Fattigmands Google -glas/hjælp til dem med tunnelsyn: 5 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Abstrakt:

Dette projekt streamer livevideo fra et fish-eye-kamera til en bærbar heads-up-skærm. Resultatet er et bredere synsfelt inden for et mindre område (displayet kan sammenlignes med en 4 "skærm 12" væk fra dit øje og output ved 720p). Det primære formål er at give mere rumlig bevidsthed til dem med Retinitis Pigmentosa (forkortet som RP), en degenerativ øjensygdom, der resulterer i tunnelsyn (det kan sammenlignes med at se gennem en toiletpapirrulle hele tiden). Når det er sagt, fordi projektet er baseret på en RPi, er der et stort udvalg af mulige applikationer (hvoraf nogle vil blive diskuteret i slutningen).

Materialeliste:

• (1) Raspberry Pi Zero ($ 5) (Raspberry Pi Zero W fungerer også)

• (1) Micro SD -kort til Raspberry Pi ($ 8) (bare et almindeligt Micro SD -kort, ikke noget særligt. Anbefalet minimum 8 GB lagerplads)

  • RPi Externals: (du behøver ikke disse, hvis du allerede ejer dem, eller hvis du har en anden RPi -model)

    • (1) USB -adapter ($ 5)
    • (1) Mini HDMI til HDMI -kabel ($ 6) (med godt nok syn kan Vufine bruges som en skærm, hvilket eliminerer behovet for dette kabel)
• (1) Vufine bærbar skærm ($ 200)

• (1) Micro til Mini HDMI -båndkabel ($ 10) (Er blevet afbrudt, se punkter herunder)

  • HDMI -adaptere

    (C -type og D -type; vil forhåbentlig angive model senere i weekenden (i dag er 2/3/2018)) (Adafruit sælger også disse stik, men de er dyrere)

  • HDMI -båndkabel
• (2) USB-mikrokabel ($ 1-5 hver) (kun 2 almindelige mikro-USB-kabler, ikke noget særligt)
• (1) Fish-Eye Camera til Raspberry Pi ($ 25)
• (1) Raspberry Pi kamerakabel ($ 8)
• (1) Pakke med små lynlåse ($ 3)

Samlede omkostninger: ~ 265 USD (afhænger af, hvad du allerede har, og hvor meget du betaler for forsendelse)

Værktøjsliste:

• Trådskærere
• Wire Strippers (til trådstørrelser på ca. 26 awg)
• Hot-Lim Gun (og limpind til hot-lim pistolen)
• Tastatur
• Skærm (skal være HDMI -kompatibel, men igen, med godt nok syn, kan Vufine bruges som skærm)
• Loddejern (og lodning)
• X-Acto kniv

Personlig note:

Dette projekt blev inspireret af min mormor. Hun blev diagnosticeret med RP for længe siden, og hendes syn er blevet forringet gennem årene. For nylig besluttede hun at opgive sin seende øjenhund, Ventura (kaldet Seymour, ordspil beregnet), på grund af alder. Selvom dette i nogle aspekter kan have gjort livet lettere, er jeg sikker på, at det har gjort andre ting mere trivielle (f.eks. At gå gennem et indkøbscenter). Jeg havde allerede længe undersøgt at lave en enhed som denne, men der var ingen let tilgængelige (rimeligt prissatte) skærme. Det ændrede sig, da jeg fandt Vufine. Det er et fantastisk firma med et godt produkt, og nej, jeg bliver ikke betalt for at sige dette; det er et virkelig godt selskab. Hvad angår min bedstemor, har hun rapporteret, at denne enhed næsten har fordoblet sit synsfelt (med hensyn til diameter, ikke areal).

Opdatering:

Jeg byggede dette med et Vufine -modul konfigureret til venstre øje (min bedstemor er fuldstændig blind i sit højre øje), så der kan være nogle problemer for dem, der bygger dette til højre øje (ikke noget stort, bare en ændring af orienteringen for et par stykker dele). Når det er sagt, har Vufine været så venlig at sende mig et modul til det højre øje, så jeg kan fortsætte dette projekt og løse disse problemer. Så snart jeg gør det, vil jeg yderligere opdatere dette instruerbare.

