Fysiska interaktionssystem - PlateaPlayer: 19 steg (med bilder)

2025 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2025-01-13 06:58

Detta projekt beskriver den process som följs för att designa och utveckla hårdvaruimplementeringen av de fysiska datorinteraktionerna för en interaktiv videospelare riktad till video- och digital -tv -studenter vid Universidad Autónoma de Occidente, involverade kring ämnet multisensoriska interaktiva videor, i form av en produkt som enkelt kan tillverkas och manipuleras.

För närvarande finns det inga gratis plattformar för att utveckla den här typen av videor som också inkluderar sensoriska interaktioner. Därför är dess huvudsakliga syfte att undvika att studenter måste köpa dyra mjukvarulicenser, att behöva förlita sig på och leverera halvvägs gjorda lösningar på klassens uppdrag och att behöva lägga mycket mer tid på att utveckla dessa plattformar själva.

Den implementering som föreslås här består av fem moduler som representerar de viktigaste sensoriska interaktionerna som kan synkroniseras. Dessa är: vatten, rök, temperatur (varm/kall), vind och ljus. Dessa kommer att styras av en Arduino med hjälp av Johnny Five JavaScript -biblioteket.

Steg 1: Material och verktyg - behållare

Med tanke på att detta projekt var avsett för att utveckla en prototyp av det föreslagna systemet användes enkla material:

• Halmkartong
• Balsaträstavar (fyrkantiga och triangulära former)
• Sax, isoleringstejp, trälim, skalpell, bågfil

Steg 2: Material - Vindmodul

5 CPU -fläktar

Steg 3: Material - Temperaturmodul

• 2 Peltier -celler
• 4 kylflänsar
• 2 fläktar (samma som vindmodulen)

Steg 4: Material - Ljusmodul

• ~ 50 cm RGB LED -remsa
• 3 TIP31C -transistorer
• Extern strömkälla

Steg 5: Material - Rökmodul

• 1 ultraljudsfuktare
• 1 1-kanals relä
• Extern strömkälla
• Vattenbehållare

Steg 6: Material - Vattenmodul

• Dränkbar mikropump
• ~ 20 cm plaströr
• Vattenbehållare (samma som rökmoduler)
• Små sugrör (~ 5)

Steg 7: Skärhål på framsidan för fläktar

Skär en bit av kartongen (~ 50 cm bred och ~ 40 cm hög) och skär sedan 5 hål för varje fläkt med skalpellen. Slutligen tejpa fast dem på kartongen.

Steg 8: Tillverkning av temperatur (Peltier Cell) moduler

Tejpa Peltier -cellerna till kylflänsarna.

Steg 9: Integrera Peltier -modulerna i fläktarna

Tejpa Peltier -modulerna till en fläkt. Se till att du tejpar dem mot framsidan i motsatta riktningar så att de varma och kalla sidorna på varje cell blåses utanför av motsvarande fläkt.

Steg 10: Gör "kolumnen" för topplocket

Klipp balsastängarna (~ 50 cm breda) och limma ihop dem som visas på bilderna. Detta gör att det övre kartonglocket kan limmas på framsidan och sidorna.

Limma sedan ihop en kartongbit på den diagonala sidan och gör cirka 8 små hål (~ 5 mm x 5 mm) för att sugrören på vattenmodulen ska sättas in.

Steg 11: Att ge struktur till lådan

Skär 3 balsastänger som visas på bilden och lim dem på kartongens framsida.

Steg 12: Skär lådans sidor

Skär 3 kartongbitar (~ 50 cm breda med ~ 50 cm höga med ~ 30 cm djupa). 2 för varje sida av lådan plus 1 för insidan för att separera vattenbehållarutrymmet från de elektroniska komponenterna.

Steg 13: Anpassning av vattenbehållarutrymmet

Gör en bas för vattenbehållaren genom att skära 3 bitar av fyrkantiga balsastänger till ~ 20 cm och tejpa ihop dem till ramen på huvudstrukturen enligt bilden, så att behållaren får plats.

Använd sedan en av de tidigare skurna kartongbitarna för sidorna, gör ett litet hål så att några trådar kan passera och tejpa ihop dem.

Alternativt kan du tejpa en triangulär formad balsastång på baksidan av basen för att undvika att behållaren faller och spills vattnet.

Steg 14: Gör vattenbehållaren

Skär en plastflaska till hälften och använd den övre delen som ett lock som visas på bilderna. Placera mikropumpen och ultraljudsfuktaren inuti.

Fyll den med vatten före användning.

Steg 15: Avsluta huvudstrukturen

Limma kartongkåporna på sidan, botten och övre till resten av strukturen.

Steg 16: Lägga till ljusmodulen

Tejpa RGB LED -remsan runt lådans ovansida och sidor så att trådarna kan gå in i hålet på vänster sida.

Steg 17: Gör vattenröret

Skär cirka 8 små hål (~ 1 mm x 1 mm) i plaströret och sätt in de små sugrörena. Tejpa ihop dem så tätt som möjligt för att undvika läckande vatten till resten av lådan.

Slutligen, anslut den öppna änden av röret till mikropumpen och för in sugrören i hålen på den övre diagonala kartongen.

Steg 18: Kabeldragning

De valda stiften kan ändras per användarens önskan så att de inte anges här, även om koden uppenbarligen gör det

Vind-/temperaturmoduler:

Använd bygelkablar för att ansluta 5V: erna för varje fläkt och Peltier -cell till en digital stift i Arduino -kortet och GND: erna till den gemensamma GND -linjen i protoboardet.

Vattenmodul:

Använd bygelkablar för att direkt ansluta mikrovågspumpens 5V till en av 5V-uttapparna på Arduino, och använd en TIP31C-transistor som omkopplare för GND-trådarna. Denna transistor går till en digital stift till Arduino för att styra den.

Ljusmodul:

Använd bygelkablar för att ansluta varje färgkanal till en TIP31C -transistor ansluten till GND -linjen på protoboardet, och som går till en analog stift i Arduino för att styra färgen som visas genom att ange R, G och B till den rätta. Strömkabeln är ansluten till en protoboardlinje som drivs via en adapter som är ansluten till ett vanligt eluttag.

Rökmodul:

Använd bygelkablar för att ansluta strömmen till ett relä som ansluter den till samma strömförsörjning i protoboardet från ljusmodulen. Anslut sedan detta relä till en digital stift i Arduino för att slå på och stänga av det. Anslut dess GND till GND -linjen i protoboardet.

Steg 19: Programmering och körning

En enkel nodserver krävs för att Johnny Five ska fungera. För att kommunicera front- och backend i realtid och för att synkronisera den interaktiva videon med sensoriska interaktioner implementeras också Socket.io.

Koden för detta system, liksom den interaktiva videospelaren som tidigare utvecklats som ett JavaScript -plugin, kan laddas ner i denna Github -repo:

Servera webbsidan med spelaren från samma server och kör båda.