Vibrotactile Sensory Substitution and Augmentation Device (SSAD): 4 ደረጃዎች

2024 ደራሲ ደራሲ: John Day | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-30 07:29

ይህ ፕሮጀክት በስሜታዊ መተካት እና በማጎልበት አካባቢ ምርምርን ለማመቻቸት ያለመ ነው። በ MSC ጥናቴ ውስጥ የሚንቀጠቀጡ የ SSAD ፕሮቶታይፖችን ለመገንባት የተለያዩ መንገዶችን የማሰስ ዕድል ነበረኝ። የስሜት መለዋወጫ እና ማጎልበት የኮምፒተር ሳይንቲስቶችን ብቻ ሳይሆን ከሌሎች መስኮች የመጡ ተመራማሪዎችን እንደ የግንዛቤ ሳይንስ የሚመለከት ርዕስ እንደመሆኑ ደረጃ-በደረጃ መመሪያ በኤሌክትሮኒክስ እና በኮምፒተር ሳይንስ ውስጥ ያልሆኑ ባለሙያዎች ይህንን ፕሮቶታይፕ ለራሳቸው እንዲሰበስቡ ማስቻል አለበት። የምርምር ዓላማዎች።

በትክክል ለአንድ ዓይነት የምርት/ምርት ማስታወቂያ የማድረግ ዓላማ የለኝም። ይህ ፕሮጀክት በማንኛውም ኩባንያ ስፖንሰር አልነበረም። እኔ የተጠቀምኩበት ቁሳቁስ በቴክኒካዊ ዝርዝሮች እና ምቾት (የመላኪያ ፍጥነት/አቅርቦት ፣ ተገኝነት ፣ ወዘተ) ምክንያት ተመርጧል። በዚህ መመሪያ ውስጥ ለተጠቀሱት ሁሉም ምርቶች ፣ እኩል ተስማሚ አማራጮች አሉ።

የአሁኑ አስተማሪ እስከ 4 ሞተሮች እና የአናሎግ ዳሳሾች ያለው መሰረታዊ የ SSAD ፕሮቶታይፕ እንዴት እንደሚገነቡ ደረጃ በደረጃ መመሪያዎችን ይ containsል።

ከዚህ በተጨማሪ ለዚህ አስተማሪ ሶስት ቅጥያዎችን ፈጥረዋል-በመጀመሪያ ፣ በዚህ የኤስ ኤስ ኤስ ዲ አምሳያ (https://www.instructables.com/id/Using-More-Than-4…) ከአራት በላይ ሞተሮችን እንዴት እንደሚጠቀሙ መመሪያዎችን አሳትሜያለሁ። በሁለተኛ ደረጃ ፣ ይህንን አምሳያ የሚለበስ (https://www.instructables.com/id/Making-the-SSAD-W…) እና እንዴት ኤኤርኤም ሞተሮችን እንዴት እንደሚሸፍን የሚያሳይ ምሳሌ እና ምሳሌ ፈጠርኩ (https:/ /www.instructables.com/id/Covering-Rotating…)። በተጨማሪም ፣ ከአናሎግ ዳሳሾች በስተቀር (በዚህ ሁኔታ የአቅራቢያ ዳሳሾች) ወደ ምሳሌው እንዴት እንደሚዋሃዱ የሚያሳይ ምሳሌ እንዲሁ ታትሟል (https://www.instructables.com/id/Including-a-Proxi…)።

“የስሜት መለዋወጥ እና መጨመር” ምንድነው?

በስሜታዊ መተካት በአንድ የስሜት ህዋሳት (ለምሳሌ እይታ) የተሰበሰበ መረጃ በሌላ ስሜት (ለምሳሌ ድምጽ) ሊታወቅ ይችላል። ሰዎች የስሜት ህዋሳትን ወይም እክልን ለማሸነፍ የሚረዳ ተስፋ ሰጭ ያልሆነ ወራሪ ዘዴ ነው።

የተተረጎመው የስሜት ቀስቃሽ ፣ በተለምዶ በሰዎች የማይታሰብ ከሆነ (ለምሳሌ የአልትራቫዮሌት ጨረር) ፣ ይህ አቀራረብ የስሜት ህዋሳት መጨመር ይባላል።

ይህንን አምሳያ ለመገንባት ምን ሙያዎች ያስፈልጋሉ?

