Fyysinen vuorovaikutusjärjestelmä - PlateaPlayer: 19 vaihetta (kuvilla)

2025 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2025-01-23 14:44

Tämä projekti kuvaa prosessia, jota seurattiin Universidad Autónoma de Occidente -yliopiston video- ja digitaalitelevisio -opiskelijoille suunnatun interaktiivisen videosoittimen fyysisen laskennallisen vuorovaikutuksen laitteistototeutuksen suunnittelussa ja kehittämisessä. tuote, joka on helppo valmistaa ja käsitellä.

Tällä hetkellä ei ole ilmaisia alustoja tällaisten videoiden kehittämiseen, jotka sisältävät myös aistivaihtoehtoja. Siksi sen päätarkoitus on välttää sitä, että opiskelijoiden ei tarvitse ostaa kalliita ohjelmistolisenssejä, joutua luottamaan ja toimittamaan puolivalmiita ratkaisuja luokan tehtäviin ja käyttää paljon enemmän aikaa näiden alustojen kehittämiseen itse.

Tässä ehdotettu toteutus koostuu viidestä moduulista, jotka edustavat tärkeimpiä aistinvaraisia vuorovaikutuksia, jotka voidaan synkronoida. Näitä ovat: vesi, savu, lämpötila (kuuma/kylmä), tuuli ja valo. Näitä ohjaa Arduino käyttämällä Johnny Five JavaScript -kirjastoa.

Vaihe 1: Materiaalit ja työkalut - konttilaatikko

Koska tämä hanke oli tarkoitettu ehdotetun järjestelmän prototyypin kehittämiseen, käytettiin yksinkertaisia materiaaleja:

• Olki pahvi
• Balsa -puutangot (neliön ja kolmion muotoiset)
• Sakset, eristysteippi, puuliima, skalpelli, rautasaha

Vaihe 2: Materiaalit - tuulimoduuli

5 CPU -tuuletinta

Vaihe 3: Materiaalit - lämpötilamoduuli

• 2 Peltier -solua
• 4 jäähdytyselementtiä
• 2 tuuletinta (sama kuin tuulimoduulissa)

Vaihe 4: Materiaalit - valomoduuli

• ~ 50cm RGB LED -nauha
• 3 TIP31C -transistoria
• Ulkoinen virtalähde

Vaihe 5: Materiaalit - Savumoduuli

• 1 Ultraäänikostutin
• 1 1-kanavainen rele
• Ulkoinen virtalähde
• Vesisäiliö

Vaihe 6: Materiaalit - vesimoduuli

• Upotettava mikropumppu
• ~ 20cm muoviputki
• Vesisäiliö (sama kuin savumoduuli)
• Pienet oljet (~ 5)

Vaihe 7: Leikkausreiät etupuolella tuulettimille

Leikkaa pahvista pala (noin 50 cm leveä ja ~ 40 cm korkea) ja leikkaa sitten 5 reikää kutakin tuuletinta varten veitsellä. Lopuksi teippaa ne pahville.

Vaihe 8: Lämpötila (Peltier -kenno) -moduulien tekeminen

Teippaa Peltier -kennot jäähdytyselementteihin.

Vaihe 9: Integroi Peltier -moduulit tuulettimiin

Teippaa Peltier -moduulit tuulettimeen. Varmista, että teippaat ne etupuolta vastakkaisiin suuntiin, jotta vastaava puhallin puhaltaa jokaisen kennon kuumat ja kylmät puolet ulos.

Vaihe 10: Yläkannen "sarakkeen" tekeminen

Leikkaa balsa -tangot (~ 50 cm leveät) ja liimaa ne yhteen kuvien mukaisesti. Tämä mahdollistaa ylimmän pahvikannen liimaamisen eteen ja sivuille.

Liimaa seuraavaksi pahvi palalle lävistäjäpuolelle ja tee noin 8 pientä reikää (~ 5 mm ~ 5 mm) vesimoduulin olkien asentamista varten.

Vaihe 11: Rakenteen antaminen laatikolle

Leikkaa 3 balsa -tankoa kuvan osoittamalla tavalla ja liimaa ne etupuolen pahvikappaleeseen.

