Хүнд ASD алсын удирдлага: 7 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Цахилгаан механик инженерийн 1-р магистрын үеэр оюутнууд профессор Брам Вандерборгтын Мехатроникийн хичээлд зориулж робот бүтээхийг уриалж байна. Гурван охидоос бүрдсэн багаар бид аутизмтай хүнд хэлбэрийн залуу хүмүүстэй хамтран ажиллахаар шийдсэн. "Сонголтоо хийгээрэй" нь аутизмтай, сэтгэцийн болон хүнд мэдрэлийн эмгэгтэй хүүхдүүд, насанд хүрэгчдэд зориулсан хувийн институт болох Пархели Брюссельтэй хамтран хэрэгжүүлж буй төслийг илэрхийлнэ. Зорилго нь 12-18 насны хүнд хэлбэрийн ASD (аутизм спектрийн эмгэг) өвчтэй залуу хүмүүст компьютертэй харилцах боломжийг олгодог төхөөрөмжийг бий болгох явдал юм. Залуучууд ярихгүй байгаа тул төхөөрөмж нь хүмүүстэй харилцахад нь туслах ёстой. Одооноос эхлэн асран хамгаалагчид залуучуудын нэрээр сонгох шаардлагагүй, харин залуучууд бие даан шийдвэр гаргах боломжтой болно. Гол зорилго нь тэд компьютерийн дэлгэц дээр гарч буй дуу эсвэл оройн хоолыг өөрсдөө сонгох боломжтой байх явдал юм.

Ирээдүйн бусад төслүүдэд төслийг дахин ашиглах сонголтыг өгөх нь сонирхолтой байгаа тул сунгах боломжийг харгалзан үзэх болно. Компьютерийн програмын кодчилол нь сонголтын сонголтыг хүссэн хэмжээгээр сунгах байдлаар хийгдэх болно.

Загварын хувьд хүүхдүүдийн анхаарал амархан сарнидаг, моторын чадвар тийм ч сайн байдаггүй, төхөөрөмжийг устгах гэж оролдох болно гэдгийг анхаарч үзэх нь чухал юм. Бүх электрон хэрэгслийг дотор нь хадгалах боломжтой хайрцгийг зохион бүтээжээ. Цочролоос хамгаалахын тулд батерейг тусдаа хайрцагт хадгалдаг бөгөөд электрон эд ангиудыг ПХБ дээр гагнадаг.

Алхам 1: Эхний загвар

Төслийн электрон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн талаар бодохоосоо өмнө хайрцагны анхны загварыг гаргаж ирэх нь зүйтэй юм. Учир нь электрон төхөөрөмж нь хайрцагт багтах ёстой боловч хайрцаг нь алсын удирдлага болгон ашиглахад хэт том биш байж магадгүй тул энэ нь туршилт, алдаа юм. тохирох хэмжээсийг олох үйл явц. Autodesk Inventor Professional 2018 програмын тусламжтайгаар анхны санааг боловсруулсан болно. Ийм байдлаар интернэтээс хайлт хийхдээ шаардлагатай бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн өгсөн зайг харгалзан үзэх боломжтой болно.

Компьютерийн дэлгэц дээр харагдах сонголтуудаас сонгохын тулд хайрцаг нь 3 товчлуур бүхий алсын удирдлагын үүргийг гүйцэтгэх болно. Гадна талын 2 товчлуур нь аутизмтай залуу хүмүүсийн хооронд шилжих хяналтын товчлууруудын үүрэг гүйцэтгэх бөгөөд хайрцгийг хэт нарийн төвөгтэй болгож, анхаарал сарниулахгүй байх нь чухал бөгөөд өнгөний өнгийг ижилхэн байлгах нь чухал юм. LED товчлуур нь үргэлж цэнхэр, баруун товчлуур нь улаан өнгийг харуулдаг бөгөөд алсын удирдлага хэрхэн чиглэсэн байхаас үл хамаарна. Өнгө нь үргэлж харагддаг бөгөөд товчлуур дарахад хэдэн секундын турш алга болно. Товчлуурын үйлдэлтэй зэрэгцэн пьезобузер дуугарах бөгөөд чичиргээний хөдөлгүүр нь хайрцгийг хүүхдийн гарт чичиргээ өгөх болно. Товчлуурын үйлдлийг компьютерийн програмтай холбохын тулд дохиог Wi-Fi холболтоор дамжуулан апп руу илгээдэг.

