Somatic - Data Glove per il mondo reale: 6 passaggi (con immagini)

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

Magneti cilindrici al neodimio da 4 mm di diametroMagneti cilindrici al neodimio da 4 mm di diametro Somatic è una tastiera e un mouse indossabili comodi, non ostruttivi e pronti per essere indossati tutto il giorno. È caricato con tutto l'hardware per tradurre i segni ei movimenti della mano in azioni, come la componente somatica di un incantesimo in Dungeons and Dragons.

Per i file di progettazione, il codice e le utilità più aggiornati, visita la pagina del progetto su GitHub.

Ogni nocca ha un sensore di Hall e il primo segmento di ogni dito ha un magnete. Flettere un dito fa ruotare il suo magnete fuori posizione, permettendo al Somatic di mappare la tua mano.

Un'IMU EM7180SFP vicino al pollice fornisce un tracciamento a 9 gradi. Alla fine, questo ti permetterà di spostare il cursore del mouse puntandolo e di digitare le lettere disegnandole a mezz'aria.

Il Somatic è ancora un progetto in fase iniziale e sarà una costruzione impegnativa per i creatori esperti.

Le priorità del progetto Somatic sono:

• Controlla qualsiasi computer indossabile con un display heads-up
• Pronto per l'uso tutto il giorno, istantaneamente, senza Internet
• Non provoca affaticamento né interferisce con altre attività
• Abbastanza veloce da fare una ricerca veloce in meno di 10 secondi

Il somatico non:

• Riproduci la tua mano nello spazio 3D
• Ti permette di digitare su una tastiera virtuale
• Utilizza qualsiasi servizio cloud

Il progetto Somatic è concesso in licenza MIT, copyright 2019 Zack Freedman e Voidstar Lab.

Grazie ad Alex Glow per aver modellato il Somatico!

Forniture

• 4x cablaggi JST a tre cavi
• 4x A3144 sensori Hall
• Almeno 4 magneti cilindrici al neodimio da 10 mm x 4 mm
• Un paio di mezzi guanti da sollevatore di pesi
• 1/8" paracord
• Guaina termoretraibile da 1/8" o 3/16"
• Filamento PLA o PETG
• Filamento TPU
• 4 viti M2.5 da 6 mm
• 4 viti M2.5 da 8 mm
• 8 dadi M2.5
• 1x batteria agli ioni di litio 303040
• Componenti elettronici (vedi schema nel repository)
• Stripboard
• Saldare
• Filo intrecciato, preferibilmente isolato in silicone e flessibile
• Cavo bus, per la realizzazione di circuiti stripboard
• Consigliato: manichino a mano

Devi avere accesso a una stampante in grado di stampare sia un materiale rigido come il PLA sia un materiale flessibile come il TPU.

Passaggio 1: Passaggio 1: Costruisci i sensori di Hall

Clona o scarica il repository Somatic GitHub e carica la tua stampante 3D con filamento rigido.

Stampa:

• 4x Porta Sala.stl
• 4x Copertura Hall.stl

Agganciare i cavi di un sensore A3144 a circa 3 mm.

Inseriscilo nel connettore di un cablaggio JST, come mostrato sopra. Prendere nota dell'orientamento del sensore e del connettore.

Infilare l'imbracatura attraverso un supporto Hall come mostrato. Il connettore e il sensore dovrebbero andare verso il basso ed essere completamente incassati nel supporto Hall.

Taglia una sezione di paracord all'incirca della stessa lunghezza del filo dell'imbracatura JST. Rimuovi le sue corde interne e fai scivolare il paracord "sventrato" sul filo.

Tagliare un pezzo di termoretraibile lungo circa 10 mm e infilarlo lungo il filo, quasi fino in fondo nel supporto della sala. Riducilo in modo che sigilli le fibre del paracord e spingilo nel supporto della sala. Dovrebbe adattarsi perfettamente.

Taglia un altro pezzo di termoretraibile lungo circa 10 mm e usalo per sigillare l'altra estremità del paracord, lasciando circa 20 mm di filo scoperto. Il paracord ammucchiato proteggerà i fili senza limitare i tuoi movimenti.

Spingere un coperchio della sala sul supporto della sala per sigillare il sensore e il connettore all'interno. L'attrito dovrebbe tenerlo in posizione, ma potrebbe essere necessario applicare una piccola quantità di colla.

Ripeti altre tre volte per creare il tuo set di sensori Hall.

Fase 2: Fase 2: Costruire l'IMU

Usando un filamento rigido, stampa:

• 1x titolare IMU.stl
• 1x IMU Cover.stl

Saldare i fili ai pad VCC, SDA e SCL del modulo EM7180SFP. Saldare un altro filo a GND, collegandolo al pad SA0. Il pad Host_Int non viene utilizzato. Consiglio vivamente di codificare a colori i fili per evitare confusione in seguito.

Come i sensori Hall, inserire il gruppo IMU nel supporto IMU, estrarlo, avvolgere i fili con paracord eviscerato e applicare il termoretraibile.

Fissare a pressione o incollare la copertura IMU sull'assieme del supporto IMU.

