Physical Interactions System - PlateaPlayer - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Dit project beschrijft het gevolgde proces voor het ontwerpen en ontwikkelen van de hardware-implementatie van de fysieke computerinteracties van een interactieve videospeler gericht op de video- en digitale televisiestudenten van Universidad Autónoma de Occidente, die betrokken zijn rond het onderwerp multisensorische interactieve video's, in de vorm van een product dat gemakkelijk kan worden vervaardigd en gemanipuleerd.

Momenteel zijn er geen gratis platforms voor het ontwikkelen van dit soort video's die ook zintuiglijke interacties bevatten. Het belangrijkste doel is dan ook om te voorkomen dat studenten dure softwarelicenties moeten aanschaffen, moeten vertrouwen op halffabricaten en deze moeten leveren voor de opdrachten van de klas, en veel meer tijd moeten besteden aan het zelf ontwikkelen van deze platforms.

De hier voorgestelde implementatie bestaat uit vijf modules die de belangrijkste zintuiglijke interacties vertegenwoordigen die kunnen worden gesynchroniseerd. Dit zijn: water, rook, temperatuur (warm/koud), wind en licht. Deze worden bestuurd door een Arduino met behulp van de Johnny Five JavaScript-bibliotheek.

Stap 1: Materialen en gereedschappen - Containerbox

Aangezien dit project bedoeld was voor het ontwikkelen van een prototype van het voorgestelde systeem, werden eenvoudige materialen gebruikt:

• Stro karton
• Balsahouten staven (vierkante en driehoekige vormen)
• Schaar, isolatietape, houtlijm, scalpel, ijzerzaag

Stap 2: Materialen - Windmodule

5 CPU-fans

Stap 3: Materialen - Temperatuurmodule

• 2 Peltier-cellen
• 4 koellichamen
• 2 ventilatoren (zelfde als de windmodules)

Stap 4: Materialen - Lichtmodule

• ~ 50 cm RGB-ledstrip
• 3 TIP31C-transistoren
• Externe stroombron

Stap 5: Materialen - Rookmodule

• 1 Ultrasone luchtbevochtiger
• 1 1-kanaals relais
• Externe stroombron
• Water container

Stap 6: Materialen - Watermodule

• Micro-dompelpomp
• ~20cm plastic pijp
• Waterreservoir (zelfde als rookmodules)
• Kleine rietjes (~5)

Stap 7: Gaten aan de voorkant snijden voor fans

Knip een stuk karton (~ 50 cm breed en ~ 40 cm hoog) en knip vervolgens 5 gaten voor elke waaier met behulp van de scalpel. Plak ze tot slot op het karton.

Stap 8: De temperatuurmodules (Peltier-cel) maken

Plak de Peltier-cellen op de koellichamen.

Stap 9: Integreer de Peltier-modules in de ventilatoren

Plak de Peltier-modules op een ventilator. Zorg ervoor dat je ze in tegengestelde richting naar de voorkant plakt, zodat de warme en koude kanten van elke cel door de bijbehorende ventilator naar buiten worden geblazen.

Stap 10: Het maken van de "kolom" voor de bovenklep

Knip de balsastaven (~50cm breed) af en lijm ze aan elkaar zoals op de afbeeldingen. Hierdoor kan de bovenste kartonnen omslag aan de voorkant en zijkanten worden gelijmd.

Lijm vervolgens een stuk karton aan de diagonale kant aan elkaar en maak ongeveer 8 kleine gaatjes (~5 mm bij ~5 mm) voor de rietjes van de watermodule die moet worden geplaatst.

Stap 11: Structuur geven aan de doos

Knip 3 balsastaven zoals weergegeven in de afbeelding en plak ze op het stuk karton aan de voorkant.

Stap 12: Snijd de zijkanten van de doos

Knip 3 stukken karton (~50cm breed bij ~50cm hoog bij ~30cm diep). 2 voor elke kant van de doos plus 1 voor de binnenkant om de ruimte van het waterreservoir te scheiden van de elektronische componenten.