Эцсийн хайрцаг нь энгийн, тэгш өнцөгт хэлбэртэй бөгөөд товчлуурт 3 цооног (дээд хайрцаг), зай цэнэглэгч, Redbear Duo -ийг холбох 2 нүх (урд ба хойд), хоёр талд тараасан 4 маш жижиг нүхтэй. пьезобузерын дуу мэдэгдэхүйц байна. Залуу хүмүүс өөрсдийгөө болон бусдыг гэмтээхээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд хайрцагны ирмэгийг дугуйруулсан байна.

Алхам 2: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдээ аваарай

Танд хэрэгтэй болно:

- 3D принтер (олон нийтийн FABlab Брюссель дээрээс үзэх боломжтой) Бид VUB -ийн цахилгаан механик инженерийн оюутнуудад зориулагдсан принтерүүдийг ашигласан.

- Гагнуурын төмөр ба гагнуур

- Colorfabb XT - 3D хэвлэх зориулалттай тунгалаг материал

- Redbear Duo Мэдээлэл: https://redbear.cc/duo Худалдан авах: https://www.antratek.com/redbear-duo Үнэ: € 30, 13 Redbear Duo-ийн ажлын хүчдэл нь 3, 3 В. 3, 3 В хүчдэл дээр ажиллах чадвартай байхаар сонгосон байх.

- Ногоон (заавал биш) LED аркад товч Мэдээлэл: https://www.adafruit.com/product/3487 Худалдан авах: https://www.sossolutions.nl/ Үнэ: € 4, 55

- 2 RGB LED товчлуур (ПХБ-д холбоход ашигладаг резистор) Худалдан авах: https://www.aliexpress.com/item/ONPOW-22mm… Үнэ: € 18

-Accelerometer ADXL345 Мэдээлэл: https://www.sparkfun.com/products/9836 Худалдан авах: https://www.antratek.nl/tri-axis-adxl345-breakout Үнэ: € 21, 75 Энэ бол дижитал 3 тэнхлэгтэй хурд хэмжигч юм. их хүч хэрэглэдэггүй. Бид батерейг аль болох удаан байлгахыг хүсч байна.

-Li-IonBattery 1200 mAh Мэдээлэл: https://www.adafruit.com/product/258 Худалдан авах: https://www.kiwi-electronics.nl/lithium-ion-polym… Үнэ: € 11, 95А Li-ion Энэ нь батерейны хамгийн аюулгүй төрөл биш боловч зайгаа микро USB-ээр цэнэглэх шаардлагатай байдаг тул батерейг сонгосон. Үгүй бол асран хамгаалагчид батерейг солихын тулд хайрцгийг үргэлж нээх шаардлагатай болдог.

-Зай цэнэглэгч Мэдээлэл: https://www.adafruit.com/product/259 Худалдан авах: https://www.kiwi-electronics.nl/usb-li-ion-lipoly… Үнэ: € 14, 90

- Piezobuzzer Мэдээлэл: https://www.adafruit.com/product/1739 Худалдан авах: https://www.adafruit.com/product/1739 Үнэ: € 1, 25

-2 чичиргээний мотор (резистор ба транзистортой холбогдсон) Мэдээлэл: https://www.adafruit.com/product/1201 Худалдан авах: https://www.kiwi-electronics.nl/vibrating-mini-mo… Үнэ: 2, 50 евро

- Цахилгаан эд ангиудыг тохируулахын тулд хэвлэмэл хэлхээний самбар (ПХБ)

- Резистор 150 Ом -ийн 4 резистор (RGB аркад товчлуур бүрт 2) 4.7 кОм -ын 2 резистор (хурдатгал хэмжигчийн хувьд) 10 кОм -ын 3 резистор (товчлуур тус бүрт 1) 100 Ом -ийн 1 резистор (чичиргээт моторын хувьд) 1 PN2222 транзистор (чичиргээ хөдөлгүүрийн хувьд)

- Шураг2 М2, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хавтангийн 5x8 эрэг 5 Хайрцагны доод хэсэг (4) ба зайны хайрцагны доод хэсэг (4) 4 М2, чичиргээний хайрцагны ёроолд 5х8 шураг 5 М3х8 эрэг. (Хайрцаг бүрт 2 ширхэг)

Програмчлалын хэсгийн хувьд Eclipse дахь Java програмыг програмчлахад ашигласан. Redbear Duo програмыг Arduino IDE ашиглан програмчилсан болно.

