Somatic - Data Glove for the Real World: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Μαγνήτες κυλίνδρου νεοδυμίου διαμέτρου 4 χιλιοστών μαγνήτες κυλίνδρου νεοδυμίου διαμέτρου 4mm Το Somatic είναι ένα φορητό πληκτρολόγιο και ποντίκι που είναι άνετο, ανεμπόδιστο και έτοιμο για όλη την ημέρα. Είναι φορτωμένο με όλο το υλικό για να μεταφράσει τα σημάδια και τις κινήσεις των χεριών σε ενέργειες, όπως το σωματικό συστατικό ενός ξόρκου στα μπουντρούμια και τους δράκους.

Για τα πιο ενημερωμένα αρχεία σχεδιασμού, κώδικα και βοηθητικά προγράμματα, επισκεφθείτε τη σελίδα έργου στο GitHub.

Κάθε άρθρωση διαθέτει αισθητήρα Hall και το πρώτο τμήμα κάθε δακτύλου έχει μαγνήτη. Η κάμψη ενός δακτύλου στρέφει τον μαγνήτη του εκτός θέσης, επιτρέποντας στο Somatic να χαρτογραφήσει το χέρι σας.

Ένα EMU EM7180SFP κοντά στον αντίχειρα παρέχει παρακολούθηση 9 μοιρών. Τελικά, αυτό θα σας επιτρέψει να μετακινήσετε ένα δρομέα ποντικιού δείχνοντας και να πληκτρολογήσετε γράμματα σύροντάς τα στον αέρα.

Το Somatic εξακολουθεί να είναι ένα έργο σε πρώιμο στάδιο και θα είναι μια πρόκληση για τους έμπειρους κατασκευαστές.

Οι προτεραιότητες του έργου Somatic είναι:

• Ελέγξτε οποιονδήποτε φορητό υπολογιστή με οθόνη αφής
• Έτοιμο για χρήση όλη την ημέρα, αμέσως, χωρίς Διαδίκτυο
• Δεν προκαλεί κόπωση ή παρεμβαίνει σε άλλες εργασίες
• Αρκετά γρήγορη για γρήγορη αναζήτηση σε λιγότερο από 10 δευτερόλεπτα

Το Somatic δεν θα:

• Αναπαράγετε το χέρι σας σε τρισδιάστατο χώρο
• Αφήστε να πληκτρολογήσετε σε ένα εικονικό πληκτρολόγιο
• Χρησιμοποιήστε καθόλου υπηρεσίες cloud

Το έργο Somatic έχει άδεια MIT, πνευματικά δικαιώματα 2019 Zack Freedman και Voidstar Lab.

Ευχαριστώ τον Alex Glow για το μοντέλο του Somatic!

Προμήθειες

• 4x πλεξούδες JST τριών αγωγών
• 4x A3144 Hall αισθητήρες
• Τουλάχιστον 4 μαγνήτες κυλίνδρου νεοδυμίου 10mm x 4mm
• Ένα ζευγάρι μισά γάντια του αρσιβαρίστα
• Paracord 1/8"
• Σωλήνες 1/8 "ή 3/16" θερμικής συρρίκνωσης
• Νήμα PLA ή PETG
• Νήμα TPU
• 4x 6mm βίδες M2.5
• 4x βίδες M2.5 8mm
• 8x Μ2,5 παξιμάδια
• Μπαταρία 1x 303040 Li-Ion
• Ηλεκτρονικά εξαρτήματα (βλ. Σχηματικό στο αποθετήριο)
• Stripboard
• Κόλλα μετάλλων
• Σύρμα από καλώδιο, κατά προτίμηση μονωμένο με σιλικόνη και εύκαμπτο
• Σύρμα διαύλου, για κατασκευή κυκλωμάτων λωρίδων
• Συνιστάται: Χέρι μανεκέν

Πρέπει να έχετε πρόσβαση σε έναν εκτυπωτή που μπορεί να εκτυπώσει τόσο ένα άκαμπτο υλικό όπως το PLA όσο και ένα εύκαμπτο υλικό όπως το TPU.

