Somatic - Data Glove для реального мира: 6 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Неодимовые цилиндрические магниты диаметром 4 мм Неодимовые цилиндрические магниты диаметром 4 мм Somatic - это удобная, свободная и удобная для носки мышь и клавиатура, которые можно носить в течение всего дня. Он загружен всем оборудованием для преобразования жестов и движений рук в действия, как соматический компонент заклинания в Dungeons and Dragons.

Самые свежие файлы дизайна, код и утилиты можно найти на странице проекта на GitHub.

На каждом суставе есть датчик Холла, а на первом сегменте каждого пальца есть магнит. Сгибание пальца приводит к выводу магнита из положения, позволяя Somatic отображать вашу руку.

IMU EM7180SFP рядом с большим пальцем обеспечивает отслеживание на 9 градусов. В конце концов, это позволит вам перемещать курсор мыши, указывая, и вводить буквы, рисуя их в воздухе.

Somatic все еще находится на начальной стадии и будет сложной задачей для опытных разработчиков.

Приоритеты проекта Somatic:

• Управляйте любым носимым компьютером с помощью проекционного дисплея
• Готов к использованию весь день, мгновенно, без интернета
• Не вызывает усталости и не мешает другим задачам
• Достаточно быстро, чтобы выполнить быстрый поиск менее чем за 10 секунд

Соматик не будет:

• Воспроизведите свою руку в трехмерном пространстве
• Позвольте вам печатать на виртуальной клавиатуре
• Используйте любые облачные сервисы вообще

Проект Somatic лицензирован MIT, авторские права 2019 Zack Freedman и Voidstar Lab.

Спасибо Alex Glow за моделирование Somatic!

Запасы

• 4 трехжильных ремня JST
• 4x A3144 датчика Холла
• Не менее 4 цилиндрических неодимовых магнитов 10 мм x 4 мм
• Одна пара полуперчаток для тяжелоатлета
• 1/8 "паракорд
• Термоусадочная трубка 1/8 "или 3/16"
• Нить PLA или PETG
• Нить TPU
• 4x 6 мм винта M2,5
• 4 винта 8 мм M2,5
• 8 гаек M2,5
• 1x 303040 Li-Ion аккумулятор
• Электронные компоненты (см. Схему в репозитории)
• Стрипборд
• Припой
• Многожильный провод, желательно с силиконовой изоляцией и гибкий
• Шинный провод, для построения схем на плате
• Рекомендуется: рука манекена

У вас должен быть доступ к принтеру, который может печатать как на жестком материале, таком как PLA, так и на гибком материале, таком как TPU.

Шаг 1: Шаг 1: Создайте датчики Холла

Клонируйте или загрузите репозиторий Somatic GitHub и загрузите в свой 3D-принтер жесткую нить.

Распечатать:

• 4x Холла Holder.stl
• 4x Холл Cover.stl

Закрепите провода датчика A3144 примерно до 3 мм.

Вставьте его в разъем жгута проводов JST, как показано выше. Обратите внимание на ориентацию датчика и разъема.

Проденьте ремень через держатель Холла, как показано. Разъем и датчик должны быть внизу и полностью утоплены в держателе Холла.

Отрежьте кусок паракорда примерно такой же длины, как и провод жгута JST. Снимите его внутренние струны и наденьте «выпотрошенный» паракорд на проволоку.

Отрежьте кусок термоусадки длиной около 10 мм и проденьте его по всей проволоке, почти полностью в держатель Холла. Сожмите его так, чтобы он запечатал волокна паракорда, и вставьте его в держатель Холла. Он должен плотно прилегать.

Отрежьте еще один кусок термоусадки длиной около 10 мм и используйте его, чтобы запечатать другой конец паракорда, оставив около 20 мм оголенного провода. Сгруппированный паракорд защитит провода, не ограничивая ваше движение.

Наденьте крышку Холла на держатель Холла, чтобы запечатать датчик и разъем внутри. Трение должно удерживать его на месте, но вам может понадобиться нанести немного клея.

Повторите еще три раза, чтобы создать свой набор датчиков Холла.

Шаг 2: Шаг 2: Создайте IMU

Используя жесткую нить, напечатайте:

• 1x IMU Holder.stl
• 1x IMU Cover.stl

Припаяйте провода к контактным площадкам VCC, SDA и SCL модуля EM7180SFP. Припаяйте другой провод к GND, подключив его к контактной площадке SA0. Панель Host_Int не используется. Я настоятельно рекомендую кодировать провода цветом, чтобы в дальнейшем избежать путаницы.

Как и датчики Холла, вставьте узел IMU в держатель IMU, вытащите его, обмотайте провода выпотрошенным паракордом и примените термоусадку.

Запрессуйте или приклейте крышку IMU к узлу держателя IMU.