በመሠረቱ ፣ ከዚህ በታች የተሰጡትን መመሪያዎች ለመከተል ምንም የላቀ የፕሮግራም ሙያ አያስፈልግም። ሆኖም ፣ በሽያጭ ውስጥ ጀማሪ ከሆኑ ፣ ይህንን ዘዴ ለማወቅ ጥቂት ተጨማሪ ጊዜ ያቅዱ። ከዚህ በፊት ፕሮግራም ካላደረጉ በፕሮግራም ውስጥ የበለጠ ልምድ ካለው ሰው የተወሰነ እርዳታ ሊያስፈልግ ይችላል።

ውድ ወይም በቀላሉ የማይገኙ ማሽኖች ወይም መሣሪያዎች አሉ?

በመስመር ላይ ወይም በሚቀጥለው የቤት መደብር ውስጥ በቀላሉ መግዛት የማይችለውን ይህንን ፕሮቶታይፕ ለመገንባት ከማሸጊያ ብረት በስተቀር ምንም ማሽኖች ወይም መሣሪያዎች አያስፈልጉም። ይህ SSAD የተቀረፀው ፈጣን-ፕሮቶታይፕን ለመፍቀድ ነው ፣ ይህ ማለት በፍጥነት ሊራባ እና ሀሳቦችን ርካሽ ፍለጋን መፍቀድ አለበት ማለት ነው።

አቅርቦቶች

ዋና ዋና ክፍሎች (ለ 4 ሞተሮች 65 ፓውንድ ያህል ፣ በስተቀር የሽያጭ መሣሪያዎች)

• አርዱዲኖ ኡኖ (ለምሳሌ https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3 ፣ 20 £)
• Adafruit Motorshield v2.3 (ለምሳሌ https://www.adafruit.com/product/1438 ፣ 20 £) እና የወንድ ቁልል ራስጌዎች (በተለምዶ የሞተር ጋሻውን ሲገዙ ይካተታሉ)
• ሲሊንደሪክ ERM ሞተሮች (ለምሳሌ https://www.adafruit.com/product/1438 ፣ 5 ፣ 50 £/ሞተር)
• የብረታ ብረት እና የሽያጭ ሽቦ
• ሽቦዎች

አማራጭ (ቅጥያዎችን ይመልከቱ)

ያልተሸፈነ የማዞሪያ ብዛት ያለው የ ERM ሞተር ከተገዛ -

• የቪኒዬል ቱቦ
• ቀጭን ለስላሳ ሰሌዳ
• 3 ዲ አታሚ (ለአርዱዲኖ መያዣ)

ከ 4 በላይ ሞተሮችን መጠቀም ከፈለጉ (ከ 8 በላይ በተመሳሳይ ጊዜ)

• Adafruit Motorshield v2.3 እና ወንድ ቁልል ራስጌዎች
• የሴት ቁልል ራስጌዎች (ለምሳሌ
• አርዱዲኖ ሜጋ ከ 6 በላይ ሞተሮች (ለምሳሌ

ደረጃ 1: መሸጥ

ካስማዎቹን ወደ ሞተርስ ሺልድ ያሽጡ

አዳፍ ፍሬዝ የራስጌዎችን ወደ ሞተርስ ሺልድ እንዴት እንደሚሸጡ በጣም አጠቃላይ ትምህርት ይሰጣል (https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield-v…)

1. በመጀመሪያ ፣ የተቆለሉትን ራስጌዎች በአርዱዲኖ ኡኖ ላይ ወደ ካስማዎች ያስገቡ ፣
2. ከዚያ የፒንቹ አጭር ጎን ተጣብቆ እንዲወጣ ፣ መከለያውን በላዩ ላይ ያድርጉት።
3. ከዚያ በኋላ ሁሉንም ካስማዎች ወደ ጋሻ ይሸጡ እና ብየዳ በፒን ዙሪያ የሚፈስ መሆኑን እና የእሳተ ገሞራ ቅርፅን (ከላይ ያለውን ምስል ይመልከቱ ፣ ከ https://cdn.sparkfun.com/assets/c/d/ ሀ/ሀ/9/523b1189…)።