Vaihe 12: Leikkaa laatikon sivut

Leikkaa 3 pahvia (noin 50 cm leveitä ja 50 cm korkeita ja 30 cm syviä). 2 laatikon kummallekin puolelle plus 1 sisäpuolelle vesisäiliön tilan erottamiseksi elektronisista komponenteista.

Vaihe 13: Vesisäiliön tilan mukauttaminen

Tee pohja vesisäiliölle leikkaamalla 3 kpl neliönmuotoisia balsa -tankoja ~ 20 cm: iin ja teippaamalla ne yhteen päärakenteen runkoon kuvan osoittamalla tavalla, jotta säiliö mahtuu paikalleen.

Käytä seuraavaksi yhtä aiemmin leikattua pahvia palasista sivuille, tee pieni reikä, jotta jotkut johdot voivat kulkea läpi, ja teippaa ne yhteen.

Vaihtoehtoisesti voit teipata pohjan taakse kolmion muotoisen balsauvan, jotta säiliö ei putoa ja roiskuu vettä.

Vaihe 14: Vesisäiliön valmistus

Leikkaa muovipullo puoliksi ja käytä sen yläosaa kansina kuvien mukaisesti. Aseta mikropumppu ja ultraäänikostutin sisään.

Täytä se vedellä ennen käyttöä.

Vaihe 15: Päärakenteen sulkeminen

Liimaa pahvi-, ala- ja yläkansi muualle rakenteeseen.

Vaihe 16: Valomoduulin lisääminen

Teippaa RGB -LED -nauha laatikon ylä- ja sivupaneeleihin niin, että johdot voivat mennä vasemmanpuoleisen reiän sisään.

Vaihe 17: Vesiputken valmistus

Leikkaa muoviputkeen noin 8 pientä reikää (~ 1 mm ~ 1 mm) ja aseta pienet oljet. Teippaa ne yhteen mahdollisimman tiukasti, jotta vältetään veden vuotaminen muuhun laatikkoon.

Kytke lopuksi putken avoin pää mikropumppuun ja työnnä pillit ylimmän diagonaalisen pahvin reikiin.

Vaihe 18: Johdotus

Valittuja nastoja voidaan muuttaa käyttäjän toiveiden mukaan, joten niitä ei määritellä tässä, vaikka koodi ilmeisesti tekee

Tuuli-/lämpötilamoduulit:

Käytä hyppyjohtoja liittämään jokaisen tuulettimen ja Peltier -kennon 5 V: n Arduino -kortin digitaaliseen nastaan ja GND: t yhteiseen GND -linjaan protoboardissa.

Vesimoduuli:

Käytä hyppyjohtoja kytkeäksesi mikropumpun 5 V suoraan yhteen Arduinon 5 V: n lähtöliittimistä ja käytä TIP31C-transistoria GND-johtojen kytkimenä. Tämä transistori menee digitaaliseen nastaan Arduinolle ohjaamaan sitä.

Valomoduuli:

Käytä hyppyjohtoja liittämään jokainen värikanava TIP31C -transistoriin, joka on kytketty protoboardin GND -linjaan ja joka menee analogiseen nastaan Arduinossa ohjaamaan näytettävää väriä määrittämällä R, G ja B oikeaan. Virtajohto on liitetty protoboard -linjaan, joka saa virtansa tavalliseen pistorasiaan kytketyn sovittimen kautta.

Savumoduuli:

Käytä hyppyjohtoja kytkeäksesi virran releeseen, joka yhdistää sen samaan virtalähteeseen protoboardissa valomoduulista. Liitä sitten tämä rele Arduinon digitaaliseen nastaan kytkeäksesi sen päälle ja pois päältä. Liitä sen GND protoboardin GND -linjaan.

Vaihe 19: Ohjelmointi ja suorittaminen

Johnny Fivein toimimiseen tarvitaan yksinkertainen solmupalvelin. Socket.io on myös toteutettu kommunikoimaan etu- ja taustajärjestelmän kanssa reaaliajassa ja synkronoimaan interaktiivinen video aistien kanssa.

Tämän järjestelmän koodi ja aiemmin JavaScript -laajennukseksi kehitetty interaktiivinen videosoitin voidaan ladata tästä Github -reposta:

Tarjoile verkkosivua saman palvelimen soittimen kanssa ja suorita molemmat.