Stap 13: De ruimte van de watercontainer aanpassen

Maak een basis voor het waterreservoir door 3 stukken vierkante balsastaven van ongeveer 20 cm af te snijden en deze aan elkaar te plakken op het frame van de hoofdstructuur zoals weergegeven in de afbeelding, zodat de container kan passen.

Gebruik vervolgens 1 van de eerder gesneden stukjes karton voor de zijkanten, maak een klein gaatje zodat er wat draden doorheen kunnen en plak ze aan elkaar.

Optioneel kunt u een driehoekige balsastaaf aan de achterkant van de basis vastplakken om te voorkomen dat de container valt en het water morst.

Stap 14: Het waterreservoir maken

Snijd een plastic fles door de helft en gebruik het bovenste gedeelte als deksel, zoals weergegeven in de afbeeldingen. Plaats de micropomp en ultrasone luchtbevochtiger erin.

Vul het voor gebruik met water.

Stap 15: De hoofdstructuur sluiten

Lijm de kartonnen omslagen aan de zijkant, onderkant en bovenkant op de rest van de structuur.

Stap 16: De lichtmodule toevoegen

Tape de RGB-ledstrip rond de bovenkant en zijkanten van de doos, zodat de draden in het gat aan de linkerkant kunnen gaan.

Stap 17: De waterleiding maken

Snijd ongeveer 8 kleine gaatjes (~ 1 mm bij ~ 1 mm) in de plastic buis en steek de kleine rietjes erin. Plak ze zo strak mogelijk aan elkaar om te voorkomen dat er water naar de rest van de doos lekt.

Sluit ten slotte het open uiteinde van de pijp aan op de micropomp en steek de rietjes in de gaten van het bovenste diagonale stuk karton.

Stap 18: Bedrading

De geselecteerde pinnen kunnen naar wens van de gebruiker worden gewijzigd, zodat ze hier niet worden gespecificeerd, hoewel de code dat uiteraard wel doet

Wind/Temperatuur modules:

Gebruik jumperdraden om de 5V's van elke ventilator en Peltier-cel aan te sluiten op een digitale pin in het Arduino-bord en de GND's op de gemeenschappelijke GND-lijn in het protoboard.

Watermodule:

Gebruik jumperdraden om de 5V van de micropomp rechtstreeks aan te sluiten op een van de 5V out-pinnen van de Arduino en gebruik een TIP31C-transistor als schakelaar voor de GND-draden. Deze transistor gaat naar een digitale pin naar de Arduino om hem te besturen.

Lichtmodule:

Gebruik jumperdraden om elk kleurkanaal aan te sluiten op een TIP31C-transistor die is aangesloten op de GND-lijn van het protoboard en die naar een analoge pin in de Arduino gaat om de weergegeven kleur te regelen door de R, G en B op de juiste te specificeren. De voedingsdraad is aangesloten op een protoboard-lijn die wordt gevoed via een adapter die is aangesloten op een gewoon stopcontact.

Rookmodule:

Gebruik jumperdraden om de voeding aan te sluiten op een relais dat deze verbindt met dezelfde voeding in het protoboard van de lichtmodule. Sluit dit relais vervolgens aan op een digitale pin in de Arduino om hem aan en uit te zetten. Verbind zijn GND met de GND-lijn in het protoboard.

Stap 19: Programmeren en draaien

Een eenvoudige Node-server is vereist om Johnny Five te laten werken. Om de front- en backend in realtime te communiceren en de interactieve video te synchroniseren met de zintuiglijke interacties, is ook Socket.io geïmplementeerd.

De code voor dit systeem, evenals de interactieve videospeler die eerder als JavaScript-plug-in is ontwikkeld, kan worden gedownload in deze Github-repo:

Serveer de webpagina met de speler vanaf dezelfde server en voer beide uit.