Sistem de interacțiuni fizice - PlateaPlayer: 19 pași (cu imagini)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-13 06:58

Acest proiect descrie procesul urmat pentru proiectarea și dezvoltarea implementării hardware a interacțiunilor fizice de calcul ale unui player video interactiv adresat studenților video și de televiziune digitală ai Universității Autonome de Occident, implicați în subiectul videoclipurilor interactive multisenzoriale, sub forma un produs care poate fi fabricat și manipulat cu ușurință.

În prezent, nu există platforme gratuite pentru dezvoltarea acestui tip de videoclipuri care să includă și interacțiuni senzoriale. Prin urmare, scopul său principal este de a evita studenților să achiziționeze licențe software costisitoare, să se bazeze și să livreze soluții realizate la jumătatea sarcinilor clasei și să aibă nevoie de mult mai mult timp dezvoltând ei înșiși aceste platforme.

Implementarea propusă aici este compusă din cinci module care reprezintă principalele interacțiuni senzoriale care pot fi sincronizate. Acestea sunt: apă, fum, temperatură (cald / rece), vânt și lumină. Acestea vor fi controlate de un Arduino folosind biblioteca JavaScript Johnny Five.

Pasul 1: Materiale și instrumente - Cutie pentru containere

Având în vedere că acest proiect a fost destinat dezvoltării unui prototip al sistemului propus, au fost utilizate materiale simple:

• Carton de paie
• Tije din lemn de balsa (forme pătrate și triunghiulare)
• Foarfece, bandă izolatoare, lipici pentru lemn, bisturiu, ferăstrău

Pasul 2: Materiale - Modul eolian

5 ventilatoare CPU

Pasul 3: Materiale - Modulul de temperatură

• 2 celule Peltier
• 4 radiatoare
• 2 ventilatoare (la fel ca ale modulului eolian)

Pasul 4: Materiale - Modul luminos

• ~ 50cm de benzi LED RGB
• 3 tranzistori TIP31C
• Sursă de alimentare externă

Pasul 5: Materiale - Modul de fum

• 1 Umidificator cu ultrasunete
• 1 releu cu 1 canal
• Sursă de alimentare externă
• Rezervor de apa

Pasul 6: Materiale - Modul de apă

• Micropompa submersibila
• ~ 20cm țeavă de plastic
• Recipient de apă (la fel ca modulul de fum)
• Paie mici (~ 5)

Pasul 7: tăierea găurilor pe partea frontală pentru ventilatoare

Tăiați o bucată de carton (~ 50cm lățime pe ~ 40cm înălțime), apoi tăiați 5 găuri pentru fiecare ventilator folosind bisturiul. În cele din urmă, lipiți-le de carton.

Pasul 8: Realizarea modulelor de temperatură (celulă Peltier)

Bandați celulele Peltier la radiatoare.

Pasul 9: Integrarea modulelor Peltier la ventilatoare

Bandați modulele Peltier pe un ventilator. Asigurați-vă că le lipiți cu fața în față în direcții opuse, astfel încât părțile fierbinți și reci ale fiecărei celule să fie suflate afară de ventilatorul corespunzător.

Pasul 10: Realizarea „coloanei” pentru capacul superior

Tăiați tijele de balsa (~ 50cm lățime) și lipiți-le împreună așa cum se arată în imagini. Acest lucru va permite ca capacul superior din carton să fie lipit pe față și pe laturi.

Apoi, lipiți împreună o bucată de carton pe partea diagonală și faceți în jur de 8 găuri mici (~ 5 mm pe ~ 5 mm) pentru paie ale modulului de apă pentru a fi introduse.

Pasul 11: Acordarea structurii la cutie

Tăiați 3 tije de balsa așa cum se arată în imagine și lipiți-le pe partea din față din carton.

Pasul 12: Tăiați laturile cutiei

Tăiați 3 bucăți de carton (~ 50cm lățime pe ~ 50cm înălțime pe ~ 30cm adâncime). 2 pentru fiecare parte a cutiei plus 1 pentru interior pentru a separa spațiul recipientului de apă de componentele electronice.

Pasul 13: Adaptarea spațiului containerului de apă

Realizați o bază pentru recipientul de apă tăind 3 bucăți de tije de balsa de formă pătrată la ~ 20cm și lipiți-le împreună de rama structurii principale așa cum se arată în imagine, astfel încât recipientul să poată se potrivi.

Apoi, utilizați 1 din bucățile de carton tăiate anterior pentru laturi, faceți o gaură mică, astfel încât să poată trece unele fire și lipiți-le împreună.

Opțional, puteți lipi o bandă de balsa de formă triunghiulară în spate, pentru a evita căderea recipientului și vărsarea apei.

Pasul 14: Realizarea recipientului de apă

Tăiați o sticlă de plastic până la jumătate și folosiți partea superioară a acesteia ca un capac, așa cum se arată în imagini. Așezați micro-pompa și umidificatorul cu ultrasunete în interior.

Umpleți-l cu apă înainte de utilizare.

Pasul 15: Închiderea structurii principale

Lipiți capacele de carton laterale, inferioare și superioare de restul structurii.

Pasul 16: Adăugarea modulului Lights

Bandați banda LED RGB în jurul părții superioare și laterale a cutiei, astfel încât firele să poată intra în orificiul din partea stângă.

Pasul 17: Realizarea conductei de apă

Tăiați în jurul a 8 găuri mici (~ 1 mm cu ~ 1 mm) în conducta de plastic și introduceți paiele mici. Bandați-le împreună cât mai strâns posibil pentru a evita scurgerea de apă în restul cutiei.

În cele din urmă, conectați capătul deschis al țevii la micro-pompă și introduceți paiele în orificiile bucății de carton diagonale superioare.

Pasul 18: Cablare

Pinii selectați pot fi modificați în funcție de dorința utilizatorului, astfel încât nu sunt specificați aici, deși codul este evident

Module de vânt / temperatură:

Utilizați fire jumper pentru a conecta 5V-uri ale fiecărui ventilator și celulă Peltier la un pin digital din placa Arduino și GND-urile la linia comună GND din protoboard.

Modul de apă:

Utilizați fire jumper pentru a conecta direct 5V ale micro-pompei la unul dintre pinii de ieșire de 5V ai Arduino și utilizați un tranzistor TIP31C ca întrerupător pentru firele GND. Acest tranzistor merge la un pin digital către Arduino pentru al controla.

Modul de lumini:

Utilizați fire jumper pentru a conecta fiecare canal de culoare la un tranzistor TIP31C conectat la linia GND a protoboardului și care merge la un pin analogic în Arduino pentru a controla culoarea afișată specificând R, G și B la cel corect. Cablul de alimentare este conectat la o linie protoboard alimentată printr-un adaptor conectat la o priză obișnuită.

Modul fum:

Utilizați fire jumper pentru a conecta alimentarea la un releu care o conectează la aceeași sursă de alimentare din protoboardul de la modulul lumini. Apoi conectați acest releu la un pin digital din Arduino pentru a-l porni și opri. Conectați GND la linia GND din protoboard.

Pasul 19: Programare și funcționare

Este necesar un server Node simplu pentru ca Johnny Five să funcționeze. Pentru a comunica frontul și backend-ul în timp real și pentru a sincroniza videoclipul interactiv cu interacțiunile senzoriale, este implementat și Socket.io.

Codul pentru acest sistem, precum și playerul video interactiv dezvoltat anterior ca plugin JavaScript, pot fi descărcate în această repo Github:

Serviți pagina web cu playerul de pe același server și rulați ambele.