Virtuālais grafiti: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 11:00

Esmu tīmeklī redzējis dažas virtuālas grafiti sistēmas, taču nevarēju atrast publicētu informāciju par to, kā to izveidot (lai gan skatiet pēdējo saišu lapu). Es domāju, ka tas būtu lieliski piemērots maniem grafiti darbnīcām, tāpēc es pats to uztaisīju un šeit esmu publicējis visu, kas nepieciešams, lai izveidotu savu! Funkcijas * viss atvērtā pirmkoda un aparatūra, * izmaksas <100 £, izņemot projektoru un datoru, * nosaka kannas sprauslu spiediens un attālums no ekrāna, * modeļi nokrīt, ja pārvietojaties pārāk lēni! Piezīmes * šī pamācība ir diezgan augsta, taču, lūdzu, dariet man zināmu, vai esmu palaidis garām kaut ko svarīgu, * skaitļošanas iestatījumi ir paredzēti Linux. Ja jūs strādājat ar citām sistēmām, lūdzu, ievietojiet savus norādījumus! Prasmes, kas jums būs nepieciešamas * koka apstrāde, lai izveidotu koka aizmugures projekcijas ekrānu, * elektroniskās shēmas un programmēšanas Atmel AVR mikrokontrolleri (vai arduino), * varēsiet instalēt dažus bibliotēkas datorā, lai tās varētu apstrādāt, lai sarunātos ar wiimote.

1. darbība. Kā tas darbojas

* Smidzinātājam ir infrasarkanais gaismas diode, kas spīd cauri projektora ekrānam un ir redzams wiimote kamerai. * Wiimote nosūta kārbas X un Y koordinātas uz datoru, izmantojot Bluetooth radio saiti. * Datorā darbojas vienkārša krāsošanas programma, kas izmanto projektoru, lai "uzzīmētu" līnijas, kad zīmējat ar kārbu. Tas arī rūpējas par wiimote kameras piesaisti ekrānam, izmantojot 4 punktu kalibrēšanas sistēmu. * Smidzinātājs var noteikt arī tā attālumu no ekrāna un sprauslas spiedienu: jo tālāk esat, jo lielāks punkts ir uzzīmēts, jo stiprāk spiežat sprauslu, jo necaurspīdīgāks kļūst krāsas punkts.

2. darbība: sastāvdaļas

Šeit ir viss, kas jums nepieciešams, lai sanāktu kopā:

* datoram - jābūt aptuveni 1,4 GHz, Bluetooth un USB portam, * apstrādes videi, * virtualGraffiti programmatūrai, lejupielādējiet no "datora iestatīšanas" soļa, * nintendo wiimote - iegādājieties lietotu no ebay, * projektoru - tam būs nepieciešams esiet gaišs, ja plānojat to izmantot dienas laikā vai iekštelpās ar ieslēgtām gaismām, * aizmugurējais projekcijas ekrāns - izveidojiet sevi, * virtuālā aerosola tvertne - izveidojiet sevi, * virtuālās aerosola balona uztvērējs - izveidojiet sevi. Izmaksas * arduino kārbas uztvērējam (iebūvēts usb-> sērijveida) £ 21 * radio rx/tx pāris £ 9 * sastāvdaļas celtniecības aerosola balonam 18 £ plus izvēles korpuss £ 12 * izvēles korpuss uztvērējam 8 £ * nintendo wiimote - pērciet lietotu no ebay 20 £

3. darbība: aizmugures projekcijas ekrāns

Ekrānam ir jābūt pietiekami pareizam redzamības līmenim! Ja tas nav pietiekami caurspīdīgs, attēls nebūs redzams un infrasarkanā gaismas diode nebūs redzama wiimote kamerai. Ja tas ir pārāk caurspīdīgs, tad projektors apžilbinās un attēls tiek izskalots. (Lai gan skatiet pēdējo lapu, kā to mazināt).

