Haptic ձեռնոց կույրերի համար. 7 քայլ

2025 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2025-01-23 14:48

Haptic ձեռնոցը կույրերի և (կամ) տեսողության խնդիրներ ունեցողների համար սարք է, որը կրողին տեղեկատվություն է տրամադրում նրանց անմիջական շրջապատում առկա խոչընդոտների մասին: Ձեռնոցն օգտագործում է երկու ուլտրաձայնային տվիչ, որոնք հայտնում են օբյեկտների հեռավորությունը և կողմնորոշումը: Կախված այն բանից, թե ինչ են հայտնաբերում այս սենսորները, ձեռնոցի վրա տեղադրված թրթռման շարժիչները թրթռում են յուրահատուկ նախշերով `այս տեղեկատվությունը օգտագործողին փոխանցելու համար:

Քայլ 1: Պաշարների ցանկ

Էլեկտրոնային:

- #1201. Թրթռացող մինի շարժիչային սկավառակ - ERM (x4) [1.95 դոլար ե.]

- #2305. Adafruit DRV2605L Haptic Motor Controller (x4) [7.95 դոլար ե.]

- #659: FLORA - կրելի էլեկտրոնային հարթակ - Arduino- ի հետ համատեղելի [$ 14.95]

- HC-SR04 Ուլտրաձայնային հեռավորության տվիչներ (x2) [$ 2.99 ե.]

- #2717: TCA9548A I2C մուլտիպլեքսեր [6,95 դոլար]

- #3287: 3 AA մարտկոցի կրիչ JST միակցիչով [$ 2.95]

- #1608. Adafruit Perma-Proto Quarter-size Breadboard PCB- միայնակ [$ 2.95]

- ժապավենային մալուխ

- 200 և 220 օմ դիմադրիչներ

Պատրաստում:

Velcro շերտեր [$ 2.98]

- #615. Ասեղի հավաքածու - 3/9 չափսեր - 20 ասեղ [$ 1.95]

- Նեոպրեն կամ ցանկացած այլ դիմացկուն գործվածք

Ընդհանուր արժեքը `$ 78.31

Բաղադրիչների մեծ մասը գնվել է Adafruit.com- ից

Քայլ 2: Breadboarding

Առաջին քայլն այն է, որ ձեր բոլոր բաղադրիչները միացնեք տախտակի միջոցով, որպեսզի համոզվեք, որ դրանք բոլորը ճիշտ են աշխատում, նախքան դրանք վերջնական արտադրանքի վրա ամրացնելը: Հետևյալ սխեմայի դիագրամը և պատկերը ձեզ պատկերացում կտան, թե որտեղ ամեն ինչ պետք է միացված լինի: Ահա յուրաքանչյուր բաղադրիչի կատարած աշխատանքների համառոտ նկարագրությունը.

Arduino Uno/FLORA

Սա միկրոկոնտրոլերն է, որը մաս է, որը ծրագրավորելի է: Այն նաև սնուցում է մարտկոցից ստացված բոլոր բաղադրիչներին: Սկզբում ես ամեն ինչ կապեցի Arduino Uno- ի հետ, քանի որ այն ունի 5 վ լարման աղբյուր, բայց հետո այն փոխարինեցի FLORA և 3 AA մարտկոցներով (4.5 վ):

Haptic Motor Controller

Այս կարգավորիչները միանում են անմիջապես յուրաքանչյուր թրթռման շարժիչին և թույլ են տալիս ծրագրավորել յուրաքանչյուր թրթռիչ շարժիչ ՝ միմյանցից անկախ, միևնույն ժամանակ ունենալով առավելություն ՝ ներառելով թրթռումների էֆեկտների նախապես ամրագրված գրադարան: Սրանք ձեռնոցի գործառույթի համար կարևոր նշանակություն չունեն, բայց դա շատ ավելի հեշտ է դարձնում ծրագրավորումը, քանի որ կարիք չկա զրոյից ծրագրել ձեր սեփական թրթռման ձևերը:

