Система физических взаимодействий - PlateaPlayer: 19 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

В этом проекте описывается процесс проектирования и разработки аппаратной реализации взаимодействия физических вычислений интерактивного видеоплеера, предназначенный для студентов видео и цифрового телевидения Автономного университета Оксиденте, вовлеченных в тему мультисенсорных интерактивных видео, в форме продукт, который можно легко производить и манипулировать им.

В настоящее время нет бесплатных платформ для разработки такого рода видео, которые также включают сенсорное взаимодействие. Следовательно, его основная цель - избежать необходимости приобретения студентами дорогостоящих лицензий на программное обеспечение, необходимости полагаться на готовые решения для выполнения заданий класса и предоставлять им гораздо больше времени на разработку этих платформ самостоятельно.

Предлагаемая здесь реализация состоит из пяти модулей, представляющих основные сенсорные взаимодействия, которые можно синхронизировать. Это вода, дым, температура (горячая / холодная), ветер и свет. Они будут управляться Arduino с помощью библиотеки Johnny Five JavaScript.

Шаг 1: Материалы и инструменты - Контейнерная коробка

Поскольку данный проект предназначался для разработки прототипа предлагаемой системы, были использованы простые материалы:

• Картон соломенный
• Стержни из пробкового дерева (квадратной и треугольной формы)
• Ножницы, изолента, столярный клей, скальпель, ножовка.

Шаг 2: Материалы - Ветровой модуль

5 вентиляторов процессора

Шаг 3: Материалы - Температурный модуль

• 2 ячейки Пельтье
• 4 радиатора
• 2 вентилятора (такие же, как у ветряного модуля)

Шаг 4: Материалы - Световой модуль

• ~ 50см светодиодной ленты RGB
• 3 транзистора TIP31C
• Внешний источник питания

Шаг 5: Материалы - Модуль дыма

• 1 ультразвуковой увлажнитель воздуха
• 1 1-канальное реле
• Внешний источник питания
• Емкость для воды

Шаг 6: Материалы - Водный модуль

• Погружной микронасос
• Пластиковая труба ~ 20 см
• Емкость для воды (такая же, как у дымового модуля)
• Маленькие соломинки (~ 5)

Шаг 7: вырезание отверстий на лицевой стороне для вентиляторов

Вырежьте кусок картона (ширина ~ 50 см, высота ~ 40 см), затем вырежьте скальпелем по 5 отверстий для каждого веера. Наконец, приклейте их к картону.

Шаг 8: Изготовление модулей температуры (ячейки Пельтье)

Приклейте элементы Пельтье к радиаторам изолентой.

Шаг 9: интегрируйте модули Пельтье в вентиляторы

Приклейте модули Пельтье к вентилятору. Убедитесь, что вы склеили их лицевой стороной в противоположных направлениях, чтобы горячая и холодная стороны каждой ячейки выдувались наружу соответствующим вентилятором.

Шаг 10: Делаем «столбик» для верхней крышки

Вырежьте стержни из бальзы (шириной ~ 50 см) и склейте их, как показано на изображениях. Это позволит приклеить верхнюю картонную обложку к лицевой и боковым сторонам.

Затем склейте кусок картона с диагональной стороны и проделайте около 8 маленьких отверстий (~ 5 мм на ~ 5 мм) для вставки соломинок модуля воды.

Шаг 11: придание структуры коробке

Вырежьте 3 стержня из бальзы, как показано на рисунке, и приклейте их к лицевой стороне картона.

Шаг 12: Обрежьте коробки по бокам

Вырежьте 3 куска картона (ширина ~ 50 см, высота ~ 50 см, глубина ~ 30 см). 2 для каждой стороны коробки плюс 1 для внутренней части, чтобы отделить пространство емкости для воды от электронных компонентов.

Шаг 13: адаптация пространства емкости для воды

Сделайте основу для емкости для воды, отрезав 3 куска квадратных бальзовых стержней до ~ 20 см и скрепив их скотчем к раме основной конструкции, как показано на изображении, чтобы емкость могла поместиться.

Затем используйте 1 из ранее вырезанных кусков картона для боковых сторон, сделайте небольшое отверстие, чтобы можно было пройти сквозь него, и скрепите их скотчем.

При желании вы можете прикрепить бальзовый стержень треугольной формы к задней части основания, чтобы контейнер не упал и не пролил воду.

Шаг 14: Изготовление емкости для воды

Разрежьте пластиковую бутылку пополам и используйте ее верхнюю часть в качестве крышки, как показано на изображениях. Поместите микронасос и ультразвуковой увлажнитель воздуха внутрь.

Перед использованием наполните его водой.

Шаг 15: закрытие основной структуры

Приклейте к остальной конструкции боковые, нижнюю и верхнюю картонные крышки.

Шаг 16: Добавление модуля освещения

Обмотайте светодиодную ленту RGB вокруг верхней и боковых сторон коробки, чтобы провода могли пройти внутрь отверстия с левой стороны.

Шаг 17: изготовление водопроводной трубы

Вырежьте около 8 маленьких отверстий (~ 1 мм на ~ 1 мм) в пластиковой трубе и вставьте маленькие соломинки. Свяжите их вместе как можно плотнее, чтобы вода не попала на остальную часть коробки.

Наконец, подсоедините открытый конец трубы к микронасосу и вставьте соломинки в отверстия на верхнем диагональном куске картона.

Шаг 18: Подключение

Выбранные контакты могут быть изменены по желанию пользователя, поэтому они здесь не указываются, хотя код, очевидно, делает

Модули ветра / температуры:

С помощью перемычек подключите 5 В каждого вентилятора и элемента Пельтье к цифровому выводу на плате Arduino, а заземление - к общей линии GND на макетной плате.

Водный модуль:

Используйте перемычки, чтобы напрямую подключить 5 В микронасоса к одному из выводов 5 В на Arduino, и используйте транзистор TIP31C в качестве переключателя для проводов GND. Этот транзистор подключается к цифровому выводу Arduino для управления им.

Модуль освещения:

Используйте перемычки для подключения каждого цветового канала к транзистору TIP31C, подключенному к линии GND на макетной плате, и который подключается к аналоговому выводу в Arduino для управления отображаемым цветом, задав для R, G и B правильный цвет. Провод питания подключается к линии протоплаты, питаемой через адаптер, подключенный к обычной розетке.

Дымовой модуль:

Используйте перемычки, чтобы подключить питание к реле, которое подключает его к тому же источнику питания на макетной плате от модуля освещения. Затем подключите это реле к цифровому выводу в Arduino, чтобы включить и выключить его. Подключите его GND к линии GND на макетной плате.

Шаг 19: Программирование и запуск

Для работы Johnny Five требуется простой сервер Node. Socket.io также реализован для связи передней и задней части в реальном времени и синхронизации интерактивного видео с сенсорными взаимодействиями.

Код для этой системы, а также интерактивный видеоплеер, ранее разработанный как плагин JavaScript, можно загрузить в этом репозитории Github:

Обслуживайте веб-страницу с плеером с одного сервера и запускайте оба.