Trin 1: Opsætning af Raspberry Pi

Opsætning af Pi's hardware:

Bemærk: Hvis du har en anden Raspberry Pi end en RPi Zero (W eller almindelig), kan du foretage de nødvendige software -redigeringer ved hjælp af den Pi og overføre SD -kortet til Pi Zero.

Anden note: Jeg købte faktisk ikke noget af den hardware, der forbinder til Pi; Jeg har en praktisk hat i stedet. Når det er sagt, er billedet ovenfor, hvordan dit setup skal se ud. Det er ikke mit og blev taget herfra.

Først tilslutter vi tastaturet. Da dit tastatur har et type A USB -stik (det allestedsnærværende rektangulære) og Pi Zero ikke har det, skal vi bruge USB -adapteren. Sæt USB -adapteren i USB -porten tættest på midten af kortet. Sæt derefter tastaturet i USB -adapteren. Den anden USB -port bruges til strøm. De to øverste kabler på billedet er USB -kabler med det øverste kabel, der giver strøm.

For det andet skal du slutte HDMI -kablet til mini -HDMI -porten på Pi og HDMI -porten på din skærm (hvis du valgte at bruge Vufine -skærmen som din skærm, skal du bruge HDMI -båndkablet).

Opsætning af Pi's software:

Denne proces er dokumenteret overalt, men den officielle guide er her. Det er vigtigt at bemærke flere ting: du vil bruge det micro SD -kort, du har købt (det, jeg valgte, har en adapter, så du kan blinke det med en almindelig computer), du installerer Raspbian, og du skal aktivere kameraet i Raspberry Pi -konfigurationsmenuen. Følg desuden IKKE selvstudiet i udførelse af "startx". Hvis du gjorde det, ingen biggy, men du skal bruge en mus nu. Gå til kommandolinjen (skal ligne et sort vindue i proceslinjen) og brug det ("pi@hindbær ~ $" skal vises i dette vindue). Nu slukker vi Raspberry Pi ved at udføre:

sudo shutdown -h nu

Trin 2: Installation af kameraet

Fysiske forbindelser:

Lad mig først forklare, hvordan båndkabelforbindelserne fungerer. For at tilslutte og afbryde båndkabler skal man først løfte tapperne på siden (for Pi Zero er dette en udadgående retning), hvilket gør det muligt for stikket at folde ind og ud i en vis grad, og dermed tillade båndkablet at komme ind og ud. For at fastgøre båndkablet på plads (og dermed afslutte forbindelsesprocessen), skal du trykke stikets foldestykke fladt mod kablet og indsætte tappene igen. Kablet skal nu fastgøres i stikket. For at se en officiel video om, hvordan dette gøres, skal du klikke her.

Det er vigtigt at bemærke, at det hvide kabel, der følger med kameraet, ikke passer til Pi Zero; Sørg for at udskifte den med et af de gyldne båndkabler. Sørg desuden for, at den eksponerede side af kablet vender nedad, ind i Pi og kamerakortene.

Software:

Kameraets opsætning er relativt let på softwaresiden. For at streame video direkte fra kameraet til HDMI skal du blot udføre følgende linje i terminalen:

raspivid -t 0 -rot 0

Kameraet skal nu streame til din skærm. Stop nu strømmen ved at trykke på ctrl+c. Nu udfører vi den samme kommando, men hvis du har købt et standard Vufine-modul (konfigureret til højre øje), skal du ændre 0 efter "-rot" til 90. Hvis du også har købt et Vufine-display, der er konfigureret til venstre øje, skal du ændre 0 efter "-rot" til 270.

Hvis du nu holder kameraet mod Vufine -skærmen på en måde, der ligner den, det vises på fotografiet, skal du se et opretstående billede (på din skærm, ikke nødvendigvis i Vufine). Hvis dit billede er på hovedet, så prøv det andet nummer (270 hvis du gjorde 90 før og 90 hvis du gjorde 270 før; du skal stadig trykke på ctrl+c for at komme ud af strømmen).