Es izmantoju likru, kas ir elastīga, lai es varētu to izstiept, lai padarītu to caurspīdīgāku. Šobrīd es to noturēju ar īkšķa spieķiem, bet, beidzoties šujmašīnai, es beidzu velcro. Es izveidoju koka rāmi ar darbnīcas un galdnieka palīdzību (paldies Lou!) Man vajadzēja, lai tas sabrūk, lai es varētu to pārvadāt ar savu velosipēdu. Ja jūs to gatavojat fiksētai vietai, to būs vieglāk izgatavot. Vienkārši izveidojiet malu attiecību 4: 3 un pietiekami stingru, lai paliktu vertikāli. Es atklāju, ka cilvēkiem ir tendence uz ekrāna materiāla piespiest diezgan daudz, tāpēc tam jābūt nedaudz nelīdzenam.

4. solis: izsmidzināšanas kanna

Šī ir vissarežģītākā projekta daļa, un tās sagatavošana prasīja visilgāko laiku. Labā ziņa ir tā, ka jums nav nepieciešamas visas šīs lietas, lai jautra sistēma darbotos. Vienkāršākais ir iegūt ķēdi ar slēdzi, infrasarkano gaismas diodi un rezistoru. Nospiežot slēdzi, gaismas diode iedegas, un wiimote kamera to redz un izseko.