በሽያጭ ውስጥ ጀማሪ ከሆኑ እንደ https://learn.sparkfun.com/tutorials/how-to-solder…/ ባሉ ተጨማሪ ትምህርቶች እራስዎን ይረዱ።

ረዘም ያለ ሽቦዎች ወደ ሞተሩ

አብዛኛዎቹ ሞተሮች ያለ ወይም በጣም አጭር እና ቀጭን ሽቦዎች ሲመጡ ፣ ረዘም እና የበለጠ ጠንካራ ሽቦዎችን በመሸጥ ማራዘም ምክንያታዊ ነው። ያንን እንዴት ማድረግ እንደሚችሉ እነሆ-

1. በስዕሉ ላይ እንደሚታየው በተጋለጡ ሽቦዎቻቸው ላይ እርስ በእርስ እንዲገናኙ በገመድዎቹ መጨረሻ ዙሪያ ያለውን ፕላስቲክ ያስወግዱ እና ያስቀምጧቸው።
2. ሁለቱንም ሽቦዎች ክር በመንካት እና ሻጩ በላያቸው ላይ እንዲፈስ በመፍቀድ አብሯቸው።

ደረጃ 2 - ሽቦ

1. በአርዱዲኖ አናት ላይ የሞተር መከላከያን ቁልል።
2. ወደ ሞተርስ መከለያ ውስጥ ሞተሮችን ያሽከርክሩ።
3. የሽቦ አናሎግ ዳሳሾች ወደ አርዱinoኖ (በምስሉ ይህ በብርሃን ዳሳሾች ይከናወናል ፣ ግን ተመሳሳይ ወረዳ ለሌሎች አናሎግ ዳሳሾች ተመሳሳይ ይመስላል)።

ደረጃ 3 - ኮድ መስጠት

1. አውርድ

ዚፕ አቃፊ (SSAD_analogueInputs.zip) ያውርዱ ፣ ከዚህ በታች ተያይ attachedል። ይንቀሉት።

የ Arduino IDE ን ያውርዱ (https://www.arduino.cc/en/main/software)።

በአርዱዲኖ አይዲኢ ባልተሸፈነው አቃፊ ውስጥ ያለውን የአርዲኖ ፋይል (SSAD_analogueInputs.ino) ይክፈቱ።

2. ቤተመፃህፍት ጫን

የቀረበውን ኮድ ለማስኬድ አንዳንድ ቤተ -ፍርግሞችን መጫን ያስፈልግዎታል። ስለዚህ ፣ በዚህ ጽሑፍ መጨረሻ ላይ የተያያዘው የአርዱዲኖ ፋይል በአርዱዲኖ አይዲኢ ውስጥ ክፍት ከሆነ የሚከተሉትን ያድርጉ

1. ጠቅ ያድርጉ - መሣሪያዎች Lib ቤተ -መጽሐፍትን ያቀናብሩ…
2. በፍለጋ መስክዎ ውስጥ “Adafruit Motor Shield V2 Library” ን ይፈልጉ
3. ጫን አዝራርን ጠቅ በማድረግ ይጫኑት

እነዚያን ቤተ -መጻሕፍት ካወረዱ በኋላ አሁን በቀረቡት ኮዶች ውስጥ ያሉት #መግለጫዎች ይካተታሉ። “አረጋግጥ” ቁልፍን ጠቅ ያድርጉ (በግራ አናት ላይ ምልክት ያድርጉ)። እርስዎ በፕሮግራሙ ግርጌ ላይ “ማጠናቀር ተጠናቀቀ” የሚል መልእክት ካገኙ ሁሉም ቤተ -መጻህፍት እንደሚሠሩ ያውቃሉ። ያለበለዚያ ቀይ አሞሌ ብቅ አለ እና የተበላሸውን መልእክት ያገኛሉ።

3. ኮዱን ይቀይሩ

ከዚህ በታች ያሉትን መመሪያዎች በመከተል በአጠቃቀም ጉዳይዎ መሠረት ኮዱን ይለውጡ

ሞተርስን እና የእነሱን SensoryOutputs ን ማስጀመር

በመጀመሪያ ፣ ሞተሮቹ የትኛውን ፒን እንደሚጠቀሙ ፣ እንዲሁም ሞተሮቹ በምን ክልል ውስጥ እንደሚሠሩ ያሳውቁ። ለምሳሌ ፣ ከ M4 ጋር ተጣብቆ በ (ፍጥነት) በ 25 እና 175 ክልል ውስጥ የሚሠራ ሞተር እንደዚያ (ከ MAIN አስተያየት በታች) ታወጀ

