Somática - Luva de dados para o mundo real: 6 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Ímãs cilíndricos de neodímio com 4 mm de diâmetro Ímãs cilíndricos de neodímio com 4 mm de diâmetroO Somatic é um teclado e mouse vestíveis que são confortáveis, desobstrutivos e prontos para uso o dia todo. É carregado com todo o hardware para traduzir sinais e movimentos de mão em ações, como o componente somático de um feitiço em Dungeons and Dragons.

Para os arquivos de design, códigos e utilitários mais atualizados, visite a página do projeto no GitHub.

Cada junta possui um sensor Hall e o primeiro segmento de cada dedo possui um ímã. Flexionar um dedo gira seu ímã para fora da posição, permitindo que o Somático mapeie sua mão.

Um EM7180SFP IMU próximo ao polegar fornece rastreamento de 9 graus. Eventualmente, isso permitirá que você mova o cursor do mouse apontando e digite letras desenhando-as no ar.

O Somatic ainda é um projeto em estágio inicial e será uma construção desafiadora para fabricantes experientes.

As prioridades do projeto Somático são:

• Controle qualquer computador vestível com um display heads-up
• Pronto para usar o dia todo, instantaneamente, sem Internet
• Não causa fadiga nem interfere em outras tarefas
• Rápido o suficiente para fazer uma pesquisa rápida em menos de 10 segundos

O Somático não irá:

• Reproduza sua mão no espaço 3-D
• Permitem que você digite em um teclado virtual
• Use qualquer serviço em nuvem

O projeto Somatic é licenciado pelo MIT, copyright 2019 Zack Freedman and Voidstar Lab.

Obrigado a Alex Glow por modelar o Somatic!

Suprimentos

• 4 arneses JST de três condutores
• 4 sensores Hall A3144
• Pelo menos 4 ímãs de cilindro de neodímio de 10 mm x 4 mm
• Um par de meias luvas de levantador de peso
• 1/8 "paracord
• Tubo termorretrátil de 1/8 "ou 3/16"
• Filamento PLA ou PETG
• Filamento TPU
• 4 parafusos M2.5 de 6 mm
• 4 parafusos M2.5 de 8 mm
• 8x porcas M2.5
• 1 bateria de íon de lítio 303040
• Componentes eletrônicos (veja o esquema no repositório)
• Stripboard
• Solda
• Fio trançado, de preferência com isolamento de silicone e flexível
• Fio de ônibus, para a construção de circuitos de stripboard
• Recomendado: mão de manequim

Você deve ter acesso a uma impressora que possa imprimir um material rígido como PLA e um material flexível como TPU.

Etapa 1: Etapa 1: construir os sensores Hall

Clone ou baixe o repositório Somatic GitHub e carregue sua impressora 3D com filamento rígido.

Imprimir:

• 4x Hall Holder.stl
• 4x Hall Cover.stl

Prenda as pontas de um sensor A3144 em cerca de 3 mm.

Encaixe-o em um conector de chicote JST, conforme mostrado acima. Observe a orientação do sensor e do conector.

Passe o arnês através de um suporte de corredor, conforme mostrado. O conector e o sensor devem chegar ao fundo e totalmente embutidos no Suporte Hall.

Corte uma seção do paracord com o mesmo comprimento do fio do chicote JST. Remova as cordas internas e deslize o paracord 'estripado' sobre o fio.

Corte um pedaço de termo-encolhível com cerca de 10 mm de comprimento e passe-o por todo o fio, quase até ao suporte do Hall. Encolha-o para que sela as fibras do paracord e empurre-o para o Suporte do Hall. Deve caber perfeitamente.

Corte outro pedaço de termorretrátil com cerca de 10 mm de comprimento e use-o para selar a outra extremidade do paracord, deixando cerca de 20 mm de fio exposto. O paracord agrupado protegerá os fios sem restringir seu movimento.

Empurre uma tampa do corredor no suporte do corredor para selar o sensor e o conector dentro. A fricção deve mantê-lo no lugar, mas pode ser necessário aplicar um pouco de cola.

Repita mais três vezes para criar seu conjunto de sensores Hall.

Etapa 2: Etapa 2: Construir a IMU

Usando filamento rígido, imprima:

• 1x IMU Holder.stl
• 1x IMU Cover.stl

Solde os fios para as almofadas VCC, SDA e SCL do módulo EM7180SFP. Solde outro fio ao GND, ligando-o ao bloco SA0. O pad Host_Int não é usado. Eu recomendo fortemente a codificação de cores dos fios para evitar confusão mais tarde.

Como os sensores Hall, insira o conjunto IMU no suporte IMU, coloque-o na parte inferior, cubra os fios com paracord eviscerado e aplique termorretrátil.

Pressione ou cole a tampa da IMU no conjunto do suporte da IMU.

