Sistema d’interaccions físiques: PlateaPlayer: 19 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Aquest projecte descriu el procés seguit per dissenyar i desenvolupar la implementació de maquinari de les interaccions físiques de càlcul d’un reproductor de vídeo interactiu dirigit als estudiants de vídeo i televisió digital de la Universitat Autònoma d’Occident, implicats en el tema dels vídeos interactius multisensorials, en forma de un producte que es pot fabricar i manipular fàcilment.

Actualment, no hi ha plataformes gratuïtes per desenvolupar aquest tipus de vídeos que també incloguin interaccions sensorials. Per tant, el seu propòsit principal és evitar que els estudiants hagin de comprar llicències de programari costoses, hagin de confiar i lliurar solucions a la meitat de les tasques de la classe i haver de dedicar molt més temps a desenvolupar aquestes plataformes.

La implementació proposada aquí es compon de cinc mòduls que representen les principals interaccions sensorials que es poden sincronitzar. Són: aigua, fum, temperatura (fred / calor), vent i llum. Aquests seran controlats per un Arduino mitjançant la biblioteca JavaScript de Johnny Five.

Pas 1: Materials i eines: caixa de contenidors

Tenint en compte que aquest projecte estava destinat a desenvolupar un prototip del sistema proposat, es van utilitzar materials senzills:

• Cartró de palla
• Varetes de fusta de balsa (formes quadrades i triangulars)
• Tisores, cinta aïllant, cola per a fusta, bisturí, serra mecànica

Pas 2: Materials: mòdul de vent

5 ventiladors de CPU

Pas 3: Materials: mòdul de temperatura

• 2 cèl·lules Peltier
• 4 dissipadors de calor
• 2 ventiladors (igual que els del mòdul de vent)

Pas 4: Materials: mòdul de llum

• ~ 50cm de tira LED RGB
• 3 transistors TIP31C
• Font d'alimentació externa

Pas 5: Materials: mòdul de fum

• 1 humidificador d'ultrasons
• 1 relé 1 canal
• Font d'alimentació externa
• Recipient d’aigua

Pas 6: Materials - Mòdul d'aigua

• Microbomba submergible
• Tub de plàstic de ~ 20cm
• Contenidor d'aigua (igual que el mòdul de fum)
• Palles petites (~ 5)

Pas 7: tallar forats a la part frontal dels ventiladors

Talla un tros de cartró (~ 50cm d'ample per ~ 40cm d'alçada) i, a continuació, talla 5 forats per a cada ventilador amb el bisturí. Finalment, enganxeu-los al cartró.

Pas 8: elaboració dels mòduls de temperatura (cèl·lula Peltier)

Enganxeu les cèl·lules Peltier als dissipadors de calor.

Pas 9: Integra els mòduls Peltier als ventiladors

Enganxeu els mòduls Peltier a un ventilador. Assegureu-vos de fixar-les amb cinta adhesiva cap a la part frontal en direccions oposades de manera que el ventilador corresponent expulse els costats calents i freds de cada cel.

Pas 10: crear la "columna" de la portada superior

Talleu les barres de balsa (~ 50cm d'ample) i enganxeu-les com es mostra a les imatges. Això permetrà que la tapa superior de cartró s’enganxi a la part frontal i als laterals.

A continuació, enganxeu un tros de cartró al costat de la diagonal i feu al voltant de vuit forats petits (~ 5 mm per ~ 5 mm) per inserir les palletes del mòdul d'aigua.

Pas 11: donar estructura al quadre

Talleu 3 barres de balsa com es mostra a la imatge i enganxeu-les a la peça de cartró lateral frontal.

Pas 12: talla les cares de la caixa

Tallar 3 trossos de cartró (~ 50cm d'ample per ~ 50cm d'alçada per ~ 30cm de profunditat). 2 per cada costat de la caixa més 1 per l'interior per separar l'espai del contenidor d'aigua dels components electrònics.

Pas 13: Adaptació de l'espai del contenidor d'aigua

Feu una base per al contenidor d’aigua tallant 3 trossos de varetes de balsa de forma quadrada a ~ 20 cm i enganxeu-les al marc de l’estructura principal tal com es mostra a la imatge, perquè el contenidor hi pugui cabre.

A continuació, utilitzeu 1 dels trossos de cartró prèviament tallats per als laterals, feu un petit forat perquè puguin passar alguns cables i enganxeu-los.

Opcionalment, podeu enganxar una vareta de balsa de forma triangular a la part posterior de la base per evitar que el recipient caigui i vessi l'aigua.

Pas 14: fabricació del contenidor d'aigua

Talleu una ampolla de plàstic a la meitat i utilitzeu la part superior com a tapa tal com es mostra a les imatges. Col·loqueu la microbomba i l’humidificador d’ultrasons a l’interior.

Ompliu-lo amb aigua abans d’utilitzar-lo.

Pas 15: tancament de l'estructura principal

Enganxeu les tapes de cartró laterals, inferiors i superiors a la resta de l'estructura.

Pas 16: Afegir el mòdul de llums

Enganxeu la tira LED RGB al voltant de la part superior i els laterals de la caixa, de manera que els cables puguin entrar dins del forat del costat esquerre.

Pas 17: fabricació de la canonada d’aigua

Talleu al voltant de 8 forats petits (~ 1 mm per ~ 1 mm) a la canonada de plàstic i introduïu les petites palletes. Enganxeu-los amb cinta adhesiva el més fort possible per evitar la filtració d’aigua a la resta de la caixa.

Finalment, connecteu l'extrem obert de la canonada a la micro-bomba i introduïu les palletes als forats de la cartolina diagonal superior.

Pas 18: cablejat

Els pins seleccionats es poden canviar segons el que desitgi l'usuari, de manera que no s'especifiquen aquí, tot i que òbviament el codi sí

Mòduls de vent / temperatura:

Utilitzeu cables jumper per connectar els 5V de cada ventilador i cel·la Peltier a un pin digital de la placa Arduino i els GND a la línia GND comuna a la protoborda.

Mòdul d'aigua:

Utilitzeu cables jumper per connectar directament els 5V de la micro-bomba a un dels pins de sortida de 5V de l’Arduino i utilitzeu un transistor TIP31C com a interruptor per als cables GND. Aquest transistor va a un pin digital a l'Arduino per controlar-lo.

Mòdul de llums:

Utilitzeu cables de pont per connectar cada canal de color a un transistor TIP31C connectat a la línia GND de la protoboard i que va a un pin analògic de l’Arduino per controlar el color que es mostra especificant R, G i B al correcte. El cable d'alimentació està connectat a una línia de protoaborda alimentada mitjançant un adaptador connectat a una presa de corrent normal.

Mòdul de fum:

Utilitzeu cables jumper per connectar l’alimentació a un relé que la connecta a la mateixa font d’alimentació del protobordo del mòdul de llums. A continuació, connecteu aquest relé a un pin digital de l'Arduino per engegar-lo i apagar-lo. Connecteu el seu GND a la línia GND del protobordo.

Pas 19: programació i execució

Es requereix un servidor Node simple perquè Johnny Five funcioni. Per comunicar el frontal i el backend en temps real i sincronitzar el vídeo interactiu amb les interaccions sensorials, també s’implementa Socket.io.

El codi d’aquest sistema, així com el reproductor de vídeo interactiu desenvolupat prèviament com a complement JavaScript, es poden descarregar en aquesta reposició de Github:

Publiqueu la pàgina web amb el reproductor del mateix servidor i executeu tots dos.