Når du har kameraets strøm korrekt orienteret (via software), vil vi sørge for, at det starter, når Raspberry Pi tændes. Det første trin er at udføre:

sudo nano /etc/rc.local

Skriv nu en kommando, der ligner den, du udførte tidligere ("/usr/bin/raspivid -t 0 -rot 90/270") i linjerne mellem "fi" og "exit 0" (behold den på en linje som set på billedet). Hvis du gerne vil have et billede med lavere opløsning med en højere billedhastighed, skal du i stedet bruge "/usr/bin/raspivid -t 0 -rot 90/270 -md 6". Når du har skrevet dette ud, skal du gemme det ved at trykke på ctrl+x, indtaste y (ja, du vil gerne gemme det) og derefter trykke på enter for at gemme det under samme navn. Du skulle nu være tilbage på kommandolinjen ("pi@hindbær ~ $"). Endelig kan du teste for at sikre, at alt fungerer ved at genstarte Raspberry Pi med:

sudo genstart

Hvis alt fungerer, bør du se kameraet streame video til HDMI -udgangen i slutningen af opstartsprocessen.

Bemærkninger:

• Når alt ovenstående er gennemført, kan du overveje at påføre en lille smule varm lim på båndkablet/stikket på både kameraet og Pi for at sikre, at det forbliver på plads. Dette er rent valgfrit og er noget, jeg faktisk ikke har gjort.
• Hvis du har en Vufine -skærm konfigureret til højre øje, og du vælger at orientere den anderledes (det er mere bekvemt, hvis Pi's USB -porte er i bunden), vil kameraets overside være til venstre, når du har den på.
• Kameraet på billedet er allerede monteret. Det kommer vi til i et senere trin.
• Jeg ville lægge et billede af kamerastikket på Pi'en, men jeg vil ikke tage Pi'en af, hvis jeg ikke kan sætte den på igen, og jeg mistede alle mine lynlåsebånd (som du vil se er nødvendige for at montere det i et senere trin), og jeg er ikke sikker på, hvornår jeg næste gang kan købe noget mere, så jeg har besluttet mig for bare at uploade nu og opdatere senere.

Trin 3: Opladning af Vufine -skærmen

Vufine -displayet har et eget batteri, men det varer kun 90 minutter, og selvom dette kan være nok til Vufines tilsigtede brug, er det utilstrækkeligt til vores formål. Når det er sagt, kan vi oplade Vufine, mens den bruges, og dermed forlænge batteriets levetid. Almindelige USB -kabler er dog ret store, og da vi vil minimere vægten, bliver vi nødt til at ændre et (hvilket gør det mindre og lettere i processen); vi fjerner et USB -kabel til et minimum.

Bemærk: Resten af dette trin beskriver, hvordan du får stikket fra et USB -kabel. Når det er sagt, blev jeg gjort opmærksom på disse billige (i pris) USB -stik. Hvis du bruger dem, kan du springe den farlige del ved at fjerne stikket fra ledningen over. Jeg har ingen erfaring med dem, men jeg vil opdatere denne instruks om, hvordan jeg bruger dem, når jeg gør det.

Klargøring af USB -kablet

Bemærk: Dette er langt den farligste del af bygningen. Der skal udvises ekstrem forsigtighed omkring skarpe knive

Det første trin i "minimering" af USB -kablet er at skære det omkring 5 tommer (jeg vil sige cirka 7 for en konfiguration af højre øje) op fra mikro -USB -enden. Fortsæt med at fjerne ledningen helt ned til USB -mikroenden.

For den farlige del skal du skære plastindkapslingen af med X-Acto-kniven. Jeg foreslår, at du bruger en tang eller en bordskruestik til at holde stikket, mens du skærer det for at minimere risikoen for at skære dig selv. Den bedste måde at klippe det af på er at skære langs sømmene på siden (de ligner linjer) som det ses på billedet. Du skal bruge en anstændig mængde kraft til at grave kniven ind i foringsrøret. Efter et stykke tid kan den ene side muligvis "svinge" udad, og afhængigt af hvor fri den er, kan du vælge at bruge en tang til at rive resten af i stedet for at afskære den.