Šī versija ir uzlabota, jo tā mēra arī attālumu no ekrāna un sprauslas spiedienu. Abas šīs lietas ir svarīgas, kad faktiski krāsojat ar aerosolu. Es gribēju izveidot apmācības sistēmu, tāpēc bija svarīgi padarīt sistēmu pēc iespējas "reālāku" (savās izmaksu robežās). Ķēde ir diezgan vienkārša. Apskatiet pievienoto shēmu, lai pārliecinātos par to. Jums ir nepieciešamas lodēšanas pamatiemaņas un jāspēj ievietot ķēdi veroboardā. Tāpat jums vajadzētu justies apmierinātam ar mikrokontrolleru programmēšanu. Ķēdes izveide no nulles, izmantojot arduino plates 1. iespēju: ja vēlaties izmantot arduino plāksni aerosola kārbā. Izmantojiet arduino tādu, kāds tas ir, un uz pusi samaziniet radio tx pārraides ātrumu spraycan kodā. 2. iespēja: vēlaties ietaupīt naudu, bet jums nav drošinātāju programmētāja. Izveidojiet dēli un izmantojiet 16MHz ārējo kristālu. Samaziniet pārraides ātrumu uz pusi, kā 1. variantā. 3. iespēja: vēlaties ietaupīt vēl vairāk naudas un jums ir drošinātāju programmētājs. Izveidojiet dēli, bet izlaidiet ārējo kristālu. Izmantojiet drošinātāju programmētāju, lai iestatītu atmel tā iekšējo pulksteni. Es uzskatu, ka šis DIY paralēlais programmētājs ļaus jums ieprogrammēt drošinātājus. Es izmantoju olimex programmētāju. Pārskats par ķēdi Mikrokontrolleris mēra asā 2d120x attāluma sensora (lieliska informācija par šo sensoru šeit) un lineārā potenciometra izeju. Tas arī mēra LED PWM potenciometra jaudu. To izmanto, lai pielāgotu gaismas diodes gaismas jaudu. IR LED, kuru es izmantoju, ir 100 mA, un maksimālais viļņa garums ir 950 nm (ideāli piemērots wiimote). Mikrokontrolleris izmanto PWM, lai ļoti ātri mirgo LED. Mēs izmantojam IRF720 barošanas mosfetu, lai mikro neizdegtu savu produkciju. Arī es gribēju nākotnē palielināt spilgtākas gaismas diodes jaudu. Pastāv statusa gaismas diode, kas mirgo ikreiz, kad radio tiek pārraidīta datu pakete. Ja viss darbojas labi, šai gaismai vajadzētu mirgot aptuveni 15 Hz frekvencē. Visbeidzot, radio raidītāja modulis ir pievienots mikrokontrollera 3. tapai (1. ciparspraudnis arduino), lai mēs varētu nosūtīt izmērīto informāciju uz datoru. Jums ir nepieciešama arī antena, kas piestiprināta pie uztvērēja plates. Es izmantoju 12 cm garu stieples gabalu. Tas ir puse no tā, kas ir ieteikts šajā izcilajā informācijas lapā. Mikrokontrollera programmēšana Pēc shēmas izveidošanas jums būs jāaugšupielādē programma (pievienota). Es izmantoju arduino programmēšanas vidi/bibliotēkas. Jūs varat to apkopot, izmantojot arduino IDE, un pēc tam to ieprogrammēt, kā parasti. Mana shēma tiek vienkāršota, izmantojot mikro iekšējo 8MHz pulksteni. Ja jūs to izmantojat, jums būs jāiestata drošinātāju iestatījumi, lai izmantotu iekšējo 8 MHz kalibrēto RC: 1111 0010 = 0xf2 Tas nozīmē, ka jums ir jābūt programmētājam, kas var rakstīt drošinātājus../avrdude -C./avrdude.conf -V -p ATmega168 -P/dev/ttyACM0 -c stk500v2 -U lfuse: w: 0xf2: m Ja jums nav šāda veida programmētāja (teiksim, ka jums vienkārši ir arduino dēlis), vienkārši izmantojiet 16MHz kristālu starp tapām 9 un 10, un tam visam vajadzētu darboties (nepārbaudīts - jums var būt nepieciešams kondensators). Jums būs arī jāmaina programmas kods, lai raidītāja bodu samazinātu uz pusi. Pārbaude Pēc tam, kad viss ir salikts kopā un programma ir ielādēta, jums jāpielāgo IR LED spilgtums. Es tikai gribēju maksimāli palielināt gaismas jaudu, neapgrauzdējot gaismas diodi, tāpēc es dažus uzspridzināju un galu galā ieguvu vidējo izvilkšanas ātrumu 120mA. Ja jums ir multimetrs, to var viegli noregulēt, pretējā gadījumā vienkārši noregulējiet potenciometru, lai tas būtu diezgan augsts, bet ne līdz galam! Jūs varat arī pārbaudīt analogās ieejas PWM regulēšanas potenciometra 26., 27. un 28. tapā, attāluma sensorā un sprauslas potenciometrā. Ja jums ir darbības joma, varat pārbaudīt impulsa vilcienu, kas nāk no 3. tapas radio TX modulī. Pārbaudiet gaismas diodes izvadi 11. tapā. Varat izmantot mobilā tālruņa kameru (vai lielāko daļu CCD kameru), lai redzētu, ka, iespiežot sprauslas pogu, iedegas IR gaismas diode.

5. solis: Smidzināšanas tvertnes uztvērējs

Ja jūs dodaties uz vienkāršu izsmidzināšanas tvertni, jums tas nav vajadzīgs.

