח של אות ה- ECHO, שחוזר ל- FLORA.

זה היה קצת מסוכן להלחם את חיבורי ה- gnd ו- pwr אחרי שהכל כבר נתפר, אז אולי כדאי שתעשה את כל ההלחמות קודם. היה לי הגיוני לחכות כי עדיין לא הייתי לגמרי בטוח מה תהיה הפריסה הסופית של כל הרכיבים.

בעזרת קצת דבק גורילה הדבקתי פיסת עץ קטנה בכפפה בכדי להרים את לוח הלחם, והוספתי וולקרו כדי להדביק את לוח הלחם לעץ (ראו תמונה למעלה). עשיתי את זה כדי שאוכל להרים אותו בקלות ולבדוק אם יש מכנסיים קצרים.

השלב האחרון הוא הדבקה חמה של חיישני האולטראסוני שלך משני צדי לוח הלחם המוגבה.

וסיימת!