Somatic - Gegevenshandschoen voor de echte wereld - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Neodymium-cilindermagneten met een diameter van 4 mm Neodymium-cilindermagneten met een diameter van 4 mm De Somatic is een draagbaar toetsenbord en draagbare muis die comfortabel, onopvallend en klaar om de hele dag te worden gedragen. Het zit vol met alle hardware om handgebaren en bewegingen om te zetten in acties, zoals de somatische component van een spreuk in Dungeons and Dragons.

Bezoek de projectpagina op GitHub voor de meest actuele ontwerpbestanden, code en hulpprogramma's.

Elke knokkel heeft een Hall-sensor en het eerste segment van elke vinger heeft een magneet. Door een vinger te buigen, draait de magneet uit positie, waardoor de Somatic uw hand in kaart kan brengen.

Een EM7180SFP IMU bij de duim biedt tracking in 9 graden. Uiteindelijk kunt u hiermee een muiscursor verplaatsen door te wijzen en letters typen door ze in de lucht te tekenen.

De Somatic is nog een project in een vroeg stadium en zal een uitdagende bouw zijn voor ervaren makers.

De prioriteiten van het Somatic-project zijn:

• Bedien elke draagbare computer met een heads-up display
• Klaar voor gebruik de hele dag, direct, zonder internet
• Veroorzaakt geen vermoeidheid of interfereert niet met andere taken
• Snel genoeg om snel te zoeken in minder dan 10 seconden

De Somatic zal niet:

• Reproduceer je hand in 3D-ruimte
• Laat je typen op een virtueel toetsenbord
• Gebruik helemaal geen cloudservices

Het Somatic-project heeft een MIT-licentie, copyright 2019 Zack Freedman en Voidstar Lab.

Met dank aan Alex Glow voor het modelleren van de Somatic!

Benodigdheden

• 4x drie-lead JST harnassen
• 4x A3144 Hall-sensoren
• Minimaal 4 10 mm x 4 mm neodymium cilindermagneten
• Een paar halve handschoenen voor gewichtheffers
• 1/8" paracord
• 1/8" of 3/16" krimpkous
• PLA- of PETG-filament
• TPU-filament
• 4x 6 mm M2.5 schroeven
• 4x 8 mm M2.5 schroeven
• 8x M2.5 moeren
• 1x 303040 Li-Ion-batterij
• Elektronische componenten (zie schema in repository)
• Stripbord
• Soldeer
• Gevlochten draad, bij voorkeur met siliconen geïsoleerd en flexibel
• Busdraad, voor het construeren van stripboardcircuits
• Aanbevolen: Mannequin hand

U moet toegang hebben tot een printer die zowel een hard materiaal zoals PLA als een flexibel materiaal zoals TPU kan printen.

Stap 1: Stap 1: Construeer de Hall-sensoren

Kloon of download de Somatic GitHub-repo en laad uw 3D-printer met stijf filament.

Afdrukken:

• 4x Zaalhouder.stl
• 4x Zaalafdekking.stl

Knip de draden van een A3144-sensor vast tot ongeveer 3 mm.

Steek het in de connector van een JST-harnas, zoals hierboven weergegeven. Let op de richting van de sensor en connector.

Rijg het harnas door een Hall Holder zoals afgebeeld. De connector en sensor moeten naar buiten komen en volledig verzonken zijn in de Hall Holder.

Knip een stuk paracord af van ongeveer dezelfde lengte als de draad van de JST-harnas. Verwijder de binnenste snaren en schuif het 'gestripte' paracord over de draad.

Knip een stuk krimpkous van ongeveer 10 mm lang en rijg het helemaal door de draad, bijna helemaal in de halhouder. Krimp het zodat het de vezels van het paracord afdicht en duw het in de Hall Holder. Het moet goed passen.

Knip nog een stuk krimpkous van ongeveer 10 mm lang en gebruik dit om het andere uiteinde van het paracord af te dichten, waarbij u ongeveer 20 mm blootliggende draad laat. Het opeengehoopte paracord zal de draden afschermen zonder je beweging te beperken.

Duw een Hall Cover op de Hall Holder om de sensor en connector binnenin af te dichten. Wrijving zou het op zijn plaats moeten houden, maar het kan zijn dat u een beetje lijm moet aanbrengen.

Herhaal dit nog drie keer om uw set Hall-sensoren te maken.

Stap 2: Stap 2: Construeer de IMU

Gebruik stijf filament om af te drukken:

• 1x IMU Houder.stl
• 1x IMU Cover.stl

Soldeer draden naar de VCC, SDA en SCL pads van de EM7180SFP module. Soldeer nog een draad aan GND en overbrug deze naar de SA0-pad. Het Host_Int-pad wordt niet gebruikt. Ik raad ten zeerste aan om de draden een kleurcodering te geven om later verwarring te voorkomen.

Steek, net als de Hall-sensoren, de IMU-eenheid in de IMU-houder, haal hem naar buiten, omhul de draden met gestript paracord en breng krimpkous aan.

Pers of lijm de IMU-afdekking op de IMU-houder.