Βήμα 1: Βήμα 1: Κατασκευάστε τους αισθητήρες αίθουσας

Κλωνοποιήστε ή κατεβάστε το repo του Somatic GitHub και φορτώστε τον τρισδιάστατο εκτυπωτή σας με άκαμπτο νήμα.

Τυπώνω:

• 4x Hall Holder.stl
• 4x Hall Cover.stl

Κλείστε τα καλώδια ενός αισθητήρα A3144 σε περίπου 3mm.

Τοποθετήστε το σε έναν σύνδεσμο πλεξούδας JST, όπως φαίνεται παραπάνω. Σημειώστε τον προσανατολισμό του αισθητήρα και του συνδετήρα.

Περάστε την πλεξούδα μέσω μιας θήκης Hall όπως φαίνεται στην εικόνα. Ο σύνδεσμος και ο αισθητήρας πρέπει να βυθίζονται προς τα κάτω και να τοποθετούνται πλήρως στο Hall Holder.

Κόψτε ένα τμήμα paracord περίπου στο ίδιο μήκος με το σύρμα της πλεξούδας JST. Αφαιρέστε τις εσωτερικές χορδές του και περάστε το «σπασμένο» paracord πάνω από το σύρμα.

Κόψτε ένα κομμάτι θερμοσυρρίκνωσης μήκους περίπου 10 χιλιοστών και περάστε το μέχρι το καλώδιο, σχεδόν μέχρι το Hall Holder. Συρρικνώστε το ώστε να σφραγίσει τις ίνες του paracord και σπρώξτε το στο Hall Holder. Θα πρέπει να ταιριάζει άνετα.

Κόψτε ένα άλλο κομμάτι θερμοσυρρίκνωσης μήκους περίπου 10 mm και χρησιμοποιήστε το για να σφραγίσετε το άλλο άκρο του paracord, αφήνοντας περίπου 20 mm εκτεθειμένο σύρμα. Το συσσωρευμένο paracord θα προστατεύσει τα καλώδια χωρίς να περιορίσει την κίνησή σας.

Σπρώξτε ένα κάλυμμα αίθουσας επάνω στον κάτοχο για να σφραγίσετε τον αισθητήρα και τον σύνδεσμο στο εσωτερικό. Η τριβή πρέπει να τη διατηρεί στη θέση της, αλλά μπορεί να χρειαστεί να εφαρμόσετε μια κόλλα κόλλας.

Επαναλάβετε άλλες τρεις φορές για να δημιουργήσετε το σύνολο των αισθητήρων Hall.

Βήμα 2: Βήμα 2: Δημιουργήστε το IMU

Χρησιμοποιώντας άκαμπτο νήμα, εκτυπώστε:

• 1x IMU Holder.stl
• 1x κάλυμμα IMU.stl

Συγκολλήστε καλώδια στα μαξιλάρια VCC, SDA και SCL της μονάδας EM7180SFP. Συγκολλήστε ένα άλλο καλώδιο στο GND, γεφυρώνοντάς το με το μαξιλάρι SA0. Το μαξιλάρι Host_Int δεν χρησιμοποιείται. Συνιστώ ανεπιφύλακτα την κωδικοποίηση χρωμάτων των καλωδίων για να αποφύγετε σύγχυση αργότερα.

Όπως και οι αισθητήρες Hall, τοποθετήστε το συγκρότημα IMU στη θήκη IMU, βυθίστε το προς τα έξω, τοποθετήστε τα καλώδια με σπασμένο paracord και εφαρμόστε θερμική συρρίκνωση.

Πιέστε ή κολλήστε το κάλυμμα IMU στη διάταξη του κατόχου IMU.

Βήμα 3: Βήμα 3: Συναρμολογήστε μαγνήτες και τοποθετήστε στοιχεία γαντιών

Χρησιμοποιώντας άκαμπτο νήμα, εκτυπώστε τέσσερις συνολικές θήκες μαγνήτη. Τα μεγέθη που απαιτούνται (Κοντά, Μεσαία και Μεγάλα) θα εξαρτηθούν από το μέγεθος του γαντιού σας - προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε το μακρύτερο στήριγμα μαγνήτη σε κάθε δάχτυλο που θα ταιριάζει μεταξύ της άρθρωσης και του άκρου του γαντιού.

