Fysiske interaktionssystem - PlateaPlayer: 19 trin (med billeder)

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

Dette projekt beskriver den proces, der følges for at designe og udvikle hardwareimplementeringen af de fysiske computerinteraktioner mellem en interaktiv videospiller rettet mod video- og digitale tv -studerende ved Universidad Autónoma de Occidente, involveret omkring emnet multisensoriske interaktive videoer, i form af et produkt, der let kan fremstilles og manipuleres.

I øjeblikket er der ingen gratis platforme til at udvikle denne slags videoer, som også inkluderer sensoriske interaktioner. Derfor er dets hovedformål at undgå, at elever skal købe dyre softwarelicenser, at skulle stole på og levere halvvejs-lavet løsninger til klassens opgaver og at skulle bruge meget mere tid på at udvikle disse platforme selv.

Den her foreslåede implementering består af fem moduler, der repræsenterer de vigtigste sensoriske interaktioner, der kan synkroniseres. Disse er: vand, røg, temperatur (varm/kold), vind og lys. Disse vil blive kontrolleret af en Arduino ved hjælp af Johnny Five JavaScript -biblioteket.

Trin 1: Materialer og værktøjer - Containerkasse

I betragtning af at dette projekt var beregnet til at udvikle en prototype af det foreslåede system, blev enkle materialer brugt:

• Halmpap
• Balsatræsstænger (firkantede og trekantede former)
• Saks, isoleringstape, trælim, skalpel, hacksav

Trin 2: Materialer - Vindmodul

5 CPU -blæsere

Trin 3: Materialer - Temperaturmodul

• 2 Peltier -celler
• 4 køleplader
• 2 blæsere (samme som vindmodulets)

Trin 4: Materialer - lysmodul

• ~ 50 cm RGB LED -strimmel
• 3 TIP31C transistorer
• Ekstern strømkilde

Trin 5: Materialer - Røgmodul

• 1 ultralydsfugter
• 1 1-kanals relæ
• Ekstern strømkilde
• Vandbeholder

Trin 6: Materialer - Vandmodul

• Nedsænkelig mikro-pumpe
• ~ 20 cm plastrør
• Vandbeholder (samme som røgmoduler)
• Små sugerør (~ 5)

Trin 7: Skæring af huller på forsiden til ventilatorer

Skær et stykke karton (~ 50 cm bredt med ~ 40 cm højt), og skær derefter 5 huller for hver blæser ved hjælp af skalpelet. Tape dem til sidst på pap.

Trin 8: Fremstilling af temperatur (Peltier Cell) moduler

Tape Peltier -cellerne til kølelegeme.

Trin 9: Integrer Peltier -modulerne til ventilatorerne

Tape Peltier -modulerne til en blæser. Sørg for at tape dem med forsiden i modsatte retninger, så de varme og kolde sider af hver celle bliver blæst udenfor af den tilsvarende ventilator.

Trin 10: Lav "kolonnen" til topdækslet

Skær balsastængerne (~ 50 cm brede) og lim dem sammen som vist på billederne. Dette gør det muligt at lime det øverste papdæksel på forsiden og siderne.

Lim derefter et stykke karton sammen på den diagonale side og lav omkring 8 små huller (~ 5 mm x 5 mm) til strålerne på vandmodulet, der skal indsættes.

Trin 11: Giver struktur til kassen

Klip 3 balsastænger som vist på billedet, og lim dem til forsiden af papstykket.

Trin 12: Skær kassens sider

Skær 3 stykker pap (~ 50 cm bred med ~ 50 cm høj med ~ 30 cm dyb). 2 for hver side af kassen plus 1 for indersiden for at adskille vandbeholderrummet fra de elektroniske komponenter.

Trin 13: Tilpasning af vandbeholderrummet

Lav en base til vandbeholderen ved at skære 3 stykker firkantede balsastænger til ~ 20 cm og tape dem sammen til rammen af hovedstrukturen som vist på billedet, så beholderen kan passe.

Brug derefter 1 af de tidligere skårne stykker pap til siderne, lav et lille hul, så nogle ledninger kan passere igennem, og tape dem sammen.

Eventuelt kan du tape en trekantet balsastang bag på bunden for at undgå, at beholderen falder og spilder vandet.

Trin 14: Fremstilling af vandbeholderen

Skær en plastflaske i halvdelen og brug den øverste del som et låg som vist på billederne. Placer mikropumpen og ultralydsfugteren indeni.

Fyld det med vand før brug.

Trin 15: Lukning af hovedstrukturen

Lim siden, bunden og det øverste papdæksel til resten af strukturen.

Trin 16: Tilføjelse af lysmodulet

Tape RGB LED -strimlen rundt om toppen og siderne af boksen, så ledningerne kan gå ind i hullet på venstre side.

Trin 17: Fremstilling af vandrøret

Skær omkring 8 små huller (~ 1 mm x 1 mm) i plastrøret, og indsæt de små sugerør. Tape dem sammen så tæt som muligt for at undgå lækage af vand til resten af kassen.

Tilslut til sidst den åbne ende af røret til mikropumpen og indsæt sugerørene i hullerne på det øverste diagonale stykke karton.

Trin 18: Ledningsføring

De valgte pins kan ændres efter brugerens ønske, så de ikke er angivet her, selvom koden naturligvis gør det

Vind/temperatur moduler:

Brug jumperwires til at forbinde 5V'erne for hver blæser og Peltier -celle til en digital pin i Arduino -kortet og GND'erne til den fælles GND -linje i protoboardet.

Vandmodul:

Brug jumperwires til direkte at tilslutte mikropumpens 5V til en af 5V out pins på Arduino, og brug en TIP31C transistor som switch til GND-ledningerne. Denne transistor går til en digital pin til Arduino for at styre den.

Lysmodul:

Brug jumperwires til at forbinde hver farvekanal til en TIP31C -transistor, der er forbundet til protokollets GND -linje, og som går til en analog pin i Arduino for at styre den viste farve ved at angive R, G og B til den korrekte. Netledningen er forbundet til en protoboardlinje, der drives via en adapter, der er sluttet til en almindelig stikkontakt.

Røgmodul:

Brug jumperwires til at forbinde strømmen til et relæ, som forbinder det til den samme strømforsyning i protoboardet fra lysmodulet. Tilslut derefter dette relæ til en digital pin i Arduino for at tænde og slukke det. Tilslut sin GND til GND -linjen i protoboardet.

Trin 19: Programmering og kørsel

En simpel Node -server er påkrævet for at Johnny Five kan fungere. For at kommunikere front og backend i realtid og synkronisere den interaktive video med de sensoriske interaktioner implementeres Socket.io også.

Koden til dette system samt den interaktive videospiller, der tidligere er udviklet som et JavaScript -plugin, kan downloades i denne Github -repo:

Betjen websiden med afspilleren fra den samme server, og kør begge dele.