Somatic - Guante de datos para el mundo real: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Imanes cilíndricos de neodimio de 4 mm de diámetro Imanes cilíndricos de neodimio de 4 mm de diámetro El Somatic es un teclado y un mouse portátiles que son cómodos, no obstruyen y están listos para usar durante todo el día. Está cargado con todo el hardware para traducir las señales y los movimientos de las manos en acciones, como el componente somático de un hechizo en Dungeons and Dragons.

Para obtener los archivos de diseño, el código y las utilidades más actualizados, visite la página del proyecto en GitHub.

Cada nudillo tiene un sensor Hall y el primer segmento de cada dedo tiene un imán. Flexionar un dedo hace girar su imán fuera de posición, lo que permite al Somatic trazar un mapa de su mano.

Una IMU EM7180SFP cerca del pulgar proporciona un seguimiento de 9 grados. Eventualmente, esto le permitirá mover el cursor del mouse apuntando y escribir letras dibujándolas en el aire.

El Somatic es todavía un proyecto en etapa inicial y será una construcción desafiante para los creadores experimentados.

Las prioridades del proyecto Somatic son:

• Controle cualquier computadora portátil con una pantalla de visualización frontal
• Listo para usar todo el día, instantáneamente, sin Internet
• No causa fatiga ni interfiere con otras tareas.
• Lo suficientemente rápido para hacer una búsqueda rápida en menos de 10 segundos

El Somatic no:

• Reproduce tu mano en el espacio 3-D
• Te permite escribir en un teclado virtual
• Utilice cualquier servicio en la nube

El proyecto Somatic tiene licencia del MIT, copyright 2019 Zack Freedman y Voidstar Lab.

¡Gracias a Alex Glow por modelar el Somatic!

Suministros

• 4 arneses JST de tres cables
• 4x sensores Hall A3144
• Al menos 4 cilindros magnéticos de neodimio de 10 mm x 4 mm
• Un par de medios guantes de levantador de pesas
• Paracord de 1/8"
• Tubo termorretráctil de 1/8 "o 3/16"
• Filamento PLA o PETG
• Filamento de TPU
• 4 tornillos M2.5 de 6 mm
• 4 tornillos M2.5 de 8 mm
• 8x tuercas M2.5
• 1x batería de iones de litio 303040
• Componentes electrónicos (ver esquema en repositorio)
• Stripboard
• Soldar
• Alambre trenzado, preferiblemente con aislamiento de silicona y flexible
• Cable de bus, para la construcción de circuitos de tablero
• Recomendado: mano de maniquí

Debe tener acceso a una impresora que pueda imprimir tanto un material rígido como PLA como un material flexible como TPU.

Paso 1: Paso 1: Construya los sensores de pasillo

Clona o descarga el repositorio Somatic GitHub y carga tu impresora 3D con filamento rígido.

Impresión:

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

Clip los cables de un sensor A3144 a unos 3 mm.

Insértelo en un conector del arnés JST, como se muestra arriba. Tenga en cuenta la orientación del sensor y el conector.

Pase el arnés a través de un soporte de pasillo como se muestra. El conector y el sensor deben tocar fondo y estar completamente empotrados en el soporte de pasillo.

Corte una sección de paracord de aproximadamente la misma longitud que el cable del arnés JST. Retire sus cuerdas internas y deslice el paracord 'destripado' sobre el cable.

Corte un trozo de termorretráctil de unos 10 mm de largo y enróllelo hasta el final del cable, casi hasta el final del soporte de pasillo. Encogerlo para que selle las fibras del paracord y empújelo en el soporte de pasillo. Debe encajar perfectamente.

Corta otro trozo de termorretráctil de unos 10 mm de largo y úsalo para sellar el otro extremo del paracord, dejando unos 20 mm de cable expuesto. El paracord agrupado protegerá los cables sin restringir su movimiento.

Empuje una cubierta de pasillo en el soporte de pasillo para sellar el sensor y el conector en el interior. La fricción debe mantenerlo en su lugar, pero es posible que deba aplicar un poco de pegamento.

Repita tres veces más para crear su conjunto de sensores Hall.

Paso 2: Paso 2: Construya la IMU

Con filamento rígido, imprima:

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

Suelde los cables a las almohadillas VCC, SDA y SCL del módulo EM7180SFP. Suelde otro cable a GND, uniéndolo a la almohadilla SA0. El panel Host_Int no se utiliza. Recomiendo encarecidamente codificar los cables por colores para evitar confusiones más adelante.

Al igual que los sensores Hall, inserte el conjunto de IMU en el soporte de IMU, toque el fondo, cubra los cables con paracord eviscerado y aplique termorretráctil.

Presione o pegue la cubierta de la IMU en el conjunto del soporte de la IMU.

Paso 3: Paso 3: Ensamble los imanes y monte los elementos de los guantes

Con filamento rígido, imprima cuatro soportes magnéticos en total. Los tamaños necesarios (corto, mediano y grande) dependerán del tamaño de su guante; intente usar el soporte magnético más largo en cada dedo que quepa entre el nudillo y la punta del guante.