Մուլիպլեքսեր

Սա պարզապես հանդես է գալիս որպես մի տեսակ ընդլայնող, քանի որ FLORA- ում SCL/SDA կապերը բավարար չեն, որպեսզի տեղավորեն բոլոր հապտիկ շարժիչային կարգավորիչները: Այն նաև թույլ է տալիս ինքնուրույն շփվել յուրաքանչյուր հապտիկ շարժիչային վերահսկիչի հետ `յուրաքանչյուրին յուրահատուկ հասցե նշանակելով:

Թրթռումային շարժիչներ

Սրանք են այն, ինչ օգտվողին տալիս է հապտիկ հետադարձ կապ: Նրանք թրթռում են որոշակի նախշերով ՝ կախված այն բանից, թե ինչպես եք դրանք ծրագրավորում: Ավելին, թե ինչպես են նրանք աշխատում այստեղ:

Ուլտրաձայնային տվիչներ

Այս սենսորներն են, որ չափում են դիմացի առարկաների հեռավորությունը: Նրանք դա անում են ՝ ուղարկելով «ձգան» ազդանշան, որը ցատկում է մոտակա օբյեկտներից և վերադառնում որպես «արձագանք» ազդանշան: Այնուհետեւ ծրագիրը կարող է մեկնաբանել հետաձգման ժամանակը եւ հաշվարկել մոտավոր հեռավորությունը: Համոզվեք, որ դրանք պիտակեք «ձախ» եւ «աջ», որպեսզի հետագայում չշփոթվեք: Ավելին, թե ինչպես են նրանք աշխատում այստեղ:

Քայլ 3: Կոդավորում

Այժմ, երբ ամեն ինչ միացված է, կարող եք ներբեռնել կոդը ձեր FLORA- ում և փորձարկել այն: Ներբեռնեք ստորև բերված ֆայլը և անհրաժեշտ գրադարանները (հղումը ՝ ստորև): Այս օրինակի կոդը ունի վերը նշված աղյուսակում թվարկված գործառույթներ:

Կոդը փորձարկելու համար տեղադրեք ուլտրաձայնային սենսորից 6 դյույմ հեռավորության վրա գտնվող մեծ հարթ առարկա ՝ աջ կողմում: Ինքնաթիռի RBG- ն պետք է արագ կապույտ թարթվի: Երբ օբյեկտը ավելի հեռու եք տեղափոխում, աչքերը թարթելը պետք է դառնա ավելի արագ: Ouslyուգահեռաբար, թրթռման շարժիչներից մեկը (որը հետագայում տեղադրվելու է բութ մատի վրա) արագ թրթռալու է, երբ օբյեկտը գտնվում է 6 դյույմից պակաս հեռավորության վրա և սկսում է թրթռալ ավելի քիչ ուժով, որքան ավելի հեռու եք շարժում առարկան: Այս նույն օրինակը պետք է պահպանվի ձախ ուլտրաձայնային տվիչի դեպքում, միայն կապույտի փոխարեն նարնջագույն լույսով

Ես ավելացրել էի լրացուցիչ գործառույթ, այն է, որ RBG- ն պետք է թարթվի վարդագույնով, իսկ միջնամատի և ափի թրթռման տվիչները պետք է թրթռան, երբ երկու սենսորները 6 դյույմից պակաս օբյեկտ հայտնաբերեն: Այնուամենայնիվ, այս հատկությունը այնքան էլ հուսալի չէ: Ես վերջնական դիզայնի մեջ պահեցի միջնամատի և ափի թրթռման շարժիչները, եթե մարդիկ ցանկանան իրենց համար ավելի ստեղծագործական գործառույթ կատարել:

* ՉԻ* միացրեք FLORA տախտակը համակարգչին USB- ի միջոցով, քանի դեռ արտաքին մարտկոցը միացված է: Միշտ առաջին հերթին այն անջատեք արտաքին մարտկոցից:

* ԱՌԱ** ներբեռնելով այստեղ տրամադրված օրինակի կոդը, ձեզ հարկավոր է ներբեռնել հետևյալ գրադարանները/վարորդները.

