Sarung Tangan Haptik untuk Orang Buta: 7 Langkah

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

Sarung tangan Haptic adalah alat untuk orang buta dan / atau cacat penglihatan yang memberi maklumat kepada pemakai mengenai halangan di persekitaran mereka. Sarung tangan menggunakan dua sensor ultrasonik yang melaporkan jarak dan orientasi objek. Bergantung pada apa yang dikesan oleh sensor ini, motor getaran yang diletakkan di seluruh sarung tangan bergetar dengan corak unik untuk menyampaikan maklumat ini kepada pengguna.

Langkah 1: Senarai Bekalan

Elektronik:

- # 1201: Cakera Motor Mini Bergetar - ERM (x4) [$ 1.95 ea.]

- # 2305: Pengawal Motor Haptic DRV2605L Adafruit (x4) [$ 7.95 ea.]

- # 659: FLORA - Platform elektronik yang boleh dipakai - Sesuai dengan Arduino [$ 14.95]

- Sensor Jarak Ultrasonik HC-SR04 (x2) [$ 2.99 ea.]

- # 2717: TCA9548A I2C Multiplexer [$ 6.95]

- # 3287: 3 bateri AA dengan penyambung JST [$ 2.95]

- # 1608: Adafruit Perma-Proto Skuart Breadboard PCB - Single [$ 2.95]

- Kabel reben

- Perintang 200 dan 220 ohm

Fabrikasi:

- Jalur Velcro [$ 2.98]

- # 615: Set jarum - 3/9 saiz - 20 jarum [$ 1.95]

- Neoprene, atau kain tahan lama yang lain

Jumlah Kos: $ 78.31

Sebilangan besar komponen dibeli dari Adafruit.com

Langkah 2: Breadboarding

Langkah pertama adalah menyambungkan semua komponen anda menggunakan papan roti sehingga anda dapat memastikan semuanya berfungsi dengan baik sebelum memasangnya ke produk akhir. Gambar rajah dan gambar litar berikut akan memberi anda idea di mana semuanya perlu disambungkan. Berikut adalah penjelasan mengenai apa yang dilakukan oleh setiap komponen:

Arduino Uno / FLORA

Ini adalah mikrokontroler, yang merupakan bahagian yang dapat diprogramkan. Ia juga memberi kuasa kepada semua komponen dari bateri. Pada mulanya saya menghubungkan semuanya dengan Arduino Uno kerana ia mempunyai bekalan 5v, tetapi kemudian menggantinya dengan bateri FLORA dan 3 AA (4.5v).

Pengawal Motor Haptic

Pengawal ini menghubungkan terus ke setiap motor getaran dan membolehkan anda memprogram setiap motor getaran secara bebas antara satu sama lain, sementara juga mempunyai kelebihan termasuk perpustakaan kesan getaran yang telah ditetapkan. Ini tidak penting untuk fungsi sarung tangan, tetapi menjadikannya lebih mudah untuk diprogramkan kerana anda tidak perlu memprogramkan corak getaran anda sendiri dari awal.

Muliplexer

Ini hanya berfungsi sebagai semacam pengembang kerana tidak ada pin SCL / SDA di FLORA yang cukup untuk menampung semua pengawal motor haptik. Ia juga membolehkan anda berkomunikasi dengan setiap pengawal motor haptik secara bebas dengan memberikan alamat yang unik untuk masing-masing.

Motor Getaran

Inilah yang memberi maklum balas haptik kepada pengguna. Mereka bergetar dalam corak tertentu bergantung pada bagaimana anda memprogramnya. Lebih banyak mengenai bagaimana mereka bekerja di sini.

Sensor Ultrasonik

Sensor inilah yang mengukur jarak objek di hadapannya. Mereka melakukan ini dengan mengirimkan isyarat "pemicu", yang memantul dari objek yang berdekatan dan kembali sebagai isyarat "gema". Program ini kemudiannya dapat mentafsirkan masa kelewatan dan mengira jarak jarak. Pastikan untuk melabelnya "kiri" dan "kanan" supaya anda tidak keliru kemudian. Lebih banyak mengenai bagaimana mereka bekerja di sini.

