Alat kawalan jauh ASD yang teruk: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Semasa Master pertama kejuruteraan elektro-mekanikal, para pelajar dicabar untuk membuat robot untuk projek kursus Mekatronik oleh Profesor Bram Vanderborght. Sebagai kumpulan tiga gadis, kami memutuskan untuk mengambil kesempatan untuk bekerja dengan orang dewasa muda dengan autisme yang teruk. "Buat pilihan anda" mewakili sebuah projek bekerjasama dengan Parhélie Brussels, sebuah institusi swasta untuk kanak-kanak dan orang dewasa yang autis, psikotik atau neurotik teruk. Tujuannya adalah untuk mencipta alat yang memberi peluang kepada orang dewasa muda dengan ASD (Autism Spectrum Disorder) yang teruk dari usia 12 hingga 18 tahun untuk berkomunikasi dengan komputer. Oleh kerana orang dewasa muda tidak boleh bercakap, peranti ini juga boleh membantu mereka untuk berinteraksi dengan orang lain. Mulai sekarang, pengasuh tidak perlu memilih atas nama orang dewasa muda tetapi orang dewasa muda akan dapat membuat keputusan secara autonomi. Tujuan utamanya ialah mereka dapat memilih pilihan lagu atau makan malam, yang dipaparkan di skrin komputer sendiri.

Oleh kerana menarik untuk memberikan pilihan untuk menggunakan semula projek tersebut di projek masa depan yang lain, kemungkinan perluasan akan dipertimbangkan. Pengekodan aplikasi komputer akan dilakukan sedemikian rupa sehingga pilihan pilihan dapat diperluas seperti yang dikehendaki.

Untuk reka bentuknya, penting untuk mengambil kira bahawa anak-anak mudah terganggu, tidak mempunyai kemahiran motor yang sangat baik dan mungkin akan cuba memusnahkan alat tersebut. Kotak direka, di mana semua elektronik boleh disimpan di dalamnya. Untuk melindungi dari kejutan, bateri disimpan dalam kotak yang terpisah dan komponen elektronik disolder pada PCB.

Langkah 1: Reka Bentuk Pertama

Sebelum memikirkan komponen elektronik untuk projek itu, ada baiknya kita membuat reka bentuk pertama kotak. Oleh kerana elektronik mesti muat di dalam kotak tetapi kotak itu mungkin tidak terlalu besar untuk digunakan sebagai alat kawalan jauh, ini adalah percubaan dan ralat proses untuk mencari dimensi yang sesuai. Melalui program Autodesk Inventor Professional 2018, idea pertama dirancang. Dengan cara ini, ruang yang disediakan untuk semua komponen yang diperlukan dapat dipertimbangkan ketika mencari di internet.

Kotak tersebut akan berfungsi sebagai alat kawalan jauh, dengan 3 butang, untuk memilih antara pilihan yang dipaparkan di layar komputer. 2 butang luar akan berfungsi sebagai butang kawalan untuk beralih di antara orang dewasa muda dengan autisme yang teruk, sangat penting untuk menjadikan kotak tidak terlalu rumit dan mengganggu dan sentiasa mengekalkan warna yang sama. Dengan akselerometer, RGB kiri Butang LED akan sentiasa memaparkan warna biru dan yang kanan akan sentiasa memaparkan warna merah, tidak kira bagaimana jarak jauhnya berorientasi. Warna dapat dilihat sepanjang masa dan akan hilang selama beberapa saat apabila butang ditekan. Bersamaan dengan tindakan butang, piezobuzzer akan mengeluarkan suara dan motor getaran akan membiarkan kotak bergetar di tangan anak. Untuk menghubungkan tindakan butang dengan aplikasi komputer, isyarat dihantar ke aplikasi melalui sambungan Wi-Fi.

Kotak terakhir mempunyai bentuk segi empat tepat yang sederhana, dilengkapi dengan 3 lubang untuk butang (kotak atas), 2 lubang (depan dan belakang) untuk menghubungkan pengecas bateri dan Redbear Duo dan 4 lubang yang sangat kecil yang diedarkan di kedua-dua belah pihak untuk menjamin bahawa bunyi piezobuzzer dapat dilihat. Tepi kotak dibulatkan untuk mengelakkan orang dewasa muda boleh menyakiti diri sendiri atau orang lain.

Langkah 2: Dapatkan Komponen Anda

Anda perlu:

- Pencetak 3D (boleh diakses di depan umum FABlab Brussels) Kami menggunakan pencetak yang tersedia untuk pelajar kejuruteraan elektromekanik di VUB.

- Besi solder dan pateri

- Colorfabb XT - bahan yang jelas untuk pencetakan 3D Terdapat di:

- Redbear Duo Maklumat: https://redbear.cc/duo Beli dari: https://www.antratek.com/redbear-duo Harga: € 30, 13 Voltan kerja Redbear Duo ialah 3, 3 V. Komponen elektrik lain perlu untuk dipilih sedemikian rupa sehingga mereka dapat bekerja pada 3, 3 V.