ሞተር ሞተር 1 = ሞተር (4 ፣ 25 ፣ 175);

እስከ 3 ቮ ባለው ክልል ውስጥ ከሚነዱ አነስተኛ የንዝረት ሞተሮች ጋር ሲሠሩ ፣ ከ 4.5VDC እስከ 13.5VDC ላይ ሞተሮችን ለማሽከርከር የተሠራ በመሆኑ የሞተር ሽበት በጥንቃቄ ጥቅም ላይ መዋል አለበት። የ 3 ቮ ሞተሮችን ላለመጉዳት ፣ የጋሻውን የቮልት ውፅዓት እስከ 3 ቮ (በትክክል 2.95 ቪ) በፕሮግራም ገድቤዋለሁ። ያንን ያደረግሁት ከፍተኛው የ 255 ፍጥነት በቮልት ውስጥ ምን ያህል እንደሆነ በመለካት እና ይህ 4.3 ቪ መሆኑን ከአንድ ባለብዙሜትር ጋር በመለካት ነው። ስለዚህ ፣ ከ 175 ከፍ ያለ ፍጥነት ማለትም 3V ገደማ ለሞተር ሞተሮች በጭራሽ አልፈቅድም።

እያንዳንዱ ሞተር ከአንድ SensoryOutput ጋር ይገናኛል።

አንድ SensoryOutput አንድ ወይም ብዙ የስሜት ህዋሳት ማነቃቂያዎችን ያቀፈ ነው። ለምሳሌ ፣ ሞተር በአንድ ነጠላ አነፍናፊ መሠረት ፣ ወይም በብዙ ፣ በተለየ አቀማመጥ አነፍናፊዎች መሠረት ሊርገበገብ ይችላል።

ስለዚህ ፣ በመጀመሪያ ለእያንዳንዱ ሞተር አንድ SensoryOutput መታወጅ አለበት። በቅንፍ ውስጥ ያሉት ቁጥሮች አነፍናፊ (ቡድን) ሊገነዘበው የሚችለውን ዝቅተኛው እና ከፍተኛው እሴት ናቸው። ለአናሎግ ዳሳሾች ይህ በአብዛኛው 0 እና 1023 ነው

SensoryOutput output1 = SensoryOutput (0, 1023);

በ loop () ተግባር እያንዳንዱ ሞተር ለአንድ የውጤት እሴት ይመደባል። እዚህ ለእያንዳንዱ ሞተር የሚከተለውን መግለጫ ይፃፉ እና ከ “ውፅዓት 1” ይልቅ ፣ የትኛውም የ SensoryOutput እሴት ከእሱ ጋር መገናኘት አለበት። ሌላ ስም ከተጠቀሙበት በዚህ መስመር ውስጥ ሁሉንም “ውፅዓት 1” ስሞችን መለወጥንም አይርሱ።

ሞተር 1. ድራይቭ (output1.getValue () ፣ output1.getMin () ፣ output1.getMax ());

ከፈለጉ ፣ ብዙ ሞተሮችን (ለምሳሌ ሞተር 1 እና ሞተር 2) ተመሳሳይ SensoryOutput (ለምሳሌ ውፅዓት 1) መስጠት ይችላሉ።

በተጨማሪም ፣ የብዙ ዳሳሾችን እሴቶች ለአንድ ሞተር መስጠት ይችላሉ (ቀጣዩን ክፍል ይመልከቱ)።

ዳሳሾችን መወሰን

በማዋቀር () ተግባር ውስጥ የትኛው ዳሳሾች የትኛው የሞተር ንዝረት (SensoryOutput) አካል እንደሚሆኑ መገለፅ አለበት። ከ አርዱዲኖ ፒን A0 ጋር የተገናኘው ዳሳሽ ከሞተር 1 ጋር ወደ ንዝረት መተርጎም እንዳለበት እና በዚህም ውጤት 1 እንዴት እንደሚገልጹ የሚያሳይ ምሳሌ እነሆ-