Алхам 3: ПХБ дээрх электрон эд ангиудыг гагнах

ПХБ -ийн самбар дээрх бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гагнахын тулд Redbear Duo -тэй холболтыг мэдэх шаардлагатай. Эдгээр холболтыг эхний зураг дээр дүрсэлж болно. Төсөлд ашигласан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь Redbear Duo -ийн оролт/гаралтын зүүтэй холбогдсон байна. Товчлуур ба чичиргээний моторыг холбохын тулд резистор ба транзистор хэрэгтэй болно. Эдгээр хэсгүүдийг бусад 3 зураг дээр дүрсэлж болно. Аль резистор ба транзисторыг хаана байрлуулж байгааг мэдэхийн тулд эдгээр зургуудад схем, нэмэлт тэмдэглэлийг оруулсан болно.

Хажуугийн тэмдэглэл: Зураг дээр өгсөн портууд нь төсөлд ашиглагддаг портууд юм. Өөр өөр порт сонгох боломжтой. Зөвхөн зарим хязгаарлалтыг анхаарч үзэх хэрэгтэй: акселерометрийн SDA ба SCL портуудыг Redbear Duo -ийн D0 ба D1 зүүтэй холбох шаардлагатай. Дуугаралт ба чичиргээний хөдөлгүүрийг ХОУХ -ны зүүтэй холбох шаардлагатай.

Акселерометрийг холбох гарын авлагыг Sparkfun вэбсайтаас олж болно. Ашиглаж буй харилцаа холбоо нь I2C юм.

Алхам 4: 3D хэвлэх алсын удирдлага

Загварыг сайжруулсны дараа хайрцгийг 3D хэвлэх боломжтой. Эцсийн бүтээгдэхүүний хувьд 5 өөр хэсгийг хэвлэх шаардлагатай:- хайрцгийн доод хэсэг- хайрцагны хэлбэр- зайны хайрцгийн бэхэлгээний хавтан- чичиргээний хайрцгийн бэхэлгээний хавтан (2)

Энэхүү загварыг Ultimaker 2 3D принтерээр бүтээжээ. Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд хэрэглэгддэг материал бол ColorFabb XT юм.

Алхам 5: Redbear Duo програмчлах

Хайрцагны загварыг сайжруулж хэвлэх явцад микро хянагчийг програмчилж болно.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг Redbear Duo -той холбоход ашигладаг ихэнх оролт/гаралтын тээглүүрийг 3 -р алхам дээр тайлбарласан байгаа. Үлдсэн хэсгийг кодоос олж болно.

Өмнө дурьдсанчлан, гаднах товчлууруудын өнгийг хайрцагны чиглэлээс хамааран тохируулах шаардлагатай. Ийм учраас акселерометр ашигладаг. Кодод акселерометрийн x координат 50-аас их байх үед өнгө өөрчлөгддөг. Энэ нь хурдатгал хэмжигчийг хайрцагт хэрхэн байрлуулахаас хамаарна. Төхөөрөмжийнхөө x координатын утгыг шалгаж, шаардлагатай бол кодыг тохируулахаа мартуузай. Акселерометрийн утгыг уншихад шаардлагатай номын санг 3 -р алхамд дурдсан Sparkfun вэбсайтаас олж болно.

Төхөөрөмж ашиглагдаагүй үед зайг хэмнэхийн тулд Wi-Fi болон LED гэрлийг унтрааж болно. Хайрцгийг баруун талд нь байрлуулж, гадна талын хоёр товчлуурыг дарахад хайрцаг унтарна. Хайрцгийг сэрээхийн тулд гаднах товчлууруудыг дарах шаардлагатай (энэ үйлдлийн хувьд чиглэл нь хамаагүй). Энэ алхамыг хийхийн тулд хайрцгийг баруун талд нь байрлуулахдаа y координатын утгыг шалгаж, шаардлагатай бол дасан зохицох нь дээр.

