DIY 3D नियंत्रक: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:23

छह प्रतिरोधों, एल्यूमीनियम पन्नी और एक Arduino का उपयोग करके एक 3D इंटरफ़ेस बनाएं। इसे ले लो, Wii. Update: इस परियोजना की अधिक गहन व्याख्या मेक मैगज़ीन से उपलब्ध है। उनके निर्देशों का पालन करना आसान हो सकता है, और मुझे लगता है कि उनका कोड अधिक अद्यतित है। यहां मूल लक्ष्य एक 3D हैंड-पोजिशन सेंसिंग सिस्टम बनाना था जिसे अधिकांश लोग बना सकते हैं, जबकि अभी भी कार्यक्षमता के कुछ अंश को संरक्षित करते हैं। संभावित अनुप्रयोगों का अंदाजा लगाने के लिए, डेमो वीडियो देखें। यदि आपको लगता है कि आप एक ऐसा निर्माण कर सकते हैं जो सरल और समान रूप से सटीक हो, या थोड़ा अधिक जटिल और अधिक सटीक हो, तो टिप्पणियों में साझा करें! DIY 3D इंटरफ़ेस: Vimeo पर काइल मैकडॉनल्ड्स से टिक टैक टो।

चरण 1: सामग्री

उपकरण

• अरुडिनो
• प्रसंस्करण
• वायर कटर
• सोल्डरिंग आयरन
• सन्दूक काटने वाला

सामग्री

• (३) २७०k प्रतिरोधक
• (३) १०k प्रतिरोधक
• मिलाप
• वायर
• एल्यूमीनियम पन्नी
• गत्ता

वैकल्पिक:

• टेप (जैसे: स्कॉच)
• परिरक्षित तार (जैसे: समाक्षीय केबल, ~3')
• (3) मगरमच्छ क्लिप
• 3-पिन हेडर
• ज़िप टाई
• रैप टयूबिंग या गर्म गोंद सिकोड़ें

चरण 2: प्लेट्स बनाएं

यह सेंसर एक आयाम में प्रत्येक सर्किट सेंसिंग दूरी के साथ सरल आरसी सर्किट का उपयोग करके काम करेगा। मैंने पाया कि इस उद्देश्य के लिए तीन कैपेसिटिव प्लेटों को व्यवस्थित करने का सबसे आसान तरीका घन के कोने में है। मैंने एक कार्डबोर्ड बॉक्स के कोने को 8.5 क्यूब में काटा, और फिर थोड़ा छोटे वर्गों के रूप में फिट होने के लिए कुछ एल्यूमीनियम पन्नी काट दिया। कोनों पर टेप उन्हें जगह में रखता है। पूरे परिधि को टेप न करें, हमें इसकी आवश्यकता होगी बाद में मगरमच्छ क्लिप संलग्न करने के लिए।

चरण 3: कनेक्टर्स बनाएं

Arduino को प्लेटों से जोड़ने के लिए हमें कुछ परिरक्षित तार की आवश्यकता होती है। यदि तार को परिरक्षित नहीं किया जाता है, तो तार स्वयं संधारित्र के भाग के रूप में अधिक स्पष्ट रूप से कार्य करते हैं। इसके अलावा, मैंने पाया है कि एलीगेटर क्लिप चीजों को एल्युमीनियम से जोड़ना वास्तव में आसान बनाता है - लेकिन शायद बहुत सारे अन्य तरीके भी हैं।

• परिरक्षित केबल की तीन समान लंबाई काटें। मैंने लगभग 12 "चुना। जितना छोटा बेहतर होगा। समाक्षीय केबल काम करता है, लेकिन हल्का/अधिक लचीला बेहतर।
• परिरक्षण को प्रकट करने के लिए पिछले आधा इंच या तो पट्टी करें, और तार को प्रकट करने के लिए अंतिम चौथाई इंच।
• तारों पर मगरमच्छ क्लिप को तारों पर घुमाएं और उन्हें एक साथ मिलाप करें।
• चीजों को एक साथ रखने के लिए कुछ हीट सिकुड़ते टयूबिंग या गर्म गोंद जोड़ें।