ውፅዓት 1. ያካትቱ (A0);

ብዙ የስሜት ህዋሳት ውጤቶች በአንድ የሞተር ንዝረት ውስጥ ከተዋሃዱ ለውጤት 1 ሌላ የአናሎግ ግብዓት ፒን ማከል ይችላሉ-

ውፅዓት 1 (ያካትቱ) (A1);

ያለበለዚያ በሚቀጥለው ውፅዓት ብቻ ይቀጥሉ

ውፅዓት 2. ያካትቱ (A1);

በርካታ ዳሳሾችን ማዋሃድ

ከላይ እንደተጠቀሰው ፣ በርካታ የስሜት ህዋሳት ግብዓቶች (ለምሳሌ ከ A0 ፣ A1 እና A2) ወደ አንድ ሞተር ሊመሩ ይችላሉ። እኔ ያቀረብኩት ኮድ በሁሉም የተካተቱ ዳሳሾች የሚነበቡትን እሴቶች አማካይ ያሰላል። ስለዚህ ፣ ይህ ለአጠቃቀም ጉዳይዎ በቂ ከሆነ እና በቀጥታ ካርታ ማድረግ ከፈለጉ ፣ ለምሳሌ ፣ ዝቅተኛ የስሜት ህዋሳትን ወደ ዝቅተኛ ንዝረት ፣ እርስዎ ጨርሰዋል እና ስለሚከተለው ማሰብ የለብዎትም

እርስዎ ፣ ግን በአንድ ወይም በብዙ ጥሬ የስሜት ህዋሳት ግብዓቶች ምን ማድረግ እንደሚፈልጉ ሌሎች ሀሳቦች ካሉዎት ፣ በ SensoryOutput ክፍል ውስጥ int getValue () በሚለው ተግባር ውስጥ ለውጦችን መሠረት ማድረግ ይችላሉ።

int getValue () {

finalOutput = 0; // TODO በስሜት ህዋሳት እሴቶች የፈለጉትን ያድርጉ // እዚህ ብዙ እሴቶች ለ (int i = 0 ፣ i <curArrayLength; i ++) ከተዋሃዱ አማካይ ተገንብቷል/ {finalOutput+= analogRead (valueArray ); } የመጨረሻውን መመለስ የውጤት / curArrayLength; }

4. ኮዱን ወደ አርዱዲኖ ፕሮቶታይፕዎ ይስቀሉ

የ Arduino Prototype (ከደረጃ 2) ወደ ፒሲዎ ይሰኩ።

መሳሪያዎችን → ወደብ ጠቅ ያድርጉ አርዱinoኖ/ጀኑኒኖ ኡኖ በቅንፍ ውስጥ የተፃፈበትን ወደብ ይምረጡ

ጠቅ ያድርጉ መሣሪያዎች → ቦርድ → አርዱinoኖ/ጀኑኒኖ ኡኖ

አሁን ሞተሮቹ በአናሎግ ዳሳሾች ግብዓቶች መሠረት መሮጥ አለባቸው። ከፈለጉ ፣ አርዱዲኖን ከእርስዎ ፒሲ ማለያየት እና እንደ 9 ቪ ባትሪ ወደ ሌላ የኃይል ምንጭ መሰካት ይችላሉ።

ደረጃ 4: ሊሆኑ የሚችሉ ቅጥያዎች

አሁን የገነቡት ፕሮቶታይፕ የአናሎግ ግብዓቶችን ብቻ የሚፈቅድ እና እስከ አራት ሞተሮችን መንዳት ይችላል። በተጨማሪም ፣ ገና ሊለብስ አይችልም። እነዚያን ባህሪዎች ማራዘም ከፈለጉ የሚከተሉትን መመሪያዎች ይመልከቱ-

• የኤርኤም ሞተሮችን የሚሽከረከሩ ስብስቦችን ይሸፍናል-
• ኤስ.ኤስ.ዲ.ኤን የሚለበስ ማድረግ
• ከ 4 በላይ ሞተሮችን በመጠቀም-በርካታ የሞተር ጋሻዎችን መደርደር
• ለአልትራሳውንድ የአቅራቢያ ዳሳሽ እንደ SSAD ግብዓት በመጠቀም