Los soportes para imanes no necesitan material de soporte.

¡No inserte imanes en los soportes para imanes todavía!

Pon el guante izquierdo en tu mano. En este proyecto no se utiliza el guante adecuado.

Moviendo dedo a dedo, coloque un conjunto de sensor Hall y un soporte magnético y marque sus posiciones.

• El sensor y el soporte magnético deben casi tocarse cuando su mano esté lo más abierta posible.
• Ni el sensor ni el soporte magnético deben estar en su nudillo cuando aprieta el puño.
• Es más importante que el sensor y el soporte magnético no estén en su nudillo, que muy juntos.

Marque una posición para la IMU sobre su pulgar.

Quítate el guante y ponlo en tu mano de maniquí si tienes uno. ¡NO APLIQUE PEGAMENTO A ALGO QUE ESTÁ USANDO!

Aplique cemento de contacto en la parte inferior de cada soporte magnético, conjunto de sensor Hall y conjunto de IMU. Aplique cemento de contacto en las áreas marcadas del guante. Deje que el adhesivo se asiente y ensamble su guante. Deje suficiente tiempo para que se seque el pegamento.

Recomiendo encarecidamente el uso de cemento de contacto. Es el único adhesivo que he usado que une fuertemente el PLA a la tela y al cuero.

Paso 4: Paso 4: Ensamble los componentes electrónicos

Utilizando filamento rígido, imprima Body.stl Requiere material de soporte.

Implemente el circuito especificado en el esquema. Desearía poder brindar una mejor orientación para este paso, pero no he encontrado una buena utilidad para diagramar circuitos de stripboard. En algún momento, lo reemplazaré con un PCB personalizado.

Deberá construir la placa principal en una pieza de perfboard de 36 mm x 46 mm, con un recorte para el Teensy. Será un ajuste perfecto.

El motor vibratorio y su circuito de controlador encajan en el compartimento izquierdo, y el Bluetooth Mate encaja en el compartimento derecho. Todos los demás componentes (el Teensy, la batería, el controlador de carga y otros componentes electrónicos) caben en el compartimento central.

Una vez que haya confirmado el ajuste, suelde los sensores Hall y la IMU en la placa.

¡Pruebe todos los componentes electrónicos a fondo antes de seguir adelante!

Paso 5: Paso 5: Montaje final

Con filamento rígido, imprima:

• 1x placa de identificación.stl
• 2x Plato cosmético.stl
• 1x placa superior.stl
• 1x interruptor de encendido

Ninguna de estas piezas requiere materiales de soporte.

Con filamento flexible, imprima:

• 1x hebilla Strap.stl
• 1x correa Holey.stl
• 1x bucle Brother.stl

Los componentes de la correa necesitan material de soporte. Está bien si su eliminación deja superficies descuidadas: las áreas de apoyo están ocultas dentro del cuerpo de la pulsera.

Inserte una tuerca de 2,5 mm en cada uno de los cuatro bolsillos alrededor del compartimento central. Aplique una pequeña cantidad de cemento de contacto a cada tuerca para evitar que se caiga.

Ensamble el guante:

1. Use Zap-a-Gap u otro pegamento de cianoacrilato de alta calidad para montar la placa de identificación y las placas cosméticas en la placa superior. Deje que el pegamento se seque.
2. Coloque el interruptor de encendido en el interruptor SPDT.
3. Monte la placa superior. Debería encajar en su lugar. Tenga cuidado de guiar los cables de los sensores Hall e IMU en sus canales y evitar que se crucen o pellizquen.
4. Instale cuatro tornillos M2.5 de 6 mm en los cuatro orificios alrededor de la placa de identificación. Deben acoplarse con las tuercas que instaló anteriormente.
5. Enhebre el lazo en la correa de la hebilla.
6. Inserte los elementos de la correa en las muescas a los lados del conjunto de la muñequera. Utilice los tornillos y tuercas restantes para asegurarlos. El lado izquierdo es más grueso que el derecho y necesita los tornillos más largos de 8 mm.
7. ¡Tu guante Somatic está completo!

Paso 6: ¿Qué sigue?

El proyecto Somatic es un trabajo en progreso. El objetivo es adquirir muestras de cada letra, por lo que un modelo de TensorFlow Lite que se ejecuta localmente en el guante puede detectar la escritura a mano. Aún queda un largo camino por recorrer, pero puede instalar el firmware proporcionado para transmitir datos a una computadora a través de Bluetooth o USB.

La utilidad de entrenamiento es completamente funcional y puede adquirir rápidamente muchos gestos de prueba. Pronto, agregaré la capacidad de entrenar una red neuronal contra los datos recopilados y transmitir el modelo al guante.

¡Gracias por seguirnos! No puedo esperar a ver a dónde lleva el proyecto Somatic.