Sistema di interazioni fisiche - PlateaPlayer: 19 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Questo progetto descrive il processo seguito per la progettazione e lo sviluppo dell'implementazione hardware delle interazioni di calcolo fisico di un lettore video interattivo rivolto agli studenti di video e televisione digitale dell'Universidad Autónoma de Occidente, coinvolti sul tema dei video interattivi multisensoriali, sotto forma di un prodotto che può essere facilmente fabbricato e manipolato.

Attualmente non esistono piattaforme gratuite per lo sviluppo di questo tipo di video che includano anche interazioni sensoriali. Pertanto, il suo scopo principale è evitare che gli studenti debbano acquistare costose licenze software, dover fare affidamento e fornire soluzioni a metà per i compiti della classe e dover dedicare molto più tempo allo sviluppo di queste piattaforme.

L'implementazione qui proposta è composta da cinque moduli che rappresentano le principali interazioni sensoriali che possono essere sincronizzate. Questi sono: acqua, fumo, temperatura (caldo/freddo), vento e luce. Questi saranno controllati da un Arduino utilizzando la libreria JavaScript Johnny Five.

Passaggio 1: materiali e strumenti - Scatola del contenitore

Considerando che questo progetto era destinato allo sviluppo di un prototipo del sistema proposto, sono stati utilizzati materiali semplici:

• Cartone paglia
• Bacchette in legno di balsa (forme quadrate e triangolari)
• Forbici, nastro isolante, colla per legno, bisturi, seghetto

Fase 2: Materiali - Modulo Vento

5 ventole della CPU

Passaggio 3: materiali - Modulo temperatura

• 2 cellule di Peltier
• 4 dissipatori di calore
• 2 ventole (uguali a quelle del modulo eolico)

Passaggio 4: Materiali - Modulo luce

• ~50 cm di striscia LED RGB
• 3 transistor TIP31C
• Fonte di alimentazione esterna

Passaggio 5: Materiali - Modulo Fumo

• 1 Umidificatore ad ultrasuoni
• 1 relè a 1 canale
• Fonte di alimentazione esterna
• Contenitore dell'acqua

Passaggio 6: Materiali - Modulo Acqua

• Micropompa sommergibile
• Tubo di plastica di ~20 cm
• Serbatoio dell'acqua (uguale al modulo fumi)
• Cannucce piccole (~5)

Passaggio 7: tagliare i fori sul lato anteriore per i fan

Taglia un pezzo di cartone (~50 cm di larghezza per ~40 cm di altezza), quindi pratica 5 fori per ogni ventaglio usando il bisturi. Infine, fissali al cartone.

Passaggio 8: creazione dei moduli di temperatura (cella di Peltier)

Attacca le celle di Peltier ai dissipatori di calore.

Passaggio 9: integrazione dei moduli Peltier nei ventilatori

Fissare i moduli Peltier a un ventilatore. Assicurati di fissarli con del nastro adesivo rivolti verso il lato anteriore in direzioni opposte in modo che i lati caldo e freddo di ogni cella vengano soffiati all'esterno dalla ventola corrispondente.

Passaggio 10: creare la "colonna" per il coperchio superiore

Taglia le bacchette di balsa (~50 cm di larghezza) e incollale insieme come mostrato nelle immagini. Ciò consentirà di incollare la copertina di cartone superiore sulla parte anteriore e sui lati.

Quindi, incolla insieme un pezzo di cartone sul lato diagonale e fai circa 8 piccoli fori (~5 mm per ~5 mm) per inserire le cannucce del modulo idrico.

Passaggio 11: dare struttura alla scatola

Taglia 3 bacchette di balsa come mostrato nell'immagine e incollale sul pezzo di cartone del lato anteriore.

Passaggio 12: tagliare i lati della scatola

Taglia 3 pezzi di cartone (~50 cm di larghezza per ~50 cm di altezza per ~30 cm di profondità). 2 per ogni lato della scatola più 1 per l'interno per separare lo spazio del contenitore dell'acqua dai componenti elettronici.

Passaggio 13: adattare lo spazio del contenitore dell'acqua

Crea una base per il contenitore dell'acqua tagliando 3 pezzi di bastoncini di balsa di forma quadrata a circa 20 cm e fissali insieme al telaio della struttura principale come mostrato nell'immagine, in modo che il contenitore possa adattarsi.

Quindi, utilizzare 1 dei pezzi di cartone precedentemente tagliati per i lati, fare un piccolo foro in modo che possano passare alcuni fili e fissarli insieme.

Facoltativamente, puoi fissare un'asta di balsa di forma triangolare sul retro della base per evitare che il contenitore cada e fuoriesca l'acqua.

Passaggio 14: creare il contenitore dell'acqua

Taglia una bottiglia di plastica a metà e usa la sua parte superiore come copertura come mostrato nelle immagini. Posizionare all'interno la micropompa e l'umidificatore ad ultrasuoni.

Riempilo d'acqua prima dell'uso.

Passaggio 15: chiusura della struttura principale

Incolla le coperture in cartone laterale, inferiore e superiore al resto della struttura.

Passaggio 16: aggiunta del modulo luci

Nastro la striscia LED RGB intorno alla parte superiore e ai lati della scatola, in modo che i fili possano entrare nel foro sul lato sinistro.

Passaggio 17: realizzare il tubo dell'acqua

Taglia circa 8 piccoli fori (~1 mm per ~1 mm) nel tubo di plastica e inserisci le cannucce. Fissali insieme il più strettamente possibile per evitare perdite d'acqua nel resto della scatola.

Infine, collega l'estremità aperta del tubo alla micropompa e inserisci le cannucce nei fori del pezzo di cartone diagonale superiore.

Passaggio 18: cablaggio

I pin selezionati possono essere modificati secondo il desiderio dell'utente, quindi non sono specificati qui, sebbene il codice ovviamente lo faccia

Moduli vento/temperatura:

Utilizzare i cavi dei ponticelli per collegare i 5 V di ciascuna ventola e cella di Peltier a un pin digitale nella scheda Arduino e i GND alla linea GND comune nella scheda prototipi.

Modulo acqua:

Utilizzare i cavi dei ponticelli per collegare direttamente i 5 V della micropompa a uno dei pin di uscita 5 V dell'Arduino e utilizzare un transistor TIP31C come interruttore per i cavi GND. Questo transistor va a un pin digitale dell'Arduino per controllarlo.

Modulo luci:

Utilizzare i cavi dei ponticelli per collegare ciascun canale di colore a un transistor TIP31C collegato alla linea GND della scheda prototipi e che va a un pin analogico nell'Arduino per controllare il colore visualizzato specificando R, G e B su quello corretto. Il cavo di alimentazione è collegato a una linea della scheda prototipi alimentata tramite un adattatore collegato a una normale presa di corrente.

Modulo fumo:

Utilizzare i cavi dei ponticelli per collegare l'alimentazione a un relè che lo collega allo stesso alimentatore nella scheda prototipi dal modulo luci. Quindi collega questo relè a un pin digitale nell'Arduino per accenderlo e spegnerlo. Collega il suo GND alla linea GND nella scheda prototipi.

Passaggio 19: programmazione ed esecuzione

Per far funzionare Johnny Five è necessario un semplice server Node. Per comunicare il front e il backend in tempo reale e per sincronizzare il video interattivo con le interazioni sensoriali, è implementato anche Socket.io.

Il codice per questo sistema, così come il lettore video interattivo precedentemente sviluppato come plugin JavaScript, può essere scaricato in questo repository Github:

Servi la pagina web con il giocatore dallo stesso server ed esegui entrambi.