Haptiese handskoen vir blindes: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Die Haptic -handskoen is 'n toestel vir blindes en/of gesiggestremdes wat die draer inligting gee oor hindernisse in hul onmiddellike omgewing. Die handskoen gebruik twee ultrasoniese sensors wat die afstand en oriëntasie van voorwerpe rapporteer. Afhangende van wat hierdie sensors opspoor, tril vibrasiemotors wat deur die handskoen geplaas word in unieke patrone om hierdie inligting aan die gebruiker oor te dra.

Stap 1: Lys van voorrade

Elektronies:

- #1201: Vibrerende mini -motorskyf - ERM (x4) [$ 1,95 stuk]

- #2305: Adafruit DRV2605L Haptic Motor Controller (x4) [$ 7,95 elk.]

- #659: FLORA - Draagbare elektroniese platform - verenigbaar met Arduino [$ 14,95]

- Ultrasoniese afstandsensors HC-SR04 (x2) [$ 2,99 stuk]

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

- #3287: 3 AA -batteryhouer met JST -aansluiting [$ 2,95]

- #1608: Adafruit Perma-Proto kwartgrootte broodbord PCB- enkel [$ 2,95]

- Lintkabel

- 200 en 220 ohm weerstande

Vervaardiging:

- Klittenbandstroke [$ 2,98]

- #615: Naaldstel - 3/9 groottes - 20 naalde [$ 1,95]

- Neopreen, of enige ander duursame stof

Totale koste: $ 78,31

Die meeste komponente is by Adafruit.com gekoop

Stap 2: Breadboarding

Die eerste stap is om al u komponente met 'n broodbord aan te sluit, sodat u kan seker maak dat hulle almal goed werk voordat u dit op die finale produk bevestig. Die volgende stroomdiagram en prentjie gee u 'n idee van waar alles verbind moet word. Hier is 'n uiteensetting van wat elke komponent doen:

Arduino Uno/FLORA

Dit is die mikrobeheerder, wat die deel is wat programmeerbaar is. Dit bied ook krag aan al die komponente van die battery. Ek het aanvanklik alles aan 'n Arduino Uno gekoppel, aangesien dit 'n 5V -toevoer het, maar dit dan vervang met 'n FLORA en 3 AA -batterye (4.5v).

Haptiese motorbeheerder

Hierdie beheerders verbind direk met elke vibrasiemotor en stel u in staat om elke vibrasiemotor onafhanklik van mekaar te programmeer, terwyl u ook 'n voorafbepaalde biblioteek met vibrasie-effekte het. Dit is nie van kritieke belang vir die funksie van die handskoen nie, maar dit maak dit baie makliker om te programmeer, aangesien u nie u eie vibrasiepatrone van nuuts af hoef te programmeer nie.

Muliplexer

Dit dien eenvoudig as 'n soort uitbreiding, aangesien daar nie genoeg SCL/SDA -penne op die FLORA is om al die haptiese motorbeheerders te akkommodeer nie. Dit laat u ook toe om onafhanklik met elke haptiese motorbeheerder te kommunikeer deur aan elkeen 'n unieke adres toe te ken.

Trillingsmotors

Dit is wat die gebruiker die haptiese terugvoer gee. Dit vibreer in sekere patrone, afhangende van hoe u dit programmeer. Meer oor hoe hulle hier werk.

Ultrasoniese sensors

Hierdie sensors meet die afstand van voorwerpe voor hulle. Hulle doen dit deur 'n 'sneller' -sein uit te stuur, wat van enige nabygeleë voorwerpe afbons en as 'n' eggo 'sein terugkeer. Die program kan dan die vertragingstyd interpreteer en die benaderde afstand bereken. Merk hulle as "links" en "regs" sodat u nie later deurmekaar raak nie. Meer oor hoe hulle hier werk.

Stap 3: Kodering

Noudat alles verbind is, kan u die kode aflaai na u FLORA en dit toets. Laai die onderstaande lêer en die nodige biblioteke af (hieronder gekoppel). Hierdie voorbeeldkode het die funksies wat in die tabel hierbo gelys word.

Om die kode te toets, plaas 'n groot plat voorwerp minder as 6 duim weg van die ultrasoniese sensor aan die regterkant. Die ingeboude RBG moet vinnig blou knip. As u die voorwerp verder wegbeweeg, moet die flikker minder vinnig word. Terselfdertyd sal een van die vibrasiemotors (wat later op die duim geplaas sal word) vinnig vibreer as die voorwerp minder as 6 duim weg is en met minder krag begin vibreer, hoe verder jy die voorwerp wegbeweeg. Dieselfde patroon moet geld vir die linker ultrasoniese sensor, slegs met 'n oranje lig in plaas van blou

Ek het 'n ekstra funksie bygevoeg, naamlik dat die RBG pienk moet knip en die middelvinger- en palmtrillingsensors moet vibreer wanneer albei sensors 'n voorwerp wat minder as 6 duim weg is, opspoor. Hierdie funksie is egter nie baie betroubaar nie. Ek het die middelvinger- en palmtrillingsmotors in die finale ontwerp gehou, ingeval mense 'n meer kreatiewe funksie vir hulle wil hê.

* MOENIE* die FLORA -kaart via die usb in die rekenaar aansluit terwyl die eksterne battery nog steeds aangeskakel is nie! Ontkoppel dit altyd eers van die eksterne battery.