चरण 4: सर्किट बनाएं

"सर्किट" एल्यूमीनियम के प्रति टुकड़े में सिर्फ दो प्रतिरोधक हैं। यह समझने के लिए कि वे वहां क्यों हैं, यह जानने में मदद करता है कि हम Arduino के साथ क्या कर रहे हैं। हम क्रमिक रूप से प्रत्येक पिन के साथ क्या करेंगे:

• पिन को आउटपुट मोड पर सेट करें।
• पिन पर एक डिजिटल "लो" लिखें। इसका मतलब है कि कैपेसिटर के दोनों किनारों को जमीन पर रखा गया है और यह डिस्चार्ज हो जाएगा।
• पिन को इनपुट मोड पर सेट करें।
• पिन के "उच्च" होने की प्रतीक्षा करके संधारित्र को चार्ज होने में कितना समय लगता है, इसकी गणना करें। यह संधारित्र और दो प्रतिरोधों के मूल्यों पर निर्भर करता है। चूंकि प्रतिरोधक स्थिर हैं, समाई में परिवर्तन मापने योग्य होगा। जमीन से दूरी (आपका हाथ) समाई में योगदान देने वाला प्राथमिक चर होगा।

270k प्रतिरोधक कैपेसिटर को चार्ज करने के लिए वोल्टेज प्रदान करते हैं। मूल्य जितना छोटा होगा, वे उतनी ही तेज़ी से शुल्क लेंगे। 10k रेसिस्टर्स टाइमिंग को भी प्रभावित करते हैं, लेकिन मैं उनकी भूमिका को पूरी तरह से नहीं समझता। हम इस सर्किट को प्रत्येक तार के आधार पर बनाएंगे।

• मगरमच्छ क्लिप के विपरीत तार के अंत में 10k रोकनेवाला मिलाप करें
• ढाल और तार (प्लेट) के बीच 270k रोकनेवाला मिलाएं। हम तार को उसी 5 V से ढालेंगे जिसका उपयोग हम कैपेसिटर को चार्ज करने के लिए करते हैं

चरण 5: कनेक्टर को समाप्त करें और संलग्न करें

एक बार 3 कनेक्टर समाप्त हो जाने के बाद, आप उन्हें एक दूसरे से बचाने के लिए हीट सिकुड़ ट्यूबिंग या हॉट ग्लू जोड़ना चाह सकते हैं, क्योंकि आप परिरक्षण / 5 V बिंदुओं को एक साथ मिलाप करेंगे।

मेरे लिए, दो सबसे बाहरी कनेक्टर्स को एक साथ मिलाप करना और फिर तीसरा जोड़ना सबसे आसान था। एक बार जब आप तीन कनेक्टरों को मिलाप कर लेते हैं, तो ढाल / 5 वी की आपूर्ति के लिए चौथा तार जोड़ें।

चरण 6: कनेक्ट करें और कोड अपलोड करें

• कनेक्टर को Arduino में प्लग करें (पिन 8, 9 और 10)
• प्लेटों पर मगरमच्छ क्लिप को स्नैप करें (8:x:बाएं, 9:y:नीचे, 10:z:दाएं)
• चौथे तार (मेरे लाल तार) को Arduino के 5 V. में प्लग करके शक्ति प्रदान करें
• Arduino में प्लग इन करें, Arduino वातावरण शुरू करें
• बोर्ड पर कोड अपलोड करें (ध्यान दें: यदि आप उत्तरी अमेरिका से बाहर हैं, तो संभवतः आपको #define mains को 60 के बजाय 50 में बदलना होगा)।

Arduino कोड Interface3D.ino के रूप में संलग्न है और प्रोसेसिंग कोड TicTacToe3D.zip के रूप में संलग्न है

चरण 7: कुछ अच्छा करो

यदि आप Arduino वातावरण में सीरियल विंडो को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि यह कच्चे 3D निर्देशांक को 115200 बॉड पर, लगभग 10 Hz = 60Hz/(2 पूर्ण चक्र * 3 सेंसर) पर थूक रहा है। कोड किसी भी युग्मन को रद्द करने के लिए मुख्य बिजली आवृत्ति (जो आश्चर्यजनक रूप से स्थिर है) के दो चक्रों की अवधि में प्रत्येक सेंसर पर जितनी बार संभव हो माप लेता है। मैंने इसके साथ पहली चीज एक साधारण 3 डी टिक बनाई थी टीएसी को पैर की अंगुली इंटरफ़ेस। यदि आप एक कार्यशील डेमो के साथ शुरुआत करना चाहते हैं, तो कोड यहां उपलब्ध है, बस अपने प्रोसेसिंग स्केच फ़ोल्डर में "TicTacToe3D" फ़ोल्डर को छोड़ दें। तीन उपयोगी चीजें जो टिक टैक टो कोड प्रदर्शित करती हैं:

• कच्चे डेटा को रैखिक करता है। चार्ज समय वास्तव में दूरी के सापेक्ष एक शक्ति कानून का पालन करता है, इसलिए आपको समय के साथ एक का वर्गमूल लेना होगा (यानी, दूरी ~= sqrt(1/time))
• डेटा को सामान्य करता है। जब आप स्केच शुरू करते हैं, तो उस स्थान की सीमाओं को परिभाषित करने के लिए अपना हाथ घुमाते हुए बाईं माउस बटन को दबाए रखें, जिसके साथ आप काम करना चाहते हैं।
• किसी भी झटके को दूर करने के लिए डेटा में "गति" जोड़ना।

व्यवहार में, एल्यूमीनियम पन्नी के साथ इस सेटअप का उपयोग करके मैं पन्नी के सबसे बड़े आयाम की एक सीमा प्राप्त कर सकता हूं (मैंने जो सबसे बड़ा टुकड़ा परीक्षण किया है वह 1.5 वर्ग फुट है)।

चरण 8: बदलाव और नोट्स

बदलाव

• बड़े पैमाने पर सेंसर बनाएं
• प्रतिरोधों और कोड को उन चीज़ों के लिए अनुकूलित करें जो तेज़ी से कंपन करती हैं, और इसे पिकअप/माइक्रोफ़ोन के रूप में उपयोग करें
• एसी हम (प्लेटों और जमीन के बीच एक विशाल संधारित्र?)
• मैंने तल पर प्लेटों को परिरक्षण के साथ प्रयोग किया है, लेकिन ऐसा लगता है कि यह केवल समस्याएं पैदा करता है
• RGB या HSB कलर पिकर बनाएं
• वीडियो या संगीत मापदंडों को नियंत्रित करें; एक बीट या माधुर्य का अनुक्रम करें
• कई प्लेटों के साथ बड़ी, थोड़ी मुड़ी हुई सतह + एक प्रोजेक्टर = "अल्पसंख्यक रिपोर्ट" इंटरफ़ेस

टिप्पणियाँ

Arduino खेल के मैदान में कैपेसिटिव टच सेंसिंग (CapSense और CapacitiveSensor) पर दो लेख हैं। अंत में, मैं एक डिज़ाइन के व्युत्क्रम के साथ गया, जिसे मैंने "भौतिक कंप्यूटिंग" (सुलिवन/इगोई) की एक मित्र की प्रति में ठोकर खाई थी, जिसमें वर्णन किया गया था कि आरसीटाइम का उपयोग कैसे करें (सर्किट में संधारित्र और एक प्रतिरोधी तय था, और एक के मूल्य को मापा पोटेंशियोमीटर)। माइक्रोसेकंड टाइमिंग को Arduino फ़ोरम से कुछ थोड़े से अनुकूलित कोड का उपयोग करके पूरा किया गया था। फिर से: बस बहुत सारे योजनाबद्ध तरीके से शुरू करने से मुझे पूरी तरह से समझ में नहीं आता है, मुझे अच्छी तरह से पता है कि कैपेसिटिव डिस्टेंस सेंसिंग करने के बेहतर तरीके हैं, लेकिन मैं जितना संभव हो सके कुछ सरल बनाना चाहता था जो अभी भी कार्यात्मक है। यदि आपके पास समान रूप से सरल और कार्यात्मक डिज़ाइन है, तो इसे टिप्पणियों में पोस्ट करें! मेरे सभी बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स प्रश्नों को सहन करने और मुझे यह समझने में मदद करने के लिए डेन कॉउट्रॉन का धन्यवाद कि एक साधारण हेटेरोडाइन थेरेमिन सर्किट कैसे काम करता है (मूल रूप से, मैं इनका उपयोग करने जा रहा था - और, अगर सही ढंग से ट्यून किया जाता है, तो यह शायद अधिक सटीक होगा)।

अनुदेशक पुस्तक प्रतियोगिता में प्रथम पुरस्कार