Passaggio 3: Passaggio 3: assemblare i magneti e montare gli elementi del guanto

Usando un filamento rigido, stampa quattro supporti magnetici in totale. Le taglie necessarie (corta, media e grande) dipenderanno dalla taglia del tuo guanto: prova a utilizzare il supporto magnetico più lungo su ogni dito che si adatti tra le nocche e l'estremità del guanto.

I Magnet Holder non necessitano di materiale di supporto.

Non inserire ancora i magneti nei supporti per magneti!

Metti il guanto sinistro sulla mano. Il guanto destro non viene utilizzato in questo progetto.

Muovendo dito per dito, posizionare un gruppo sensore Hall e un supporto magnetico e contrassegnare le loro posizioni.

• Il sensore e il supporto magnetico dovrebbero quasi toccarsi quando la tua mano è il più aperta possibile.
• Né il sensore né il supporto magnetico devono essere sulle nocche quando stringi il pugno.
• È più importante che il sensore e il supporto magnetico non siano sulla tua nocca, piuttosto che siano vicini.

Segna una posizione per l'IMU sopra il pollice.

Togliti il guanto e mettilo sulla mano del manichino se ne hai uno. NON APPLICARE LA COLLA A QUALCOSA CHE STAI INDOSSA!

Applicare cemento di contatto sul fondo di ciascun supporto magnete, gruppo sensore Hall e gruppo IMU. Applicare il cemento di contatto sulle aree contrassegnate del guanto. Lascia che l'adesivo si fissi e assembla il guanto. Lascia che la colla abbia un sacco di tempo per polimerizzare.

Consiglio vivamente di utilizzare il cemento a contatto. È l'unico adesivo che ho usato che lega fortemente il PLA al tessuto e alla pelle.

Passaggio 4: Passaggio 4: Assemblare l'elettronica

Utilizzando un filamento rigido, stampare Body.stl Richiede materiale di supporto.

Implementare il circuito specificato nello schema. Vorrei poter fornire una guida migliore per questo passaggio, ma non ho trovato una buona utility per diagrammare i circuiti stripboard. Ad un certo punto, lo sostituirò con un PCB personalizzato.

Dovrai costruire la scheda principale su un pezzo di perfboard 36 mm x 46 mm, con un ritaglio per Teensy. Sarà una misura stretta.

Il motore vibrante e il suo circuito di pilotaggio si inseriscono nello scomparto sinistro e il Bluetooth Mate si inserisce nello scomparto destro. Tutti gli altri componenti - Teensy, batteria, controller di carica e altri componenti elettronici - si inseriscono nello scomparto centrale.

Una volta confermato l'adattamento, saldare i sensori di Hall e l'IMU sulla scheda.

Testare accuratamente tutta l'elettronica prima di andare avanti!

Passaggio 5: Passaggio 5: assemblaggio finale

Usando un filamento rigido, stampa:

• 1x Targhetta.stl
• 2x Piatto cosmetico.stl
• 1x piastra superiore.stl
• 1x interruttore di alimentazione

Nessuna di queste parti richiede materiali di supporto.

Usando un filamento flessibile, stampa:

• 1x cinturino con fibbia.stl
• 1x Holey Strap.stl
• 1x Loop Brother.stl

I componenti della cinghia necessitano di materiale di supporto. Va bene se la loro rimozione lascia superfici sciatte - le aree supportate sono nascoste all'interno del corpo del braccialetto.

Inserire un dado da 2,5 mm in ciascuna delle quattro tasche attorno allo scomparto centrale. Applicare una piccola quantità di cemento di contatto su ciascun dado per evitare che cada.

Assemblare il guanto:

1. Utilizzare Zap-a-Gap o un'altra colla cianoacrilica di alta qualità per montare la targhetta e le piastre cosmetiche sulla piastra superiore. Lascia che la colla si asciughi.
2. Posizionare l'interruttore di alimentazione sull'interruttore SPDT.
3. Montare la piastra superiore. Dovrebbe scattare in posizione. Fare attenzione a guidare i fili del sensore Hall e IMU nei rispettivi canali e impedire che si incrocino o si pizzichino.
4. Installare quattro viti M2.5 da 6 mm nei quattro fori intorno alla targhetta. Dovrebbero accoppiarsi con i dadi che hai installato in precedenza.
5. Infilare il passante sulla cinghia della fibbia.
6. Inserire gli elementi del cinturino nelle tacche sui lati del gruppo del cinturino. Utilizzare le viti e i dadi rimanenti per fissarli. Il lato sinistro è più spesso del lato destro e necessita delle viti più lunghe da 8 mm.
7. Il tuo guanto Somatic è completo!

Passaggio 6: cosa c'è dopo?

Il progetto Somatic è un work in progress. L'obiettivo è acquisire campioni di ogni lettera, in modo che un modello TensorFlow Lite eseguito localmente sul guanto possa rilevare la scrittura a mano. Questo è ancora molto lontano, ma puoi installare il firmware fornito per trasmettere i dati a un computer tramite Bluetooth o USB.

L'utilità di allenamento è completamente funzionante e può acquisire rapidamente molti gesti di prova. Presto aggiungerò la possibilità di addestrare una rete neurale sui dati raccolti e trasmettere il modello al guanto.

Grazie per aver seguito! Non vedo l'ora di vedere dove porterai il progetto Somatic.