Οι κάτοχοι μαγνήτη δεν χρειάζονται υλικό υποστήριξης.

Μην εισάγετε μαγνήτες ακόμα στους κατόχους μαγνήτη!

Βάλτε το αριστερό γάντι στο χέρι σας. Το σωστό γάντι δεν χρησιμοποιείται σε αυτό το έργο.

Μετακινώντας το δάχτυλο με το δάχτυλο, τοποθετήστε ένα συγκρότημα αισθητήρα Hall και ένα Magnet Holder και σημειώστε τις θέσεις τους.

• Ο αισθητήρας και ο κάτοχος μαγνήτη πρέπει να αγγίζουν σχεδόν όταν το χέρι σας είναι όσο το δυνατόν πιο ανοιχτό.
• Ούτε ο αισθητήρας ούτε ο κάτοχος μαγνήτη πρέπει να είναι στο κότσι σας όταν κάνετε μια σφιχτή γροθιά.
• Είναι πιο σημαντικό ο αισθητήρας και ο κάτοχος μαγνήτη να μην είναι στην άρθρωσή σας, παρά να είναι κοντά μεταξύ τους.

Σημειώστε μια θέση για την IMU πάνω από τον αντίχειρά σας.

Βγάλτε το γάντι και βάλτε το στο χέρι μανεκέν σας αν το έχετε. ΜΗΝ ΕΦΑΡΜΟΖΕΤΕ ΚΟΛΛΑ ΣΕ ΚΑΤΙ ΠΟΥ ΦΟΡΑΤΕ!

Εφαρμόστε τσιμέντο επαφής στο κάτω μέρος κάθε συγκρατητήρα μαγνήτη, συγκροτήματος αισθητήρα Hall και συγκροτήματος IMU. Εφαρμόστε τσιμέντο επαφής στις επισημασμένες περιοχές του γαντιού. Αφήστε την κόλλα να στηθεί και συναρμολογήστε το γάντι σας. Αφήστε αρκετό χρόνο για να στεγνώσει η κόλλα.

Συνιστώ ανεπιφύλακτα τη χρήση τσιμέντου επαφής. Είναι η μόνη κόλλα που έχω χρησιμοποιήσει και δένει πολύ το PLA με ύφασμα και δέρμα.

Βήμα 4: Βήμα 4: Συναρμολογήστε τα Ηλεκτρονικά

Χρησιμοποιώντας άκαμπτο νήμα, εκτυπώστε το Body.stl Απαιτεί υλικό υποστήριξης.

Εφαρμόστε το κύκλωμα που καθορίζεται στο σχήμα. Μακάρι να μπορούσα να παρέχω καλύτερη καθοδήγηση για αυτό το βήμα, αλλά δεν έχω βρει μια καλή χρησιμότητα για να σχεδιάσω κυκλώματα λωρίδων. Κάποια στιγμή, θα το αντικαταστήσω με ένα προσαρμοσμένο PCB.

Θα χρειαστεί να χτίσετε τον κύριο πίνακα σε ένα κομμάτι από διάτρητη πλάκα 36mm x 46mm, με διακοπή για το Teensy. Θα είναι σφιχτή εφαρμογή.

Ο δονητικός κινητήρας και το κύκλωμα οδήγησης του ταιριάζουν στο αριστερό διαμέρισμα και το Bluetooth Mate στο δεξί διαμέρισμα. Όλα τα άλλα εξαρτήματα - το Teensy, η μπαταρία, ο ελεγκτής φόρτισης και άλλα ηλεκτρονικά - ταιριάζουν στο κεντρικό διαμέρισμα.

Μόλις επιβεβαιώσετε την προσαρμογή, κολλήστε τους αισθητήρες Hall και το IMU στον πίνακα.

Δοκιμάστε καλά όλα τα ηλεκτρονικά πριν προχωρήσετε!