Stap 3: Stap 3: monteer magneten en monteer handschoenelementen

Gebruik stijf filament om in totaal vier magneethouders te printen. De benodigde maten (kort, medium en groot) zijn afhankelijk van de maat van je handschoen - probeer de langste magneethouder op elke vinger te gebruiken die tussen je knokkel en het uiteinde van de handschoen past.

De magneethouders hebben geen ondersteuningsmateriaal nodig.

Plaats nog geen magneten in de magneethouders!

Doe de linkerhandschoen om je hand. De juiste handschoen wordt in dit project niet gebruikt.

Beweeg vinger voor vinger, plaats een Hall-sensoreenheid en magneethouder en markeer hun posities.

• De sensor en magneethouder moeten elkaar bijna raken als je hand zo open mogelijk is.
• Noch de sensor, noch de magneethouder mogen op uw knokkel zitten als u een stevige vuist maakt.
• Het is belangrijker dat de sensor en de magneethouder niet op je knokkel zitten, dan dat ze dicht bij elkaar zitten.

Markeer een positie voor de IMU boven uw duim.

Doe de handschoen uit en doe hem op je mannequinhand als je die hebt. BRENG GEEN LIJM AAN OP IETS DAT U DRAAGT!

Breng contactcement aan op de onderkant van elke magneethouder, Hall-sensoreenheid en IMU-eenheid. Breng contactcement aan op de gemarkeerde delen van de handschoen. Laat de lijm je handschoen opzetten en monteren. Geef de lijm voldoende tijd om uit te harden.

Ik raad het gebruik van contactcement ten zeerste aan. Het is de enige lijm die ik heb gebruikt die PLA sterk hecht aan stof en leer.

Stap 4: Stap 4: Monteer de elektronica

Gebruik stijf filament om Body.stl af te drukken. Het vereist ondersteunend materiaal.

Implementeer het circuit gespecificeerd in het schema. Ik wou dat ik deze stap beter kon begeleiden, maar ik heb geen goed hulpprogramma gevonden om stripboard-circuits te diagrammen. Op een gegeven moment zal ik dit vervangen door een aangepaste PCB.

Je moet het moederbord op een stuk perfboard van 36 mm x 46 mm bouwen, met een uitsparing voor de Teensy. Het zal strak zitten.

De vibrerende motor en het bijbehorende stuurcircuit passen in het linker compartiment en de Bluetooth Mate past in het rechter compartiment. Alle andere componenten - de Teensy, batterij, laadregelaar en andere elektronica - passen in het centrale compartiment.

Zodra je de pasvorm hebt bevestigd, soldeer je de Hall-sensoren en IMU op het bord.

Test alle elektronica grondig voordat u verder gaat!

Stap 5: Stap 5: Eindmontage

Gebruik stijf filament om af te drukken:

• 1x Naambord.stl
• 2x Cosmetische Plaat.stl
• 1x Bovenplaat.stl
• 1x aan/uit-schakelaar

Voor geen van deze onderdelen is ondersteunend materiaal nodig.

Print met flexibel filament:

• 1x gespriem.stl
• 1x Hole Band.stl
• 1x Loop Brother.stl

De onderdelen van de riem hebben ondersteunend materiaal nodig. Het is oké als het verwijderen ervan slordige oppervlakken achterlaat - de ondersteunde gebieden zijn verborgen in het lichaam van het polsbandje.

Steek een moer van 2,5 mm in elk van de vier vakken rond het centrale compartiment. Breng een kleine hoeveelheid contactcement aan op elke moer om te voorkomen dat deze eruit valt.

Monteer de handschoen:

1. Gebruik Zap-a-Gap of een andere hoogwaardige cyanoacrylaatlijm om de naamplaat en cosmetische platen op de bovenplaat te monteren. Lijm laten uitharden.
2. Plaats de aan/uit-schakelaar op de SPDT-schakelaar.
3. Monteer de bovenplaat. Het moet op zijn plaats klikken. Zorg ervoor dat u de Hall- en IMU-sensordraden in hun kanalen leidt en voorkom dat ze gekruist of bekneld raken.
4. Installeer vier 6 mm M2.5-schroeven in de vier gaten rond het naamplaatje. Ze moeten passen bij de moeren die je eerder hebt geïnstalleerd.
5. Rijg de lus op de gespriem.
6. Steek de bandelementen in de inkepingen aan de zijkanten van het polsbandje. Gebruik de resterende schroeven en moeren om ze vast te zetten. De linkerkant is dikker dan de rechterkant en heeft de langere 8 mm schroeven nodig.
7. Je Somatic handschoen is compleet!

Stap 6: Wat nu?

Het Somatic-project is een work-in-progress. Het doel is om monsters van elke letter te verkrijgen, zodat een TensorFlow Lite-model dat lokaal op de handschoen wordt uitgevoerd, handschrift kan detecteren. Dit is nog ver weg, maar u kunt de meegeleverde firmware installeren om gegevens via Bluetooth of USB terug naar een computer te streamen.

Het trainingshulpprogramma is volledig functioneel en kan snel tal van testgebaren verwerven. Binnenkort zal ik de mogelijkheid toevoegen om een neuraal netwerk te trainen tegen de verzamelde gegevens, en het model naar de handschoen te sturen.

Bedankt voor het volgen! Ik kan niet wachten om te zien waar je naartoe gaat met het Somatic-project.