Pretējā gadījumā es vienkārši izmantoju arduino plati ar radio uztvērēju, kas pievienots kontaktdakšai 2. Tas ļauj viegli iegūt datus datorā, izmantojot USB -> sērijas mikroshēmu arduino panelī. Ja es gatavotos izveidot pielāgotu shēmu, es, iespējams, izmantotu FTDI USB -> sērijas UART novērtēšanas paneli. Jums ir nepieciešama arī antena, kas piestiprināta pie uztvērēja plates. Es izmantoju 12 cm garu stieples gabalu. Šī ir puse no šīs izcilās informācijas lapas ieteiktajiem. Ielādējiet grafitiCanReader2.pde skici arduino. Kad kārba ir ieslēgta, uz kārbas vajadzētu redzēt statusa gaismas diodes un uztvērēja paneli. Katru reizi, kad kvēlspuldzes gaismas diode mirgo, tiek nosūtīta datu pakete. Katru reizi, kad mirgo uztvērēja plates LED, tiek saņemta derīga datu pakete. Ja jūs to neredzat, tad radio saite kaut kas nav kārtībā. Kaut kas jāizmēģina, savienojot kārbas TX ar uztvērēja RX ar stieples gabalu. Ja tas nedarbojas, iespējams, ka jums ir neatbilstība Virtualwire datu pārraides ātrumā (skatiet kodu). Pieņemot, ka uztvērēja panelī notiek daudz mirgošanas, jums vajadzētu būt iespējai to uzraudzīt, izmantojot USB seriālo portu. Ja pārraugāt seriālo portu (parasti /dev /ttyUSB0) pie 57600, jums vajadzētu redzēt tādus datus kā: Got: FF 02 Got: FF 03… Pirmais skaitlis ir spiediens, bet otrais - attālums. Tagad jūs varat palaist apstrādi un izmantot šo informāciju, lai izveidotu skaistus attēlus! Ielādējiet pievienoto apstrādes skici (canRadioReader.pde). Palaidiet programmu un pārbaudiet programmas izvadi. Jums vajadzētu iegūt frekvenci (tas norāda, cik atjauninājumu saņem uztvērējs sekundē - jūs noteikti vēlaties, lai tas būtu vismaz 10 Hz). Jūs arī iegūsit attāluma un sprauslas mērījumu. Pārbaudiet kannu, pārvietojot sprauslas potenciometru un pārvietojot kartiņas gabaliņu attāluma sensora priekšā. Ja viss darbojas, tad pārejiet pie nākamās darbības - datora sagatavošanas sarunai ar wiimote!

6. darbība. Datora iestatīšana: apstrāde un Wiimote

Mūsu galvenais šeit ir apstrāde, sarunājoties ar wiimote. Šie norādījumi ir specifiski Linux, taču tam visam vajadzētu darboties operētājsistēmā Mac un Windows, veicot dažus pētījumus par to, kā apstrādāt wiimote datus. Pēc apstrādes instalēšanas forumā atradu dažus norādījumus, taču man joprojām bija dažas problēmas. Lūk, kas man bija jādara:

1. instalēt apstrādi
2. instalējiet bluez bibliotēkas: sudo apt-get install bluez-utils libbluetooth-dev
3. izveidot./processing/libraries/Loc un./processing/libraries/wrj4P5
4. lejupielādējiet bluecove-2.1.0.jar un bluecove-gpl-2.1.0.jar un ievietojiet./processing/libraries/wrj4P5/library/
5. lejupielādējiet wiiremoteJ v1.6 un ievietojiet.jar mapē./processing/libraries/wrj4P5/library/
6. lejupielādējiet wrj4P5.jar (es izmantoju alfa-11) un ievietojiet./processing/libraries/wrj4P5/library/
7. lejupielādējiet wrj4P5.zip un izpakojiet to./processing/libraries/wrj4P5/lll/
8. lejupielādējiet Loc.jar (es izmantoju beta-5) un ievietojiet./processing/libraries/Loc/library/
9. lejupielādējiet Loc.zip un izpakojiet to./processing/libraries/Loc/lll/

Tad es izmantoju kodu, kas iedvesmots no Classiclll, lai pogas un sensoru josla darbotos. Pievienotais kods/skice tikai uzzīmē apli, kur wiimote atrod 1. infrasarkano avotu.