Langkah 3: Pengekodan

Setelah semuanya disambungkan, anda boleh memuat turun kod ke FLORA anda dan mengujinya. Muat turun fail di bawah dan perpustakaan yang diperlukan (dipautkan di bawah). Contoh kod ini mempunyai fungsi yang disenaraikan dalam jadual di atas.

Untuk menguji kodnya, letakkan objek rata besar kurang dari 6 inci dari sensor ultrasonik di sebelah kanan. RBG dalam pesawat akan cepat berkelip biru. Semasa anda menggerakkan objek lebih jauh, berkedip akan menjadi kurang cepat. Pada masa yang sama, salah satu motor getaran (yang kemudian akan diletakkan di ibu jari) akan bergetar dengan cepat apabila objek tersebut berjarak kurang dari 6 inci dan mula bergetar dengan daya yang lebih sedikit apabila anda menjauhkan objek. Corak yang sama ini harus berlaku untuk sensor ultrasonik kiri, hanya dengan cahaya oren dan bukannya biru

Saya telah menambah ciri tambahan, iaitu RBG harus berkedip merah jambu dan sensor getaran jari tengah dan telapak tangan harus bergetar apabila kedua-dua sensor mengesan objek yang berjarak kurang dari 6 inci. Walau bagaimanapun, ciri ini tidak begitu dipercayai. Saya menyimpan motor getaran jari tengah dan telapak tangan dalam reka bentuk terakhir sekiranya orang mahu menggunakan fungsi yang lebih kreatif untuk mereka.

* JANGAN * pasangkan papan FLORA ke dalam komputer melalui usb semasa bateri luaran masih disambungkan! Sentiasa cabut dari bateri luaran terlebih dahulu.

* SEBELUM * memuat turun contoh kod yang disediakan di sini, anda perlu memuat turun perpustakaan / pemacu berikut:

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

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

Sekiranya kod sepertinya tidak berjalan atau sensor / motor anda tidak bertindak balas:

- Pastikan anda telah memilih port COM yang betul dalam program Arduino.

- Pastikan motor getaran anda terhubung sepenuhnya ke papan pengawal / pengawal motor haptik. Wayar yang menghubungkannya sangat nipis dan mudah dilonggarkan.

- Periksa semula bahawa anda belum mencampur kabel SCL / SDA (multiplexer) atau kabel ECHO dan TRIG (sensor ultrasonik). Ia tidak akan berfungsi jika ini ditukar.

- Sekiranya semuanya berfungsi dengan normal ketika dipasang melalui usb, tetapi terganggu ketika disambungkan ke bateri luaran, mungkin sudah waktunya untuk menggantinya dengan bateri baru.

Langkah 4: Menyambungkan Sambungan Data

Setelah kod disahkan berfungsi, anda boleh memulakan pemasangan produk akhir. Saya mulakan dengan melukis terlebih dahulu semua sambungan pada garis besar tangan, untuk menggambarkan semua sambungan terakhir. Saya memfokuskan pada semua sambungan data terlebih dahulu, dan kemudian menyambungkan talian kuasa dan talian di hujungnya. Juga pada tahap ini saya lupa menyolokkan perintang ke pin ECHO dan GND sensor ultrasonik (oops), sehingga tidak sesuai dengan gambar. Saya akhirnya menambahkannya ketika saya menyambungkan sensor ultrasonik ke "hub" kuasa di bahagian tengah sarung tangan.

Saya mulakan dengan menyolder semua sambungan ke FLORA, dan membuat jalan melalui multiplexer, pengawal motor haptik, dan motor getaran. Saya mengukuhkan hubungan saya dengan gam panas, tiub pengecutan panas, dan pita elektrik.