Алхам 6: Апп хийх

Алсын удирдлагыг ашиглахад хялбар болгохын тулд Java дээр програм бүтээжээ. Апп нь алсын удирдлагатай WiFi холболтоор холбогдох боломжтой. Алсын удирдлагаас ирсэн мэдээллийг ашиглан програм нь сонголтуудыг гүйлгэх бөгөөд ингэснээр зураг сонгох эсвэл дуу тоглуулах болно. Хөтөлбөрийг өргөжүүлэх боломжтой тул нэр, ангиллыг нэмж болно.

Эхний самбар дээр алсын удирдлагыг ашиглах залуу насанд хүрсэн хүний нэрийг сонгох ёстой. Самбарын доод хэсэгт байрлах текст талбар болон товчлууруудыг ашигласнаар нэрийг нэмж эсвэл устгах боломжтой.

Насанд хүрэгчдийн нэрийг сонгосны дараа ангиллыг сонгох ёстой. Хэрэв 'Хөгжим' категорийг сонгосон бол сонголт баталгаажсан үед дуу тоглогдоно.

Сүүлийн дэлгэц нь насанд хүрэгчдэд харагдах цорын ганц дэлгэц бөгөөд энэ нь алсын удирдлагатай цорын ганц самбар юм. Та зургуудыг зүүн эсвэл баруун тийш гүйлгэх боломжтой. Хэрэв алсын удирдлага дээрх дунд товчлуурыг дарж сонголтыг баталгаажуулсан бол зургийн эргэн тойронд ногоон хүрээ гарч ирнэ. Энэ үед өөр өөр сонголтууд руу гүйлгэх боломжгүй байна. Баталгаажуулах товчлуурыг дахин дарснаар сонголтыг цуцална.

"Файл нэмэх" ба "Файл устгах" цонхыг ашиглан зураг нэмж, устгах боломжтой. Хөгжмийн ангилалд файл нэмж оруулахдаа хоёр алхамыг дагаж мөрдөх ёстой. Эхний гарч ирэх цонхонд дэлгэц дээр харуулах ёстой зургийг сонгож болно. Хоёр дахь гарч ирэх цонхонд энэ зурагтай холбоотой дууг сонгох ёстой. Сонгосон дуу нь mp3 форматтай байх ёстой.

Файлыг устгахын тулд "Файлыг устгах" товчийг дарахад гарч ирэх зургийн нэрийг жагсаалтаас сонгох ёстой.

Алхам 7: Хайрцгийг угсарна уу

Эцсийн алхам бол хайрцгийг угсрах ёстой. - Хайрцагт нэмэлт хүч өгөхийн тулд дотор талд нь товчлууруудын хооронд хөөс хэрэглэдэг. Товчнуудын утсанд бас зай хэрэгтэй гэдгийг санаарай!- Зайг батерейны хайрцагт хийж, батерейны бэхэлгээг шургуулна. - Чичиргээний мотор нь нимгэн цавуугаар тоноглогдсон бөгөөд үүнийг чичиргээний хөдөлгүүрийн хайрцганд бэхлэх боломжтой. Хайрцаг нь жижиг тул захирагч эсвэл жижиг объектыг ашиглан моторыг хайрцагны хажуу тал руу арай сайн дарж болно. Хөдөлгүүрийг засах үед хайрцгийг бэхэлгээ, эрэг ашиглан хааж болно. - Товчлуур ба чичиргээний моторын утаснууд ПХБ-д холбогдсон байна. ПХБ-ийн угсралтыг Redbear Duo болон батерейны цэнэглэгчийг хайрцагт (нүхний ойролцоо) зөв байрлуулсан байх ёстой.- Эцэст нь хайрцагны ёроолыг булан дахь багана руу угсарна шураг хэрэгсэл.

Баяр хүргэе! Энэ алхамыг дуусгахад та аутизмтай залуу хүмүүст зориулсан алсын удирдлагыг шинэчилж чадсан. Төслийн энэ үе шатанд бүх зүйл хүссэнээрээ ажиллаж байгаа эсэхийг шалгахыг зөвлөж байна. Амжилт хүсье, хөгжилтэй байгаарай!