Sistema de interacciones físicas - PlateaPlayer: 19 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Este proyecto describe el proceso seguido para el diseño y desarrollo de la implementación hardware de las interacciones computacionales físicas de un reproductor de video interactivo dirigido a los estudiantes de video y televisión digital de la Universidad Autónoma de Occidente, involucrados en torno al tema de videos interactivos multisensoriales, en forma de un producto que se puede fabricar y manipular fácilmente.

Actualmente, no existen plataformas gratuitas para desarrollar este tipo de videos que también incluyen interacciones sensoriales. Por lo tanto, su objetivo principal es evitar que los estudiantes tengan que comprar costosas licencias de software, tener que depender y entregar soluciones a mitad de camino para las tareas de la clase, y tener que dedicar mucho más tiempo al desarrollo de estas plataformas ellos mismos.

La implementación que aquí se propone se compone de cinco módulos que representan las principales interacciones sensoriales que se pueden sincronizar. Estos son: agua, humo, temperatura (frío / calor), viento y luz. Estos serán controlados por un Arduino usando la biblioteca de JavaScript Johnny Five.

Paso 1: Materiales y herramientas - Caja contenedor

Considerando que este proyecto estaba destinado a desarrollar un prototipo del sistema propuesto, se utilizaron materiales simples:

• Cartón de paja
• Varillas de madera de balsa (formas cuadradas y triangulares)
• Tijeras, cinta aislante, pegamento para madera, bisturí, sierra para metales

Paso 2: Materiales - Módulo de viento

5 ventiladores de CPU

Paso 3: Materiales - Módulo de temperatura

• 2 celdas Peltier
• 4 disipadores de calor
• 2 ventiladores (igual que los del módulo de viento)

Paso 4: Materiales - Módulo de luz

• ~ 50cm de tira de LED RGB
• 3 transistores TIP31C
• Fuente de poder externa

Paso 5: Materiales - Módulo de humo

• 1 humidificador ultrasónico
• 1 relé de 1 canal
• Fuente de poder externa
• Contenedor de agua

Paso 6: Materiales - Módulo de agua

• Microbomba sumergible
• ~ Tubo de plástico de 20 cm
• Recipiente de agua (igual que el del módulo de humo)
• Pajitas pequeñas (~ 5)

Paso 7: corte de agujeros en la parte frontal para ventiladores

Corte un trozo de cartón (~ 50 cm de ancho por ~ 40 cm de alto), luego corte 5 agujeros para cada abanico con el bisturí. Finalmente, pégalos al cartón.

Paso 8: Hacer los módulos de temperatura (celda Peltier)

Pegue las celdas Peltier a los disipadores de calor.

Paso 9: integre los módulos Peltier a los ventiladores

Pegue los módulos Peltier a un ventilador. Asegúrese de pegarlos con cinta hacia la parte frontal en direcciones opuestas para que los lados fríos y calientes de cada celda salgan despedidos por el ventilador correspondiente.

Paso 10: hacer la "columna" para la portada superior

Corta las varillas de balsa (~ 50 cm de ancho) y pégalas como se muestra en las imágenes. Esto permitirá que la cubierta de cartón superior se pegue al frente y a los lados.

A continuación, pegue un trozo de cartón en el lado diagonal y haga alrededor de 8 orificios pequeños (~ 5 mm por ~ 5 mm) para insertar las pajitas del módulo de agua.

Paso 11: Estructurar la caja

Corta 3 varillas de balsa como se muestra en la imagen y pégalas a la pieza de cartón del lado frontal.

Paso 12: corte los lados de la caja

Corte 3 piezas de cartón (~ 50 cm de ancho por ~ 50 cm de alto por ~ 30 cm de profundidad). 2 para cada lado de la caja más 1 para el interior para separar el espacio del recipiente de agua de los componentes electrónicos.

Paso 13: Adaptación del espacio del recipiente de agua

Haga una base para el recipiente de agua cortando 3 piezas de varillas de balsa de forma cuadrada a ~ 20 cm y péguelas con cinta adhesiva al marco de la estructura principal como se muestra en la imagen, de modo que el recipiente pueda caber.

A continuación, use 1 de los pedazos de cartón previamente cortados para los lados, haga un pequeño agujero para que puedan pasar algunos cables y péguelos con cinta adhesiva.

Opcionalmente, puede pegar una varilla de balsa de forma triangular en la parte posterior de la base para evitar que el recipiente se caiga y se derrame el agua.

Paso 14: Hacer el recipiente de agua

Corta una botella de plástico por la mitad y usa su parte superior como tapa como se muestra en las imágenes. Coloque la microbomba y el humidificador ultrasónico en el interior.

Llénelo con agua antes de usarlo.

Paso 15: Cierre de la estructura principal

Pegue las cubiertas de cartón laterales, inferiores y superiores al resto de la estructura.

Paso 16: Agregar el módulo de luces

Pegue la tira de LED RGB alrededor de la parte superior y los lados de la caja, de modo que los cables puedan entrar en el orificio del lado izquierdo.

Paso 17: Hacer la pipa de agua

Corte alrededor de 8 orificios pequeños (~ 1 mm por ~ 1 mm) en el tubo de plástico e inserte las pajitas pequeñas. Únelos con cinta adhesiva lo más fuerte posible para evitar que se filtre agua al resto de la caja.

Finalmente, conecte el extremo abierto de la tubería a la microbomba e inserte las pajitas en los orificios de la pieza de cartón diagonal superior.

Paso 18: cableado

Los pines seleccionados se pueden cambiar según lo desee el usuario, por lo que no se especifican aquí, aunque el código, obviamente, sí lo hace

Módulos de viento / temperatura:

Use cables de puente para conectar los 5V de cada ventilador y celda Peltier a un pin digital en la placa Arduino, y los GND a la línea GND común en la protoboard.

Módulo de agua:

Use cables de puente para conectar directamente los 5V de la microbomba a uno de los pines de salida de 5V del Arduino, y use un transistor TIP31C como interruptor para los cables GND. Este transistor va a un pin digital del Arduino para controlarlo.

Módulo de luces:

Use cables de puente para conectar cada canal de color a un transistor TIP31C conectado a la línea GND del protoboard, y que va a un pin analógico en el Arduino para controlar el color mostrado especificando R, G y B al correcto. El cable de alimentación está conectado a una línea de protoboard alimentada a través de un adaptador conectado a una toma de corriente normal.

Módulo de humo:

Utilice cables de puente para conectar la alimentación a un relé que lo conecta a la misma fuente de alimentación en el protoboard desde el módulo de luces. Luego, conecte este relé a un pin digital en el Arduino para encenderlo y apagarlo. Conecte su GND a la línea GND en el protoboard.

Paso 19: Programación y ejecución

Se requiere un servidor de nodo simple para que Johnny Five funcione. Para comunicar el front y backend en tiempo real y sincronizar el video interactivo con las interacciones sensoriales, también se implementa Socket.io.

El código para este sistema, así como el reproductor de video interactivo desarrollado previamente como un complemento de JavaScript, se pueden descargar en este repositorio de Github:

Sirva la página web con el reproductor desde el mismo servidor y ejecute ambos.