Dalam semua gambar, warna wayar sesuai dengan sambungan berikut:

MERAH: kuasa

HITAM: tanah

KUNING: scl

PUTIH: sda

HIJAU: motor (-)

GREY: motor (+)

BROWN: gema sensor ultrasonik

ORANGE: trig sensor ultrasonik

Langkah 5: Membuat Sarung Tangan

Sarung tangan terdiri daripada komponen berikut:

- Badan sarung tangan utama (yang menahan getaran telapak tangan)

- 3 tali jari (kelingking, tengah, ibu jari), yang menahan 3 motor getaran

- Tali lengan untuk memegang pek bateri

Saya memutuskan reka bentuk sarung tangan tanpa jari untuk kesederhanaan, dan anda dapat melihat templat umum di atas. Lakaran ini tidak mengikut skala, dan anda mungkin perlu menyesuaikan ukuran agar sesuai dengan tangan anda. Ia dimaksudkan untuk dipakai di tangan kiri. Saya mula-mula mengesan reka bentuk ke bahagian bawah beberapa kain, dan kemudian menggunakan pisau Xacto untuk memotongnya. Saya membentuk kepingan jari dengan memotong helai kain yang cukup panjang untuk melilit jari saya, dan menjahit tali Velcro untuk menahannya di tempat. Saya kemudian membuat kantung untuk menempatkan motor getaran dan menjahitnya ke tali jari dan juga di bahagian tengah bahagian bawah badan sarung tangan utama (berhampiran tapak tangan).

Reka bentuk ini memerlukan jahitan minimum, dan saya hanya menjahit dalam senario ini:

- Memegang / menguatkan jalur Velcro pada kain.

- Jahit kantung motor getaran ke tali jari dan badan sarung tangan utama.

- Bentukkan kantung bateri pada tali lengan.

Langkah 6: Perhimpunan (Bahagian 1)

Setelah sarung tangan dipasang dan semua pendawaian selesai, saya mula melekatkan komponen elektrik ke sarung tangan. Untuk langkah ini, saya mengikuti gambar yang saya buat tadi dan membentangkan semua kepingannya. Saya kemudian mula menjahitnya menggunakan benang. Saya akhirnya meletakkan pengawal motor haptik di sebelah kiri sarung tangan dan bukannya bahagian atas kerana lebih masuk akal begitu saya mula memasang.

Langkah 7: Perhimpunan (Bahagian 2 - PWR + GND)

Akhirnya, saya menyambungkan semua komponen saya ke kuasa dan pembumian. Untuk melakukan ini, saya memasang landasan dan rel elektrik di papan roti kecil saya, dengan menyambungkannya ke gnd dan pwr FLORA. Saya menghubungkan pengawal motor haptik dan multiplexer ke rel ini. Saya kemudian menghubungkan sensor ultrasonik saya ke pwr dan gnd, tetapi juga memanfaatkan ruang tambahan pada papan roti untuk menambahkan perintang yang saya lupakan sebelumnya. Perintang ini penting kerana mereka mencipta pembahagi yang menurunkan voltan isyarat ECHO, yang kembali ke FLORA.

Agak sukar untuk menyambung sambungan gnd dan pwr setelah semuanya sudah dijahit, jadi anda mungkin mahu melakukan semua pematerian terlebih dahulu. Masuk akal untuk saya menunggu kerana saya masih belum sepenuhnya yakin susun atur akhir semua komponen akan menjadi.

Dengan menggunakan beberapa gam Gorilla, saya melekatkan sekerap kecil kayu ke sarung tangan untuk mengangkat papan roti, dan menambahkan Velcro untuk melekat papan roti ke kayu (lihat gambar di atas). Saya melakukan ini supaya saya dapat mengangkatnya dengan mudah dan memeriksa seluar pendek.

Langkah terakhir adalah merekatkan sensor ultrasonik anda ke kedua sisi papan roti yang dibangkitkan.

DAN ANDA SELESAI!