नेत्रहीनों के लिए हैप्टिक दस्ताने: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

हैप्टीक दस्ताने नेत्रहीनों और/या दृष्टिबाधित लोगों के लिए एक उपकरण है जो पहनने वाले को उनके तत्काल परिवेश में बाधाओं के बारे में जानकारी प्रदान करता है। दस्ताने दो अल्ट्रासोनिक सेंसर का उपयोग करते हैं जो वस्तुओं की दूरी और अभिविन्यास की रिपोर्ट करते हैं। ये सेंसर क्या पता लगाते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, पूरे दस्ताने में रखे कंपन मोटर अद्वितीय पैटर्न में कंपन करते हैं ताकि उपयोगकर्ता को यह जानकारी दी जा सके।

चरण 1: आपूर्ति की सूची

इलेक्ट्रोनिक:

- #1201: मिनी मोटर डिस्क वाइब्रेटिंग - ERM (x4) [$1.95 ea.]

- #2305: Adafruit DRV2605L हैप्टिक मोटर नियंत्रक (x4) [$7.95 ईए।]

- #659: फ्लोरा - पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक प्लेटफॉर्म - अरुडिनो-संगत [$14.95]

- HC-SR04 अल्ट्रासोनिक दूरी सेंसर (x2) [$2.99 ea।]

- #2717: TCA9548A I2C मल्टीप्लेक्सर [$6.95]

- #3287: JST कनेक्टर के साथ 3 AA बैटरी धारक [$2.95]

- #१६०८: एडफ्रूट पर्मा-प्रोटो क्वार्टर-साइज़ ब्रेडबोर्ड पीसीबी - सिंगल [$२.९५]

- रिबन केबल

- २०० और २२० ओम रेसिस्टर्स

निर्माण:

- वेल्क्रो स्ट्रिप्स [$2.98]

- #615: सुई सेट - 3/9 आकार - 20 सुई [$ 1.95]

- नियोप्रीन, या कोई अन्य टिकाऊ कपड़ा

कुल लागत: $78.31

अधिकांश घटक Adafruit.com से खरीदे गए थे

चरण 2: ब्रेडबोर्डिंग

पहला कदम ब्रेडबोर्ड का उपयोग करके अपने सभी घटकों को जोड़ना है ताकि आप यह सुनिश्चित कर सकें कि अंतिम उत्पाद पर उन्हें ठीक करने से पहले वे सभी ठीक से काम कर रहे हैं। निम्नलिखित सर्किट आरेख और छवि आपको एक विचार देगी जहां सब कुछ कनेक्ट करने की आवश्यकता है। प्रत्येक घटक क्या करता है, इसका विश्लेषण यहां दिया गया है:

Arduino Uno/FLORA

यह माइक्रोकंट्रोलर है, जो वह हिस्सा है जो प्रोग्राम करने योग्य है। यह बैटरी से सभी घटकों को शक्ति भी प्रदान करता है। मैंने शुरुआत में एक Arduino Uno तक सब कुछ लगाया क्योंकि इसमें 5v आपूर्ति है, लेकिन फिर इसे FLORA और 3 AA बैटरी (4.5v) से बदल दिया।

हैप्टिक मोटर नियंत्रक

ये नियंत्रक प्रत्येक कंपन मोटर से सीधे जुड़ते हैं और आपको प्रत्येक कंपन मोटर को एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से प्रोग्राम करने की अनुमति देते हैं, जबकि कंपन प्रभावों के पूर्व-निर्धारित पुस्तकालय को शामिल करने का लाभ भी होता है। ये दस्ताने के कार्य के लिए महत्वपूर्ण नहीं हैं, लेकिन इससे प्रोग्राम करना बहुत आसान हो जाता है क्योंकि आपको स्क्रैच से अपने कंपन पैटर्न को प्रोग्राम करने की आवश्यकता नहीं होती है।