* VOORDAT* die voorbeeldkode hier afgelaai word, moet u die volgende biblioteke/bestuurders aflaai:

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

As die kode nie lyk of u sensors/motors nie reageer nie:

- Maak seker dat u die korrekte COM -poort in die Arduino -program gekies het.

- Maak seker dat u vibrasiemotors volledig gekoppel is aan die broodbord-/haptiese motorbeheerders. Die drade wat dit verbind, is baie dun en kan maklik losmaak.

- Kontroleer of u nie die SCL/SDA -drade (multiplexer) of die ECHO- en TRIG -drade (ultrasoniese sensor) vermeng het nie. Dit sal nie werk as dit aangeskakel word nie.

- As alles normaal werk as u via die USB -aansluiting aansluit, maar as u aan die eksterne batterye koppel, is dit waarskynlik tyd om dit met nuwe batterye te vervang.

Stap 4: Soldeer dataverbindings

Noudat die kode bevestig word, kan u die finale produk begin monteer. Ek het eers begin om al die verbindings op die omtrek van 'n hand uit te teken om al die finale verbindings te visualiseer. Ek het eers op al die dataverbindings gefokus, en toe die krag- en grondlyne aan die einde verbind. Op hierdie stadium het ek ook vergeet om die weerstande aan die ECHO- en GND -penne van die ultrasoniese sensors (oops) te soldeer, sodat hulle nie in die prentjie is nie. Ek het dit uiteindelik bygevoeg toe ek die ultrasoniese sensors aan die krag "hub" in die middel van die handskoen aansluit.

Ek het begin deur al die verbindings met die FLORA te soldeer en deur die multiplexer, die haptiese motorbeheerders en die vibrasiemotors gegaan. Ek het my verbindings versterk met warm gom, krimpbande en elektriese band.

In al die beelde stem die draadkleur ooreen met die volgende verbindings:

ROOI: krag

SWART: grond

GEEL: skl

WIT: sda

GROEN: motor (-)

Grys: motor (+)

BRUIN: ultrasoniese sensor eggo

ORANJE: ultrasoniese sensor trig

Stap 5: Vervaardig die handskoen

Die handskoen bestaan uit die volgende komponente:

- Hoofhandskoenliggaam (wat die handpalmvibrasie hou)

- 3 vingerbande (pink, middel, duim) wat 3 van die vibrasiemotors bevat

- Armband om die battery te hou

Ek het besluit om 'n vingerlose handskoenontwerp ter wille van die eenvoud, en u kan die algemene sjabloon hierbo sien. Hierdie skets is nie op skaal nie, en u sal waarskynlik die grootte moet aanpas om by u hand te pas. Dit is bedoel om aan die linkerhand gedra te word. Ek het die ontwerp eers aan die onderkant van 'n stof opgespoor en daarna 'n Xacto -mes gebruik om dit uit te sny. Ek het die vingerstukke gevorm deur repies materiaal wat lank genoeg was om my vingers te draai, uitgesny en klittenbandjies vas te maak om dit vas te hou. Ek het toe sakke gemaak om die vibrasiemotors te huisves en dit aan die vingerbande vas te maak, sowel as in die middel van die onderkant van die hoofhandskoen (naby die palm).

Hierdie ontwerp benodig minimale naaldwerk, en ek het slegs in hierdie scenario's toegewerk:

- Heg/versterk die klittenbandstroke aan die stof.

- Werk die trillingsmotor vas op die vingerbande en die hoofhandskoenliggaam.

- Maak die batterysak op die armband.

Stap 6: Assemby (Deel 1)

Noudat die handskoen bymekaargemaak is en al die bedrading voltooi is, het ek die elektriese komponente aan die handskoen begin plak. Vir hierdie stap volg ek die tekening wat ek vroeër gemaak het en lê al die stukke neer. Ek het dit toe begin vasmaak met tou. Ek het uiteindelik die haptiese motorbeheerders aan die linkerkant van die handskoen in plaas van die bokant geplaas, want dit het meer sin gemaak sodra ek begin monteer het.

Stap 7: Montering (Deel 2 - PWR + GND)

Uiteindelik het ek al my komponente met krag en grond verbind. Om dit te doen, het ek 'n grond- en kragrail op my klein broodbord opgerig deur dit aan te sluit op die gnd en pwr van die FLORA. Ek het my haptiese motorbeheerders en multiplexer aan hierdie relings gekoppel. Ek verbind toe my ultrasoniese sensors met pwr en gnd, maar gebruik ook die ekstra spasie op die broodbord om die weerstande by te voeg wat ek vroeër vergeet het. Hierdie weerstande is noodsaaklik, aangesien dit 'n verdeler skep wat die spanning van die ECHO -sein, wat na die FLORA terugkeer, verlaag.

Dit was 'n bietjie gevaarlik om die gnd- en pwr -verbindings te soldeer nadat alles reeds vasgewerk is, sodat u eers al die soldeerwerk wil doen. Dit was vir my sinvol om te wag, want ek was nog nie heeltemal seker wat die finale uitleg van al die komponente sou wees nie.

Met 'n bietjie gorillagom het ek 'n klein stukkie hout aan die handskoen geheg om die broodbord te lig, en klittenband bygevoeg om die broodbord aan die hout te plak (sien prent hierbo). Ek het dit gedoen sodat ek dit maklik kon optel en kyk of daar 'n kortbroek was.

Die laaste stap is om u ultrasoniese sensors aan weerskante van die verhoogde broodbord warm te plak.

En jy is klaar!