Fizinės sąveikos sistema - „PlateaPlayer“: 19 žingsnių (su paveikslėliais)

2025 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2025-01-23 14:59

Šiame projekte aprašomas procesas, kurio buvo imtasi kuriant ir plėtojant interaktyvaus vaizdo grotuvo fizinio skaičiavimo sąveikos, skirtos Universidad Autónoma de Occidente vaizdo ir skaitmeninės televizijos studentams, susijusiems su daugialypių interaktyvių vaizdo įrašų tema, aparatinės įrangos įgyvendinimą. produktas, kurį galima lengvai gaminti ir manipuliuoti.

Šiuo metu nėra nemokamų platformų, skirtų tokio tipo vaizdo įrašams kurti, įskaitant ir jutiminę sąveiką. Todėl pagrindinis jo tikslas yra išvengti to, kad mokiniams nereikėtų pirkti brangiai kainuojančios programinės įrangos licencijų, pasikliauti ir pateikti pusiau parengtus sprendimus klasės užduotims, o jiems nereikėtų skirti daug daugiau laiko kuriant šias platformas.

Čia siūlomą įgyvendinimą sudaro penki moduliai, vaizduojantys pagrindines jutimo sąveikas, kurias galima sinchronizuoti. Tai yra: vanduo, dūmai, temperatūra (karšta/šalta), vėjas ir šviesa. Juos valdys „Arduino“, naudodamas „Johnny Five“„JavaScript“biblioteką.

1 žingsnis: medžiagos ir įrankiai - konteinerio dėžutė

Kadangi šis projektas buvo skirtas siūlomos sistemos prototipui sukurti, buvo naudojamos paprastos medžiagos:

• Šiaudinis kartonas
• Balsa medienos strypai (kvadrato ir trikampio formos)
• Žirklės, izoliacinė juosta, medžio klijai, skalpelis, pjūklas

2 žingsnis: Medžiagos - vėjo modulis

5 CPU ventiliatoriai

3 žingsnis: Medžiagos - temperatūros modulis

• 2 Peltier ląstelės
• 4 radiatoriai
• 2 ventiliatoriai (tokie patys kaip vėjo modulis)

4 žingsnis: Medžiagos - šviesos modulis

• ~ 50 cm RGB LED juostelės
• 3 TIP31C tranzistoriai
• Išorinis maitinimo šaltinis

5 žingsnis: Medžiagos - dūmų modulis

• 1 Ultragarsinis drėkintuvas
• 1 1 kanalo relė
• Išorinis maitinimo šaltinis
• Vandens talpykla

6 žingsnis: Medžiagos - vandens modulis

• Panardinamas mikro siurblys
• ~ 20 cm plastikinis vamzdis
• Vandens talpykla (tokia pati kaip dūmų modulis)
• Maži šiaudeliai (~ 5)

7 žingsnis: pjovimo angos priekinėje pusėje ventiliatoriams

Iškirpkite kartono gabalėlį (~ 50 cm pločio ir ~ 40 cm aukščio), tada, naudodami skalpelį, kiekvienam ventiliatoriui iškirpkite 5 skyles. Galiausiai priklijuokite juos prie kartono.

8 žingsnis: Temperatūros (Peltier elemento) modulių kūrimas

Užklijuokite Peltier elementus prie radiatorių.

9 veiksmas: integruokite „Peltier“modulius prie ventiliatorių

Užklijuokite Peltier modulius prie ventiliatoriaus. Įsitikinkite, kad juos priklijuojate į priekinę pusę priešingomis kryptimis, kad kiekvienos ląstelės karštos ir šaltos pusės būtų išpūstos atitinkamo ventiliatoriaus.

10 veiksmas: padarykite viršutinio viršelio „stulpelį“

Nupjaukite balzos strypus (~ 50 cm pločio) ir klijuokite juos kartu, kaip parodyta paveikslėliuose. Tai leis viršutinį kartono dangtelį priklijuoti prie priekio ir šonų.

Toliau įklijuokite kartono gabalėlį įstrižainės pusėje ir padarykite maždaug 8 mažas skylutes (~ 5 mm ~ 5 mm) vandens modulio šiaudeliams įstatyti.

11 veiksmas: struktūros suteikimas dėžutei

Iškirpkite 3 balsa strypus, kaip parodyta paveikslėlyje, ir priklijuokite juos prie priekinio šoninio kartono gabalo.