बहुसंकेतक

यह केवल एक प्रकार के विस्तारक के रूप में कार्य करता है क्योंकि सभी हैप्टिक मोटर नियंत्रकों को समायोजित करने के लिए FLORA पर पर्याप्त SCL/SDA पिन नहीं हैं। यह आपको प्रत्येक के लिए एक अद्वितीय पता निर्दिष्ट करके स्वतंत्र रूप से प्रत्येक हैप्टिक मोटर नियंत्रक के साथ संवाद करने की अनुमति देता है।

कंपन मोटर्स

ये वही हैं जो उपयोगकर्ता को हैप्टिक फीडबैक प्रदान करते हैं। आप उन्हें कैसे प्रोग्राम करते हैं, इसके आधार पर वे कुछ पैटर्न में कंपन करते हैं। वे यहां कैसे काम करते हैं, इस पर अधिक।

अल्ट्रासोनिक सेंसर

ये सेंसर उनके सामने वस्तुओं की दूरी को मापते हैं। वे एक "ट्रिगर" सिग्नल भेजकर ऐसा करते हैं, जो किसी भी आस-पास की वस्तुओं से उछलता है और "इको" सिग्नल के रूप में वापस आता है। कार्यक्रम तब देरी के समय की व्याख्या करने और अनुमानित दूरी की गणना करने में सक्षम है। उन्हें "बाएं" और "दाएं" लेबल करना सुनिश्चित करें ताकि आप बाद में भ्रमित न हों। वे यहां कैसे काम करते हैं, इस पर अधिक।

चरण 3: कोडिंग

अब जब सब कुछ जुड़ा हुआ है, तो आप कोड को अपने FLORA में डाउनलोड कर सकते हैं और उसका परीक्षण कर सकते हैं। नीचे दी गई फ़ाइल और आवश्यक लाइब्रेरी (नीचे लिंक) डाउनलोड करें। इस उदाहरण कोड में उपरोक्त तालिका में सूचीबद्ध कार्य हैं।

कोड का परीक्षण करने के लिए, अल्ट्रासोनिक सेंसर से 6 इंच से कम दूर एक बड़ी सपाट वस्तु को दाईं ओर रखें। ऑन-बोर्ड आरबीजी को तेजी से नीला होना चाहिए। जैसे ही आप वस्तु को और दूर ले जाते हैं, पलक झपकना कम तेज होना चाहिए। इसके साथ ही, कंपन मोटरों में से एक (जिसे बाद में अंगूठे पर रखा जाएगा) तेजी से कंपन करेगी जब वस्तु 6 इंच से कम दूर होगी और कम शक्ति के साथ कंपन करना शुरू कर देगी जितना आप वस्तु को दूर ले जाएंगे। यही पैटर्न बाएं अल्ट्रासोनिक सेंसर के लिए होना चाहिए, केवल नीले रंग के बजाय नारंगी प्रकाश के साथ

मैंने एक अतिरिक्त विशेषता जोड़ी थी, जो यह है कि आरबीजी को गुलाबी पलक झपकाना चाहिए और मध्यमा और हथेली कंपन सेंसर को कंपन करना चाहिए जब दोनों सेंसर 6 इंच से कम दूरी की वस्तु का पता लगाते हैं। हालाँकि, यह सुविधा बहुत विश्वसनीय नहीं है। यदि लोग उनके लिए अधिक रचनात्मक कार्य करना चाहते हैं तो मैंने मध्य उंगली और हथेली कंपन मोटर को अंतिम डिजाइन में रखा है।

*फ्लोरा बोर्ड को यूएसबी के माध्यम से कंप्यूटर में प्लग न करें* जबकि बाहरी बैटरी अभी भी जुड़ी हुई है! इसे पहले बाहरी बैटरी से हमेशा अनप्लग करें।

*पहले* यहां दिए गए उदाहरण कोड को डाउनलोड करने के लिए, आपको निम्नलिखित लाइब्रेरी/ड्राइवरों को डाउनलोड करना होगा:

learn.adafruit.com/adafruit-arduino-ide-se…

github.com/adafruit/Adafruit_DRV2605_Libra…

github.com/adafruit/Adafruit_NeoPixel

यदि कोड नहीं चल रहा है या आपके सेंसर/मोटर प्रतिक्रिया नहीं दे रहे हैं:

- सुनिश्चित करें कि आपने Arduino प्रोग्राम में सही COM पोर्ट का चयन किया है।

- सुनिश्चित करें कि आपके कंपन मोटर पूरी तरह से ब्रेडबोर्ड/हैप्टिक मोटर नियंत्रकों से जुड़े हुए हैं। इन्हें जोड़ने वाले तार बहुत पतले होते हैं और आसानी से ढीले हो सकते हैं।

- दोबारा जांचें कि आपने एससीएल/एसडीए तारों (मल्टीप्लेक्सर) या ईसीएचओ और टीआरआईजी तारों (अल्ट्रासोनिक सेंसर) को मिश्रित नहीं किया है। अगर इन्हें स्विच किया जाता है तो यह काम नहीं करेगा।

- अगर यूएसबी के माध्यम से प्लग इन करने पर सब कुछ सामान्य रूप से काम कर रहा है, लेकिन बाहरी बैटरी से कनेक्ट होने पर गड़बड़ हो रहा है, तो शायद उन्हें नई बैटरी से बदलने का समय आ गया है।

चरण 4: सोल्डरिंग डेटा कनेक्शन

अब जब कोड के काम करने की पुष्टि हो गई है, तो आप अंतिम उत्पाद की असेंबली शुरू कर सकते हैं। सभी अंतिम कनेक्शनों की कल्पना करने के लिए, मैंने पहले हाथ की रूपरेखा पर सभी कनेक्शनों को चित्रित करके शुरू किया। मैंने पहले सभी डेटा कनेक्शनों पर ध्यान केंद्रित किया, और फिर अंत में बिजली और जमीनी लाइनों को तार-तार कर दिया। इसके अलावा इस स्तर पर मैं अल्ट्रासोनिक सेंसर (ओह) के ईसीएचओ और जीएनडी पिन के प्रतिरोधों को मिलाप करना भूल गया, इसलिए वे छवि में नहीं हैं। जब मैंने दस्ताने के केंद्र में अल्ट्रासोनिक सेंसर को पावर "हब" से जोड़ा तो मैंने उन्हें जोड़ना समाप्त कर दिया।

मैंने फ्लोरा के सभी कनेक्शनों को सोल्डर करके शुरू किया, और मल्टीप्लेक्सर, हैप्टिक मोटर नियंत्रकों और कंपन मोटर्स के माध्यम से अपना रास्ता बना लिया। मैंने अपने कनेक्शन को गर्म गोंद, गर्मी हटना टयूबिंग, और बिजली के टेप के साथ मजबूत किया।

सभी छवियों में तार का रंग निम्नलिखित कनेक्शन से मेल खाता है:

लाल शक्ति

काला: जमीन

पीला: scl

सफेद: sda

हरा: मोटर (-)

ग्रे: मोटर (+)

ब्राउन: अल्ट्रासोनिक सेंसर इको

ऑरेंज: अल्ट्रासोनिक सेंसर ट्रिगर

चरण 5: दस्ताने बनाना

दस्ताने निम्नलिखित घटकों से बना है:

- मुख्य दस्ताना शरीर (जिसमें हथेली का कंपन होता है)

- 3 अंगुलियों की पट्टियाँ (गुलाबी, मध्य, अंगूठा), जो 3 कंपन मोटरों को पकड़ती हैं

- बैटरी पैक रखने के लिए आर्म स्ट्रैप

मैंने सादगी के लिए एक उंगली से कम दस्ताने डिजाइन का फैसला किया, और आप ऊपर सामान्य टेम्पलेट देख सकते हैं। यह स्केच स्केल करने के लिए नहीं है, और संभवतः आपको अपने हाथ में फिट होने के लिए आकार को समायोजित करना होगा। इसे बायें हाथ में धारण करने का विधान है। मैंने पहले किसी कपड़े के नीचे की तरफ डिज़ाइन का पता लगाया, और फिर उसे काटने के लिए एक Xacto चाकू का इस्तेमाल किया। मैंने अपनी उंगलियों के चारों ओर लपेटने के लिए कपड़े के स्ट्रिप्स को काटकर और वेल्क्रो पट्टियों पर सिलाई करके उन्हें जगह में रखने के लिए उंगली के टुकड़े बनाए। मैंने फिर कंपन मोटरों को रखने के लिए पाउच बनाए और उन्हें उंगली की पट्टियों के साथ-साथ मुख्य दस्ताने शरीर के नीचे (हथेली के पास) के बीच में सिल दिया।