Afslutter USB -stykke

Når du kun har metalstykket tilbage, skal du fjerne de to midterste ledninger (de ikke -røde og sorte). Du kan gøre dette ved enten at skære dem af eller bruge et loddejern til at aflodde deres forbindelser og simpelthen tage dem af (jeg foreslår at aflodde, hvis du har nok erfaring). Læg derefter lidt varm lim på bunden af ledningerne (hvor de møder Micro USB -stikket) for at give en isolator og for at holde den sikker. Når du er færdig, skal billedet ligne USB'en på billedet (vi har dog ikke tilsluttet det til Pi endnu).

Tilslutter den til Pi

Dette trin er ret simpelt. Alt du skal gøre er at lodde den røde ledning til 5v -porten og den sorte ledning til jorden (GND) pin på RPi. For at se præcis hvilke porte, se billedet med det røde rektangel på Pi. For at se en video om grundlæggende lodning, klik her. Jeg foreslår, at du bruger lidt varm lim på begge sider af Pi (hvor du loddet) til at fastgøre ledningerne og tilvejebringe en isolator.

Trin 4: Tilslutning af det hele

Sikring af Pi

På dette tidspunkt skal du placere Pi mod Vufine -modulet med kameraporten nær fronten og USB -stik (installeret på Pi) nedad og indad. Fastgør den ved hjælp af de to par (et par på hver side) lynlåse. Gør dette ved at sætte en lynlås gennem et af de øverste hjørnehuller på tærten, vikle det rundt om Vufine (nedad) og sætte det gennem det nederste hjørnehul på samme side af Pi. Tag derefter endnu en lynlås og bind den fast til den første. Spænd den, så Pi trækkes tæt på Vufine. Klip den resterende lynlåsbinding af til begge lynlåse (alle til den anden, og den del, der stikker ud af den anden lynlåsbinder til den første). Gentag dette trin på den anden side af Pi.

Tilslutning af ting

Dette er måske det enkleste trin i hele byggeriet. Sæt det USB -kabel, du loddet på Pi, i Vufine -skærmen.

Varmlimning af stikket

Magneten i Magnetic Docking Station er ikke rigtig stærk nok til vores formål, så vi tilføjer lidt varm lim for at styrke forbindelsen. Slut Vufine -modulet til den magnetiske dockingstation, det følger med (ikke plus) med remmen opad (som vist på billedet). Sørg for, at det er omtrent parallelt med den faktiske Vufine (du vil stadig kunne justere displayets position ved at flytte remmen rundt på brillerne). Påfør en anstændig mængde varm lim på både top og bund. Lad det køle af, før du går videre for at sikre, at det ikke kommer i en mærkelig position, før det størkner.

Tilslutning af ting, fortsat

Selvom denne del ikke helt er så let som den første plugging ting delvist, bør du ikke kæmpe for meget. Du skal blot tilslutte HDMI -båndkablet til både Vufine og Pi (kampen er mere psykologisk end fysisk; du kan gøre det. Jeg tror på dig).

Tilslutning af kameraet

Konfiguration af venstre øje:

Dette er en let del, men kameraets placering gør det svært at beskrive med ord. I det væsentlige vil du vedhæfte kameraet, så det sidelæns med båndkablet løkker under det. Se billedet for at se, hvad jeg mener. Tryk den mod Vufine -skærmen og fastgør den i denne position ved at påføre varm lim på både top og bund. Jeg ville ikke lægge nogen på siderne, da det kun var på toppen og bunden, der er tilstrækkeligt til at sikre det, og at gøre det på siderne kan forhindre justering af både båndet og Vufine -skærmen sidelæns.