12 žingsnis: supjaustykite dėžutės šonus

Iškirpkite 3 kartono gabaliukus (plotis ~ 50 cm, aukštis ~ 50 cm, gylis ~ 30 cm). 2 kiekvienoje dėžutės pusėje ir 1 vidinėje pusėje, kad atskirtumėte vandens talpyklos erdvę nuo elektroninių komponentų.

13 žingsnis: Vandens talpyklos vietos pritaikymas

Padarykite pagrindą vandens talpyklai, supjaustydami 3 kvadratinės formos balzos strypus iki ~ 20 cm ir priklijuokite juos kartu prie pagrindinės konstrukcijos rėmo, kaip parodyta paveikslėlyje, kad indas tilptų.

Tada šonams naudokite 1 iš anksčiau supjaustytų kartono gabalų, padarykite nedidelę skylę, kad kai kurie laidai galėtų praeiti, ir juos suklijuokite.

Pasirinktinai galite užklijuoti trikampio formos balzos strypą prie pagrindo, kad konteineris nenukristų ir neišsilietų vanduo.

14 žingsnis: vandens talpyklos paruošimas

Perpjaukite plastikinį butelį iki pusės ir naudokite jo viršutinę dalį kaip dangtelį, kaip parodyta paveikslėliuose. Įdėkite mikro siurblį ir ultragarsinį drėkintuvą.

Prieš naudojimą užpildykite jį vandeniu.

15 žingsnis: pagrindinės struktūros uždarymas

Klijuokite šoninius, apatinius ir viršutinius kartono dangčius prie likusios konstrukcijos.

16 veiksmas: pridėkite šviesos modulį

Užklijuokite RGB LED juostelę aplink dėžutės viršų ir šonus, kad laidai galėtų patekti į skylę kairėje pusėje.

17 žingsnis: Vandens vamzdžio gamyba

Plastikiniame vamzdyje išpjaukite maždaug 8 mažas skylutes (~ 1 mm ~ 1 mm) ir įdėkite mažus šiaudelius. Užklijuokite juos kuo sandariau, kad išvengtumėte vandens nutekėjimo į likusią dėžutės dalį.

Galiausiai prijunkite atvirą vamzdžio galą prie mikro siurblio ir įkiškite šiaudelius į viršutinio įstrižainės kartono gabalo angas.

18 žingsnis: laidų prijungimas

Pasirinktus kaiščius galima keisti pagal vartotojo norą, todėl jie čia nenurodomi, nors kodas akivaizdžiai tai daro

Vėjo/temperatūros moduliai:

Naudokite trumpiklius, kad prijungtumėte kiekvieno ventiliatoriaus ir „Peltier“elemento 5 V prie skaitmeninio kaiščio „Arduino“plokštėje, o GND - prie bendros GND linijos protoboate.

Vandens modulis:

Naudokite trumpalaikius laidus, kad tiesiogiai prijungtumėte mikro siurblio 5 V prie vieno iš 5 V „Arduino“kaiščių, ir naudokite TIP31C tranzistorių kaip GND laidų jungiklį. Šis tranzistorius eina į skaitmeninį kaištį prie „Arduino“, kad jį valdytų.

Šviesos modulis:

Naudokite trumpiklius laidus, kad kiekvieną spalvų kanalą prijungtumėte prie TIP31C tranzistoriaus, prijungto prie protoboorto GND linijos ir kuris eina į analoginį kaištį „Arduino“, kad būtų galima valdyti rodomą spalvą, nurodant teisingą R, G ir B. Maitinimo laidas yra prijungtas prie protoboard linijos, maitinamos per adapterį, prijungtą prie įprasto maitinimo lizdo.

Dūmų modulis:

Naudokite trumpalaikius laidus, kad prijungtumėte maitinimą prie relės, jungiančios ją su tuo pačiu maitinimo šaltiniu protoboote iš žibintų modulio. Tada prijunkite šią relę prie skaitmeninio kaiščio „Arduino“, kad įjungtumėte ir išjungtumėte. Prijunkite jo GND prie GND linijos protoboate.

19 žingsnis: programavimas ir veikimas

Kad Johnny Five veiktų, reikalingas paprastas „Node“serveris. „Socket.io“taip pat įdiegta, kad realiuoju laiku būtų galima bendrauti su priekine ir užpakaline dalimi ir sinchronizuoti interaktyvų vaizdo įrašą su jutimo sąveika.

Šios sistemos kodą ir interaktyvų vaizdo grotuvą, anksčiau sukurtą kaip „JavaScript“papildinį, galite atsisiųsti iš šios „Github“repos:

Pateikite tinklalapį su grotuvu iš to paties serverio ir paleiskite abu.