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Եթե ծածկագիրը կարծես չի աշխատում կամ ձեր տվիչները/շարժիչները չեն արձագանքում.

- Համոզվեք, որ Arduino ծրագրում ընտրել եք COM- ի ճիշտ պորտը:

- Համոզվեք, որ ձեր թրթռման շարժիչները լիովին միացված են հացահատիկի/հեպտիկ շարժիչի կարգավորիչներին: Նրանց միացնող լարերը շատ բարակ են և հեշտությամբ կարող են թուլանալ:

- Կրկնակի ստուգեք, որ դուք չեք խառնել SCL/SDA լարերը (մուլտիպլեքսեր) կամ ECHO և TRIG լարերը (ուլտրաձայնային տվիչ): Չի աշխատի, եթե դրանք միացված լինեն:

- Եթե ամեն ինչ նորմալ է աշխատում, երբ միացված եք USB- ի միջոցով, բայց անսարք է արտաքին մարտկոցներին միանալիս, հավանաբար ժամանակն է դրանք փոխարինել թարմ մարտկոցներով:

Քայլ 4: Տվյալների միացումների զոդում

Այժմ, երբ կոդը հաստատված է, որ աշխատում է, կարող եք սկսել վերջնական արտադրանքի հավաքումը: Ես սկսեցի նախ գծելով բոլոր կապերը ձեռքի ուրվագծի վրա, որպեսզի պատկերացնեմ բոլոր վերջնական կապերը: Սկզբում ես կենտրոնացա տվյալների բոլոր միացումների վրա, իսկ վերջում միացրեցի էլեկտրահաղորդման և գրունտի գծերը: Նաև այս փուլում ես մոռացա ռեզիստորները միացնել ուլտրաձայնային տվիչների ECHO և GND կապանքներին (վայ), այնպես որ դրանք պատկերված չեն: Վերջացրեցի դրանք ավելացնելով, երբ ուլտրաձայնային տվիչները միացրեցի ձեռնոցի կենտրոնում ուժային «հանգույցին»:

Ես սկսեցի միացնելով FLORA- ի բոլոր միացումները և անցա մուլտիպլեքսերների, հեպտիկ շարժիչների վերահսկիչների և թրթռման շարժիչների միջով: Ես ամրապնդեցի իմ կապերը տաք սոսինձով, ջերմության նվազեցման խողովակներով և էլեկտրական ժապավենով:

Բոլոր պատկերներում մետաղալարերի գույնը համապատասխանում է հետևյալ միացումներին.

ԿԱՐՄԻՐ ՝ ուժ

ՍԵՎ ՝ գետնին

ԴԵELLԻՆ: scl

ՍՊԻՏԱԿ: sda

Կանաչ ՝ շարժիչ (-)

Մոխրագույն ՝ շարժիչ (+)

BROWN: ուլտրաձայնային սենսորային արձագանք

Նարնջագույն. Ուլտրաձայնային սենսորային ձգան

Քայլ 5: Ձեռքի պատրաստում

Ձեռնոցը բաղկացած է հետևյալ բաղադրիչներից.

- Հիմնական ձեռնոցի մարմին (որը պահում է ափի թրթռումը)

- մատների 3 ժապավեն (վարդագույն, միջին, բութ), որոնք պահում են թրթռման շարժիչներից 3 -ը