- Butang arked LED hijau (pilihan) Maklumat: https://www.adafruit.com/product/3487Beli dari: https://www.sossolutions.nl/ Harga: € 4, 55

- 2 Butang LED RGB (perintang yang digunakan untuk sambungan di PCB) Beli dari: https://www.aliexpress.com/item/ONPOW-22mm… Harga: € 18

- Maklumat Accelerometer ADXL345: https://www.sparkfun.com/products/9836Beli dari: https://www.antratek.nl/tri-axis-adxl345-breakoutHarga: € 21, 75Ini adalah pecutan 3 paksi digital yang tidak menggunakan banyak kuasa. Kami mahu bateri tahan selama mungkin.

- Li-IonBattery 1200 mAh Maklumat: https://www.adafruit.com/product/258 Beli dari: https://www.kiwi-electronics.nl/lithium-ion-polym… Harga: € 11, 95A Li-ion bateri dipilih, walaupun ini bukan jenis bateri paling selamat, kerana alat kawalan jauh harus dicas melalui mikro-USB. Jika tidak, penjaga mesti selalu membuka kotak untuk mengganti bateri.

- Pengecas bateri Maklumat: https://www.adafruit.com/product/259 Beli dari: https://www.kiwi-electronics.nl/usb-li-ion-lipoly… Harga: € 14, 90

- PiezobuzzerInformasi: https://www.adafruit.com/product/1739 Beli dari: https://www.adafruit.com/product/1739 Harga: € 1, 25

- 2 motor getaran (Dihubungkan bersama dengan perintang dan transistor) Maklumat: https://www.adafruit.com/product/1201 Beli dari: https://www.kiwi-electronics.nl/vibrating-mini-mo…Harga: € 2, 50

- Papan litar bercetak (PCB) untuk menyesuaikan komponen elektrik

- Perintang 4 perintang 150 Ohm (2 untuk setiap butang arked RGB) 2 perintang 4.7 kOhm (untuk pecutan) 3 perintang 10 kOhm (1 untuk setiap butang) 1 perintang 100 Ohm (untuk motor getaran) 1 transistor PN2222 (untuk motor getaran)

- Skru 2 M2, skru 5x8 untuk papan komponen 5 skru M3x8 untuk bahagian bawah kotak (4) dan bahagian bawah kotak bateri (1) Skru 4 M2, 5x8 untuk bahagian bawah kotak getaran (2 untuk setiap kotak)

Untuk bahagian pengaturcaraan, Java di Eclipse digunakan untuk memprogram aplikasi. The Redbear Duo diprogramkan menggunakan Arduino IDE.

Langkah 3: Komponen Elektronik Pateri pada PCB

Untuk menyolder semua komponen pada papan PCB, hubungan dengan Redbear Duo perlu diketahui. Sambungan ini dapat dilihat dalam gambar pertama. Semua komponen yang digunakan dalam projek disambungkan ke pin input / output dari Redbear Duo. Untuk menyambungkan butang dan motor getaran, perintang dan transistor diperlukan. Bahagian-bahagian ini dapat dilihat dalam 3 gambar yang lain. Untuk mengetahui perintang dan transistor mana yang digunakan dan di mana ia diletakkan, skema dan nota tambahan disediakan dalam gambar-gambar ini.

Nota sampingan: Port yang diberikan dalam gambar adalah port yang digunakan dalam projek. Adalah mungkin untuk memilih pelabuhan yang berbeza. Hanya beberapa kekangan yang perlu diambil kira: port SDA dan SCL akselerometer perlu dihubungkan masing-masing ke pin D0 dan pin D1 dari Redbear Duo. Motor buzzer dan getaran perlu disambungkan ke pin PWM.

Panduan penyambungan untuk accelerometer boleh didapati di laman web Sparkfun. Komunikasi yang digunakan, adalah I2C.

Langkah 4: Jauh Cetak 3D

Setelah reka bentuk diperbaiki, kotak itu boleh dicetak 3D. Untuk produk akhir, 5 bahagian yang berlainan mesti dicetak: - bahagian bawah kotak - bentuk kotak - plat fiksasi kotak bateri - plat fiksasi kotak getaran (2)

Prototaip ini dirancang dengan menggunakan pencetak 3D Ultimaker 2. Bahan yang digunakan untuk semua komponen adalah ColorFabb XT.

Langkah 5: Program Redbear Duo

Walaupun reka bentuk kotak sedang diperbaiki dan dicetak, pengawal mikro dapat diprogramkan.

Sebilangan besar pin input / output yang digunakan untuk menyambungkan komponen ke Redbear Duo sudah dijelaskan dalam langkah 3. Selebihnya terdapat dalam kod.