Шаг 3: Шаг 3: Соберите магниты и установите элементы перчаток

Используя жесткую нить, напечатайте четыре держателя для магнитов. Необходимые размеры (короткий, средний и большой) будут зависеть от размера вашей перчатки - попробуйте использовать самый длинный магнитный держатель на каждом пальце, который будет помещаться между вашим суставом и концом перчатки.

Держатели магнитов не нуждаются в поддерживающем материале.

Пока не вставляйте магниты в держатели магнитов!

Наденьте левую перчатку на руку. Правильная перчатка в этом проекте не используется.

Перемещая палец за пальцем, поместите узел датчика Холла и держатель магнита и отметьте их положение.

• Датчик и держатель магнита должны почти соприкасаться, когда ваша рука максимально открыта.
• Ни датчик, ни держатель магнита не должны находиться на вашем суставе, когда вы сжимаете кулак.
• Более важно, чтобы датчик и держатель магнита не находились на вашем суставе, чем они были близко друг к другу.

Отметьте место для IMU над большим пальцем.

Снимите перчатку и наденьте ее на руку манекена, если она у вас есть. НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ КЛЕЙ НА ЧТО-ТО ВЫ НОСИТЕ!

Нанесите контактный клей на нижнюю часть каждого держателя магнита, узла датчика Холла и узла IMU. Нанесите контактный клей на отмеченные участки перчатки. Дайте клею застыть и соберите перчатку. Подождите, пока клей застынет.

Настоятельно рекомендую использовать контактный цемент. Это единственный клей, который я использовал, который прочно связывает PLA с тканью и кожей.

Шаг 4: Шаг 4: Соберите электронику

Используя жесткую нить, напечатайте Body.stl. Требуется поддерживающий материал.

Реализуйте схему, указанную на схеме. Хотел бы я дать лучшее руководство для этого шага, но я не нашел хорошей утилиты для построения схем на стрипборде. В какой-то момент я заменю это на нестандартную печатную плату.

Вам нужно будет построить основную плату на куске перфорированной плиты размером 36 мм x 46 мм с вырезом для Teensy. Будет плотно.

Вибрационный двигатель и его схема управления помещаются в левом отсеке, а Bluetooth Mate - в правом отсеке. Все остальные компоненты - Teensy, аккумулятор, контроллер заряда и прочая электроника - умещаются в центральном отсеке.

Убедившись в правильности установки, припаяйте датчики Холла и IMU к плате.

Тщательно проверьте всю электронику перед тем, как двигаться дальше!

Шаг 5: Шаг 5: Окончательная сборка

Используя жесткую нить, напечатайте:

• 1x Nameplate.stl
• 2x Cosmetic Plate.stl
• 1x верхняя пластина.stl
• 1x выключатель питания

Ни одна из этих частей не требует вспомогательных материалов.

Используя гибкую нить, напечатайте:

• 1x ремешок с пряжкой.stl
• 1x Holey Strap.stl
• 1x Петля Brother.stl

Компонентам ремешка необходим поддерживающий материал. Ничего страшного, если после их удаления остаются неровные поверхности - поддерживаемые участки скрыты внутри корпуса браслета.

Вставьте гайку 2,5 мм в каждый из четырех карманов вокруг центрального отделения. Нанесите небольшое количество контактного цемента на каждую гайку, чтобы она не выпала.

Соберите перчатку:

1. Используйте Zap-a-Gap или другой высококачественный цианоакрилатный клей для крепления паспортной таблички и косметических пластин на верхней пластине. Дайте клею застыть.
2. Установите переключатель питания на переключатель SPDT.
3. Установите верхнюю пластину. Он должен встать на место. Позаботьтесь о том, чтобы провода датчиков Холла и IMU были вставлены в их каналы, чтобы они не перекрещивались или не защемлялись.
4. Установите четыре винта 6 мм M2,5 в четыре отверстия вокруг паспортной таблички. Они должны совпадать с гайками, которые вы установили ранее.
5. Проденьте петлю на ремешок с пряжкой.
6. Вставьте элементы ремешка в выемки по бокам браслета в сборе. Используйте оставшиеся винты и гайки, чтобы закрепить их. Левая сторона толще правой и требует более длинных 8-миллиметровых винтов.
7. Ваша соматическая перчатка готова!

Шаг 6: Что дальше?

Проект Somatic находится в стадии разработки. Цель состоит в том, чтобы собрать образцы каждой буквы, чтобы модель TensorFlow Lite, работающая локально на перчатке, могла обнаруживать почерк. До этого еще далеко, но вы можете установить прилагаемую прошивку для потоковой передачи данных обратно на компьютер через Bluetooth или USB.

Утилита для обучения полностью функциональна и может быстро освоить множество тестовых жестов. Вскоре я добавлю возможность обучать нейронную сеть на основе собранных данных и передавать модель в перчатку.

Спасибо, что подписались! Не могу дождаться, чтобы увидеть, куда вы возьмете проект Somatic.