इस डिज़ाइन के लिए न्यूनतम सिलाई की आवश्यकता होती है, और मैंने केवल इन परिदृश्यों में सिलाई की है:

- कपड़े पर वेल्क्रो स्ट्रिप्स का पालन करें/मजबूत करें।

- वाइब्रेशन मोटर पाउच को फिंगर स्ट्रैप्स और मेन ग्लव बॉडी पर सिल दें।

- आर्म स्ट्रैप पर बैटरी पाउच का निर्माण करें।

चरण 6: विधानसभा (भाग 1)

अब जब दस्तानों को इकट्ठा कर लिया गया और सभी वायरिंग पूरी हो गई, तो मैंने दस्ताने में बिजली के घटकों का पालन करना शुरू कर दिया। इस चरण के लिए, मैंने पहले बनाई गई ड्राइंग का अनुसरण किया और सभी टुकड़ों को बिछा दिया। मैंने फिर उन्हें सुतली का उपयोग करके सिलना शुरू किया। मैंने शीर्ष के बजाय दस्ताने के बाईं ओर हैप्टिक मोटर नियंत्रकों को रखना समाप्त कर दिया क्योंकि एक बार जब मैंने असेंबली शुरू की तो यह अधिक समझ में आया।

चरण 7: विधानसभा (भाग 2 - पीडब्लूआर + जीएनडी)

अंत में, मैंने अपने सभी घटकों को शक्ति और जमीन से जोड़ा। ऐसा करने के लिए, मैंने अपने छोटे ब्रेडबोर्ड पर एक ग्राउंड और पावर रेल स्थापित किया, इसे फ्लोरा के gnd और pwr से जोड़कर। मैंने अपने हैप्टिक मोटर नियंत्रकों और मल्टीप्लेक्सर को इन रेलों से जोड़ा। फिर मैंने अपने अल्ट्रासोनिक सेंसर को pwr और gnd से जोड़ा, लेकिन ब्रेडबोर्ड पर अतिरिक्त जगह का भी फायदा उठाया ताकि मैं उन प्रतिरोधकों को जोड़ सकूं जिन्हें मैं पहले भूल गया था। ये प्रतिरोधक आवश्यक हैं क्योंकि वे एक विभक्त बनाते हैं जो ईसीएचओ सिग्नल के वोल्टेज को कम करता है, जो फ्लोरा में वापस जाता है।

सब कुछ पहले से ही सिलने के बाद gnd और pwr कनेक्शन को मिलाप करना थोड़ा अनिश्चित था, इसलिए आप पहले सभी सोल्डरिंग करना चाह सकते हैं। मेरे लिए इंतजार करना समझ में आया क्योंकि मुझे अभी भी पूरी तरह से यकीन नहीं था कि सभी घटकों का अंतिम लेआउट क्या होगा।

कुछ गोरिल्ला गोंद का उपयोग करते हुए, मैंने ब्रेडबोर्ड को ऊपर उठाने के लिए दस्ताने में लकड़ी के एक छोटे से स्क्रैप का पालन किया, और ब्रेडबोर्ड को लकड़ी से चिपकाने के लिए वेल्क्रो को जोड़ा (ऊपर चित्र देखें)। मैंने ऐसा इसलिए किया ताकि मैं इसे आसानी से उठा सकूं और शॉर्ट्स की जांच कर सकूं।

अंतिम चरण अपने अल्ट्रासोनिक सेंसर को उभरे हुए ब्रेडबोर्ड के दोनों ओर गर्म गोंद करना है।

और आपने कल लिया!