Seperti disebutkan sebelumnya, warna butang luar perlu disesuaikan bergantung pada orientasi kotak. Inilah sebabnya mengapa accelerometer digunakan. Dalam kod, warna berubah apabila koordinat x akselerometer lebih besar daripada 50. Ini bergantung pada cara akselerometer diletakkan di dalam kotak. Pastikan untuk memeriksa nilai koordinat-x dalam peranti anda dan sesuaikan kodnya jika diperlukan. Perpustakaan yang diperlukan untuk membaca nilai-nilai pecutan dapat ditemukan di laman web Sparkfun yang disebutkan dalam langkah 3.

Untuk menjimatkan bateri ketika perangkat tidak digunakan, lampu Wi-Fi dan LED dapat dimatikan. Apabila kotak diletakkan di sebelah kanannya dan kedua-dua butang luar ditolak, kotak akan dimatikan. Untuk membangunkan kotak, butang luar perlu ditekan (orientasi tidak penting untuk tindakan ini). Untuk langkah ini, sebaiknya periksa nilai koordinat-y apabila kotak diletakkan di sebelah kanannya dan sesuaikan jika diperlukan.

Langkah 6: Buat Aplikasi

Untuk membuat remote mudah digunakan, aplikasi dibuat di Java. Aplikasi ini dapat berkomunikasi dengan alat kawalan jauh melalui sambungan WiFi. Menggunakan maklumat yang diterima dari alat kawalan jauh, aplikasi akan menatal pilihan dan dengan cara ini memilih gambar atau memainkan lagu. Oleh kerana program ini perlu dikembangkan, nama dan kategori dapat ditambahkan.

Pada panel pertama, nama orang dewasa muda yang akan menggunakan alat kawalan jauh harus dipilih. Dengan menggunakan medan teks dan butang di bahagian bawah panel, nama dapat ditambahkan atau dihapus.

Setelah memilih nama orang dewasa muda, kategori harus dipilih. Sekiranya kategori 'Muzik' dipilih, lagu akan dimainkan apabila pilihan disahkan.

Skrin terakhir adalah satu-satunya skrin yang akan dilihat oleh orang dewasa muda dan ini juga merupakan satu-satunya panel yang dapat dikendalikan oleh alat kawalan jauh. Anda boleh menatal gambar dengan pergi ke kiri atau kanan. Sekiranya pilihan disahkan dengan menekan butang tengah pada alat kawalan jauh, bingkai hijau muncul di sekitar gambar. Pada ketika ini, tidak mungkin untuk menatal ke pilihan yang berbeza. Dengan menekan butang pengesahan sekali lagi, pilihan akan dibatalkan.

Tetingkap "Tambah Fail" dan "Hapus Fail" dapat digunakan untuk menambah dan menghapus gambar. Semasa menambahkan fail dalam kategori Muzik, dua langkah harus diikuti. Pada tetingkap pop timbul pertama, gambar yang harus ditunjukkan di layar dapat dipilih. Pada tetingkap pop timbul kedua, lagu yang berkaitan dengan gambar ini harus dipilih. Lagu yang dipilih mestilah dalam format mp3.

Untuk menghapus fail, nama gambar harus dipilih dalam daftar, yang muncul ketika menekan butang "Padam Fail".

Langkah 7: Pasang Kotak

Sebagai langkah terakhir, kotak itu mesti dipasang. - Untuk memberi kekuatan tambahan pada kotak, busa digunakan di bahagian dalam antara butang. Perlu diingat bahawa kabel butang juga memerlukan ruang! - Bateri dimasukkan ke dalam kotak bateri dan pelekapan bateri terpacak di atasnya. - Motor getaran dilengkapi dengan lapisan gam tipis, yang dapat digunakan untuk memperbaikinya di dalam kotak motor getaran. Oleh kerana kotaknya kecil, pembaris atau objek kecil dapat digunakan untuk menekan motor sedikit lebih baik ke sisi kotak. Apabila motor dipasang, kotak juga dapat ditutup dengan pemasangan dan skru. - Kabel dari butang dan motor getaran disambungkan ke PCB.- PCB boleh dihubungkan ke tiang sisi bercetak 3D dengan menggunakan skru. Pemasangan PCB harus dilakukan sedemikian rupa, sehingga Redbear Duo dan pengecas bateri dilokal dengan betul di dalam kotak (berhampiran lubang). - Akhirnya, bahagian bawah kotak dipasang ke tiang di sudut dengan cara skru.

Tahniah! Apabila sampai ke akhir langkah ini, anda berjaya membuat semula alat kawalan jauh untuk orang dewasa muda dengan autisme yang teruk. Pada peringkat projek ini, disyorkan untuk menguji apakah semuanya berjalan seperti yang diharapkan. Semoga berjaya dan bergembira!