Konfiguration af højre øje:

Jeg har ikke udført den rigtige øjenkonfiguration før (vender tilbage og redigerer, når jeg gør det), men i det væsentlige skal du sørge for, at kameraet er sidelæns og i en rimelig position oven på skærmen. Toppen (siden modsat stikket) skal vende mod venstre (venstre når du har den på). Brug varm lim til at fastgøre kameraet til skærmstykket på Vufine -modulet. Derudover kan du bruge varm lim (eller lynlåse) for at sikre, at eventuelt overskydende båndkabel er fastgjort (giv det en vis vej for justering og prøv ikke at krølle båndet, da det ikke er beregnet til at modstå høje rotationsgrader). Du kan også gå tilbage til trin 2: Installation af kameraet, hvis du skal omkonfigurere kamerastrømmen som følge af en ændring i dens fysiske positionering.

Trin 5: Fin

Tænder den

For at tænde det skal du blot tænde for Vufine -modulet ved at trykke på den grå knap på bagsiden. Det skal begynde at blinke blåt. Tilslut derefter Pi Zero ved hjælp af USB -porten til højre (på ydersiden og mærket PWR IN). Du skal se nu se et konstant rødt lys udover den blinkende blå LED på Vufine -modulet. Det betyder, at Vufine bliver opkrævet. Derudover skulle skærmen starte, og du skulle se, at Pi gennemgik sin opstartsproces med kamerastrømmen i slutningen. Når skærmen kommer op, skal det blinkende blå lys på Vufine -knappen blive konstant.

Bemærk: Hvis du tænder Pi først (efterfulgt af Vufine), kan din skærm komme underlig ud. For at løse dette skal du slukke for Pi og derefter tænde den igen.

Slukker den

Sluk for RPi'en ved at trække stikket ud af USB'en, der forsyner den med strøm. For at slukke for Vufine kan du enten lade den slukke af sig selv (hvilket den vil gøre efter ikke at have modtaget et signal i en kort periode), eller du kan holde den grå knap (med en blå LED) nede på Vufine indtil den blå LED slukker. Jeg foretrækker at lade det slukke af sig selv, men du gør dig.

Yderligere forbedringer

Som sagt abstrakt, fordi projektet er baseret på en Raspberry Pi, har projektet en enorm evne til at udvikle sig. Til at begynde med er her nogle ideer, jeg havde:

• Du kan tilslutte den til et trådløst tastatur for praktisk brug som en head-up linux-computer. Jeg ville bruge et tastatur (og mus) som dette, og jeg ville tilslutte det i en proces, der ligner dette.

  Tilføjelse af en håndbevægelsesbaseret grænseflade som denne ville også være cool

• Tilføj knapper til siden for at gemme billeder og videoer og for at zoome ind og ud
• Tilføj en indbygget strømafbryder (jeg siger native, fordi nogle USB -kabler har switches indbygget)
• Lav en 3D -trykt sag til alt.
• Tilføj en lydudgang

• Tilføj et batteriudstyr

  At sætte det på den anden side af glassene ville være en bekvem måde at tilføje en modvægt på (vægten på glassene er i øjeblikket lidt skæv)

• Lav et CNN (konvolutionsnervalt netværk) med TTS (tekst-til-tale) output til en lydbeskrivelse af ens miljø. Dette neurale netværk kan køre på en Movidius Neural Compute Stick for mere beregningskraft.

  Mulig anvendelse Galvanisk vestibulær stimulering til nødmanøvrer

Du kan se nogle af disse ideer blive implementeret på min github -side.

Bemærk:

Jeg tilføjer nok flere billeder senere. Hvis du især vil have et billede, så lad mig det vide, så gør jeg mit bedste. Det samme gælder for forklaringer; Hvis du vil have mig til at gå ind i noget mere detaljeret, lad mig det vide, og jeg vil prøve at få det gjort.

Tak skal du have

• Jeg lærte meget af dette fællesskab; forhåbentlig hjælper dette andre, som så mange her har hjulpet mig før.
• Igen, dette er min første instruerbare og enhver feedback vil blive meget værdsat. Hvis nogen gør noget ved dette, så lad mig det vide; Jeg ville elske at se, hvor samfundet tager dette.

Særlig tak til min bedstemor for alt, hvad hun har gjort for mig i hele mit liv. Jeg vil aldrig kunne betale dig tilbage, men jeg vil helt sikkert prøve mit bedste.

Første præmie i Raspberry Pi -konkurrencen 2017