- Մարտկոցը պահելու համար ձեռքի ժապավեն

Ես պարզության համար որոշեցի առանց մատների ձեռնոցի ձևավորում, և դուք կարող եք տեսնել ընդհանուր կաղապարը վերևում: Այս ուրվագիծը մասշտաբային չէ, և հավանաբար ստիպված կլինեք չափսերը հարմարեցնել ձեր ձեռքին համապատասխան: Այն նախատեսված է ձախ ձեռքին կրելու համար: Ես նախ դիզայնը գտա գործվածքների ներքևի մասում, այնուհետև Xacto դանակով այն կտրեցի: Ես ձևավորեցի մատների կտորները ՝ կտրելով գործվածքների շերտեր այնքան երկար, որ կարող էի փաթաթել մատներիս, և կարելով Velcro ամրագոտիների վրա ՝ դրանք տեղում պահելու համար: Այնուհետև ես պայուսակներ պատրաստեցի ՝ թրթռման շարժիչները տեղավորելու համար և դրանք կարեցի մատների ամրակներին, ինչպես նաև հիմնական ձեռնոցի մարմնի ներքևի մասի կեսին (ափի մոտ):

Այս դիզայնը պահանջում է նվազագույն կարում, և ես կարել եմ միայն այս սցենարներում.

- Կպչեք/ամրացրեք Velcro շերտերը գործվածքին:

- Կարել թրթռման շարժիչի պայուսակները մատների ժապավենների և հիմնական ձեռնոցի մարմնի վրա:

- Կառուցեք մարտկոցի քսակը թևի ժապավենի վրա:

Քայլ 6: Հավաքում (մաս 1)

Այժմ, երբ ձեռնոցը հավաքված էր և բոլոր էլեկտրագծերը ավարտված էին, ես սկսեցի ձեռնոցին ամրացնել էլեկտրական բաղադրիչները: Այս քայլի համար ես հետևեցի ավելի վաղ արված գծանկարին և շարեցի բոլոր կտորները: Հետո ես սկսեցի դրանք կարել ՝ օգտագործելով թել: Ես ավարտեցի հեպտիկ շարժիչի կարգավորիչները ձեռնոցի ձախ կողմում ՝ վերևի փոխարեն, որովհետև դա ավելի իմաստալից էր, երբ սկսեցի հավաքումը:

Քայլ 7: Հավաքում (Մաս 2 - PWR + GND)

Ի վերջո, ես իմ բոլոր բաղադրիչները միացրի ուժին և գետնին: Որպեսզի դա անեմ, ես իմ փոքրիկ տախտակի վրա տեղադրեցի գետնին և հոսանքին ՝ այն միացնելով FLORA- ի gnd և pwr- ին: Այս ռելսերին միացրեցի իմ հեպտիկ շարժիչով վերահսկիչներն ու մուլտիպլեքսորը: Այնուհետև ես ուլտրաձայնային տվիչներս միացրեցի pwr և gnd- ին, բայց նաև օգտվեցի սեղանի վրա լրացուցիչ տարածությունից `ավելի վաղ մոռացած դիմադրողներին ավելացնելու համար: Այս դիմադրողները էական են, քանի որ ստեղծում են բաժանարար, որը նվազեցնում է ECHO ազդանշանի լարումը, որը վերադառնում է դեպի FLORA:

Մի փոքր անորոշ էր կպցնել gnd և pwr կապերը այն բանից հետո, երբ ամեն ինչ արդեն կարված էր, ուստի գուցե ցանկանաք առաջինը կատարել բոլոր զոդումները: Իմ համար իմաստալից էր սպասելը, քանի որ ես դեռ լիովին վստահ չէի, թե ինչպիսին է լինելու բոլոր բաղադրիչների վերջնական դասավորությունը:

Գորիլայի սոսինձ օգտագործելով ՝ ես փայտի մի փոքր կտոր եմ կպցրել ձեռնոցին, որպեսզի բարձրացնեմ հացաթուղթը և ավելացրի Velcro ՝ փայտի վրա հացաթուղթը կպցնելու համար (տես վերևի պատկերը): Ես դա արեցի, որպեսզի հեշտությամբ կարողանամ բարձրացնել այն և ստուգել շորտերի առկայությունը:

Վերջին քայլը ձեր ուլտրաձայնային տվիչների տաք սոսնձումն է բարձրացված տախտակի երկու կողմերից:

Իսկ ԴՈ D ԿԱՐՈ ԵՍ!