Etapa 3: Etapa 3: montar ímãs e elementos de luva de montagem

Usando filamento rígido, imprima quatro suportes magnéticos no total. Os tamanhos necessários (curto, médio e grande) dependerão do tamanho de sua luva - tente usar o porta-ímã mais comprido em cada dedo que caiba entre a junta e a extremidade da luva.

Os porta-ímãs não precisam de material de suporte.

Não insira ímãs nos suportes do ímã ainda!

Coloque a luva esquerda em sua mão. A luva certa não é usada neste projeto.

Movendo dedo a dedo, coloque um conjunto de sensor Hall e suporte magnético e marque suas posições.

• O sensor e o suporte do ímã devem quase se tocar quando sua mão está o mais aberta possível.
• Nem o sensor nem o porta-ímã devem estar apoiados em sua junta quando você fecha o punho.
• É mais importante que o sensor e o suporte do ímã não estejam na sua articulação do que próximos um do outro.

Marque uma posição para o IMU acima do seu polegar.

Tire a luva e coloque-a na mão do manequim, se tiver uma. NÃO APLIQUE COLA EM ALGO QUE ESTÁ USANDO!

Aplique cimento de contato na parte inferior de cada suporte do ímã, conjunto do sensor Hall e conjunto IMU. Aplique cimento de contato nas áreas marcadas da luva. Deixe o adesivo montar e montar sua luva. Dê bastante tempo para a cola curar.

Eu recomendo fortemente o uso de cimento de contato. É o único adesivo que usei que une fortemente o PLA ao tecido e ao couro.

Etapa 4: Etapa 4: montar os eletrônicos

Usando filamento rígido, imprima Body.stl Requer material de suporte.

Implemente o circuito especificado no esquema. Eu gostaria de poder fornecer uma orientação melhor para esta etapa, mas não encontrei um bom utilitário para diagramar circuitos de stripboard. Em algum momento, irei substituí-lo por um PCB personalizado.

Você precisará construir a placa principal em um pedaço de perfboard de 36 mm x 46 mm, com um recorte para o Teensy. Vai ser um ajuste apertado.

O motor vibratório e seu circuito acionador cabem no compartimento esquerdo e o Bluetooth Mate no compartimento direito. Todos os outros componentes - o Teensy, bateria, controlador de carga e outros componentes eletrônicos - cabem no compartimento central.

Depois de confirmar o ajuste, solde os sensores Hall e IMU na placa.

Teste todos os componentes eletrônicos completamente antes de seguir em frente!

Etapa 5: Etapa 5: Montagem final

Usando filamento rígido, imprima:

• 1x Nameplate.stl
• 2x Cosmetic Plate.stl
• 1x Top Plate.stl
• 1x interruptor de alimentação

Nenhuma dessas peças requer materiais de suporte.

Usando filamento flexível, imprima:

• 1x Buckle Strap.stl
• 1x Holey Strap.stl
• 1x Loop Brother.stl

Os componentes da cinta precisam de material de apoio. Não há problema se sua remoção deixar superfícies desleixadas - as áreas de suporte ficam ocultas dentro do corpo da pulseira.

Insira uma porca de 2,5 mm em cada um dos quatro orifícios ao redor do compartimento central. Aplique uma pequena quantidade de cimento de contato em cada porca para evitar que caia.

Monte a luva:

1. Use Zap-a-Gap ou outra cola de cianoacrilato de alta qualidade para montar a placa de identificação e as placas cosméticas na placa superior. Deixe a cola curar.
2. Coloque a chave de alimentação na chave SPDT.
3. Monte a placa superior. Ele deve se encaixar no lugar. Tome cuidado para guiar os fios do sensor Hall e IMU em seus canais e evite que sejam cruzados ou comprimidos.
4. Instale quatro parafusos M2,5 de 6 mm nos quatro orifícios ao redor da placa de identificação. Eles devem coincidir com as porcas que você instalou anteriormente.
5. Passe o laço na tira da fivela.
6. Insira os elementos da alça nos entalhes nas laterais do conjunto da pulseira. Use os parafusos e porcas restantes para prendê-los. O lado esquerdo é mais grosso do que o lado direito e precisa de parafusos mais longos de 8 mm.
7. Sua luva somática está completa!

Etapa 6: o que vem a seguir?

O projeto Somático é um trabalho em andamento. O objetivo é adquirir amostras de cada letra, para que um modelo TensorFlow Lite executado localmente na luva possa detectar a escrita à mão. Ainda está muito longe, mas você pode instalar o firmware fornecido para transmitir dados de volta a um computador por Bluetooth ou USB.

O utilitário de treinamento é totalmente funcional e pode adquirir rapidamente muitos gestos de teste. Em breve, adicionarei a capacidade de treinar uma rede neural com os dados coletados e transmitir o modelo para a luva.

Obrigado por acompanhar! Mal posso esperar para ver para onde você leva o projeto Somático.