Lai pārbaudītu savu Bluetooth, nospiediet wiimote pirmo un otro pogu, pēc tam izmēģiniet $ hcitool skenēšanu terminālī. Jums vajadzētu redzēt atklāto nintendo wiimote. Ja jums tas nav, jums būs sīkāk jāpārbauda Bluetooth iestatīšana. Ja viss ir kārtībā, ielādējiet programmu wiimote_sensor.pde (pievienots) un sāciet to. Ekrāna apakšējā statusa daļā jums vajadzētu redzēt: BlueCove versija 2.1.0 uz bluez, mēģinot atrast wii Nospiediet wiimote pogas 1 un 2. Pēc infrasarkanā avota (aerosola baloniņa) pazīšanas tā priekšā. Pēc jūsu kustības vajadzētu redzēt sarkanu apli! Pirms turpināt, pārliecinieties, vai tas darbojas. Ja nevarat panākt, lai tas sāk darboties, meklējiet apstrādes forumā.

7. solis: iestatiet visu

Lejupielādējiet virtualGraffiti programmatūru zemāk. Izvelciet to savā skiču grāmatas direktorijā un pēc tam izpildiet šīs darbības!

* ieslēdziet smidzināšanas balonu, pārbaudiet statusa gaismas diode mirgo. * ieslēdziet datoru, pievienojiet strūklas tvertnes uztvērēju, * iestatīšanas ekrānu un projektoru, * pārbaudiet, vai mirgo aerosola uztvērēja statusa gaismas diode, * sāciet apstrādi un ielādējiet programmu VirtualGraffiti, * pārbaudiet, vai saņemat gan RX, gan TX sērijas indikatoru. Gaismas diodes mirgo uz arduino tāfeles, * nospiediet abas wiimote pogas, * veiciet 4 punktu kalibrēšanu, kad tas tiek prasīts (pēc kārtas uzlieciet smidzinātāju virs katra mērķa, pēc tam nospiediet sprauslu, līdz rakstāmā krāsa kļūst sarkana). * izklaidējies!

8. solis: resursi, saites, paldies, idejas

Saites Šeit ir saites, kas bija nenovērtējamas, lai šis projekts darbotos: RF informācija: https://narobo.com/articles/rfmodules.html Arduino: www.arduino.cc Apstrāde: www.processing.org Wii izmantošana ar apstrādi: https://processing.org/discourse/yabb2/YaBB.pl? num = 1186928645/15 Linux: www.ubuntu.org Wiimote: https://www.wiili.org/index.php/Wiimote, https:// wiki.wiimoteproject.com/IR_Sensor#Viļņu garumu 4 punktu kalibrēšana: https://www.zaunert.de/jochenz/wii/Paldies! Ja daudzi cilvēki nepublicētu savus darbus, šis projekts būtu bijis daudz grūtāks un dārgāks. Liels paldies visai atvērtā pirmkoda apkalpei, cilvēkiem, kuri uzlauza wiimote, Classiclll, lai padarītu wiimote ērti lietojamu apstrādei, Jochen Zaunert par kodu kalibrēšanai, apstrādes komandai, arduino komandai, Lou par galdniecības palīdzību, un visiem tiem, kas pēta, veic un pēc tam publicējiet savus atklājumus tiešsaistē! Citu cilvēku sistēmas * Es tikko atradu https://friispray.co.uk/, ar atvērtā pirmkoda programmatūru un pamācību * šī sistēma ļauj izmantot trafaretus: forši! https://www.wiispray.com/, bez koda vai kā * yrwall virtuālā grafiti sistēma, bez koda vai kā. Idejas izpētei * izmantojiet 2 wiimotes, lai veiktu 3D skaļuma izsekošanu, un likvidējiet attāluma sensoru kārbā: https://www.cl.cam.ac.uk/~sjeh3/wii/. Tas būtu labi, jo attāluma sensors pašlaik ir vājākā sistēmas daļa. Tas arī nozīmētu, ka mēs varam izmantot pareizu aizmugures projekcijas ekrānu, lai iegūtu spilgtākus attēlus. * izmantojiet kārbā esošo wiimote, lai noteiktu izsmidzināšanas kannas leņķi. Tas smidzināšanas krāsas modelim pievienotu reālismu.