Βήμα 5: Βήμα 5: Τελική συνέλευση

Χρησιμοποιώντας άκαμπτο νήμα, εκτυπώστε:

• 1x Nameplate.stl
• 2x Καλλυντικό πιάτο.stl
• 1x Top Plate.stl
• 1x διακόπτης τροφοδοσίας

Κανένα από αυτά τα μέρη δεν απαιτεί υλικά στήριξης.

Χρησιμοποιώντας εύκαμπτο νήμα, εκτυπώστε:

• 1x λουρί λουρί.stl
• 1x Holey Strap.stl
• 1x Loop Brother.stl

Τα εξαρτήματα του ιμάντα χρειάζονται υλικό στήριξης. Είναι εντάξει αν η αφαίρεσή τους αφήνει ατημέλητες επιφάνειες - οι υποστηριζόμενες περιοχές είναι κρυμμένες μέσα στο σώμα του βραχιολιού.

Τοποθετήστε ένα παξιμάδι 2,5 χιλιοστών σε κάθε μία από τις τέσσερις τσέπες γύρω από το κεντρικό διαμέρισμα. Εφαρμόστε μια μικρή ποσότητα τσιμέντου επαφής σε κάθε παξιμάδι για να μην πέσει.

Συναρμολογήστε το γάντι:

1. Χρησιμοποιήστε το Zap-a-Gap ή άλλη κυανοακρυλική κόλλα υψηλής ποιότητας για να τοποθετήσετε την πινακίδα και τα καλλυντικά πιάτα στην επάνω πλάκα. Αφήστε την κόλλα να ωριμάσει.
2. Τοποθετήστε το διακόπτη λειτουργίας στον διακόπτη SPDT.
3. Τοποθετήστε την κορυφαία πλάκα. Θα πρέπει να ασφαλίσει στη θέση του. Φροντίστε να καθοδηγήσετε τα καλώδια αισθητήρων Hall και IMU στα κανάλια τους και να τα αποτρέψετε από τη διασταύρωση ή το τσίμπημα.
4. Τοποθετήστε τέσσερις βίδες M2.5 6mm στις τέσσερις οπές γύρω από την πινακίδα. Θα πρέπει να ζευγαρώσουν με τα παξιμάδια που εγκαταστήσατε νωρίτερα.
5. Περάστε το βρόχο στον ιμάντα της πόρπης.
6. Τοποθετήστε τα στοιχεία του ιμάντα στις εγκοπές στις πλευρές του συγκροτήματος βραχιολιού. Χρησιμοποιήστε τις υπόλοιπες βίδες και παξιμάδια για να τις στερεώσετε. Η αριστερή πλευρά είναι παχύτερη από τη δεξιά και χρειάζεται τις μεγαλύτερες βίδες 8mm.
7. Το Somatic γάντι σας είναι πλήρες!

Βήμα 6: Τι ακολουθεί;

Το έργο Somatic είναι σε εξέλιξη. Ο στόχος είναι να αποκτήσετε δείγματα κάθε γράμματος, έτσι ώστε ένα μοντέλο TensorFlow Lite που τρέχει τοπικά στο γάντι να μπορεί να ανιχνεύσει τη γραφή. Αυτό είναι ακόμα πολύ μακριά, αλλά μπορείτε να εγκαταστήσετε το παρεχόμενο υλικολογισμικό για μετάδοση δεδομένων πίσω σε υπολογιστή μέσω Bluetooth ή USB.

Το βοηθητικό πρόγραμμα εκπαίδευσης είναι πλήρως λειτουργικό και μπορεί γρήγορα να αποκτήσει πολλές δοκιμαστικές χειρονομίες. Σύντομα, θα προσθέσω τη δυνατότητα να εκπαιδεύσω ένα νευρωνικό δίκτυο έναντι των συλλεγόμενων δεδομένων και να μεταδώσω το μοντέλο στο γάντι.

Ευχαριστώ που ακολουθήσατε! Ανυπομονώ να δω πού θα πάτε το έργο Somatic.