描述

Haptic Proximity Module (HPM) 旨在使視力低下或其他視力障礙的人能夠通過(guò)距離檢測(cè)器的振動(dòng)反饋與他們的直接環(huán)境互動(dòng)，并且使用現(xiàn)成的組件可以廉價(jià)地做到這一點(diǎn)。這個(gè)instructables的目的是分享創(chuàng)建這個(gè)設(shè)備的部件和過(guò)程，希望它能被分享和改進(jìn)，成為超出我目前想象的東西！我也希望它允許一個(gè)人通過(guò)制作這個(gè)項(xiàng)目并將其贈(zèng)送給正在經(jīng)歷視力障礙或喪失的人，例如低視力的人，從而幫助另一個(gè)人。這個(gè)項(xiàng)目是我在澳大利亞墨爾本皇家墨爾本理工大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)榮譽(yù)學(xué)生的最后一年開(kāi)發(fā)的。特別感謝博士。Scott Mitchell 在幫助形成 HPM 底層代碼和進(jìn)一步技術(shù)調(diào)試方面的靈感和技術(shù)專(zhuān)長(zhǎng)。它包括的功能是： - 暫停按鈕，關(guān)閉測(cè)距傳感器和電機(jī)。- 控制最大 PWM 輸出到電機(jī)的電位器 (0 - 255) - 控制超聲波傳感器檢測(cè)到的最大距離的電位器 (2-200cm) - 范圍到電機(jī) PWM 的逆映射，即檢測(cè)到的距離越接近傳感器電機(jī)振動(dòng)更強(qiáng)。熟悉的焊接技能和對(duì)電子設(shè)備的熟悉程度以及對(duì) Arduino 編程環(huán)境的理解都會(huì)有所幫助。- 控制最大 PWM 輸出到電機(jī)的電位器 (0 - 255) - 控制超聲波傳感器檢測(cè)到的最大距離的電位器 (2-200cm) - 范圍到電機(jī) PWM 的逆映射，即檢測(cè)到的距離越接近傳感器電機(jī)振動(dòng)更強(qiáng)。熟悉的焊接技能和對(duì)電子設(shè)備的熟悉程度以及對(duì) Arduino 編程環(huán)境的理解都會(huì)有所幫助。- 控制最大 PWM 輸出到電機(jī)的電位器 (0 - 255) - 控制超聲波傳感器檢測(cè)到的最大距離的電位器 (2-200cm) - 范圍到電機(jī) PWM 的逆映射，即檢測(cè)到的距離越接近傳感器電機(jī)振動(dòng)更強(qiáng)。熟悉的焊接技能和對(duì)電子設(shè)備的熟悉程度以及對(duì) Arduino 編程環(huán)境的理解都會(huì)有所幫助。?如果您剛開(kāi)始使用電子/arduino，請(qǐng)先在面包板上構(gòu)建此項(xiàng)目！前往第 6 步和第 4 步?，查看代碼和原理圖以了解它。可以在此處看到用戶測(cè)試視頻。用戶測(cè)試視頻：?

第一步：購(gòu)物清單

這些是您需要的組件以及我使用的大部分設(shè)備。

筆記：

大多數(shù)組件都是在澳大利亞境內(nèi)采購(gòu)的，它們也應(yīng)該可以在線獲得，并且可供許多其他國(guó)家/地區(qū)使用。

列出的所有費(fèi)用均以澳元計(jì)算，不含運(yùn)費(fèi)。

鏈接將指向我采購(gòu)零件的地方。

還要記住，通過(guò)一些研究，這些組件可能會(huì)在其他地方更便宜……也許是批量購(gòu)買(mǎi)。

如果 DX 沒(méi)有發(fā)貨給您，E-bay 也是從電池、arduino 和潛在測(cè)距儀等開(kāi)始的好地方。

在澳大利亞的 JayCar Electronics 店內(nèi)可享受學(xué)生折扣。

如圖：?

剝離板[電路安裝，jaycar 電子設(shè)備]（約 6 美元）?

McDonald's Straw[完美的直徑作為適合振動(dòng)電機(jī)波紋管的護(hù)罩]（免費(fèi)）??

Arduino Nano v.3（兼容）w.out 焊接頭[來(lái)自 ebay，但可以在Deal Extreme上找到]（14 美元）?

Devantech SRF05 超聲波聲納測(cè)距儀[距離感應(yīng)，來(lái)自Robotgear.com.au ]（26 美元）（更便宜的選擇：HC-SR04 來(lái)自DX.com的 4 美元）?

母頭 1x4pin 直 0.1"[用于超聲波傳感器的插座，來(lái)自Robotgear.com.au ]（0.45 美元）?

Break Away Headers 40 Pins [ Robotgear.com.au ] ($1.75)?

6mm 輕觸開(kāi)關(guān)[ jaycar ] ($0.95)?

3V 直流振動(dòng)電機(jī)[Jameco 部件號(hào)256382 ]（4 美元）
超迷你撥動(dòng)開(kāi)關(guān)[ jaycar ]（2.45 美元）?

50k 9mm 方形電位器線性單組（數(shù)量 2）?[ JayCar ]（每件 2.75 美元）?

旋鈕（數(shù)量。2）[ jaycar ]（每件 0.95 美元）選擇不同的/回收舊旋鈕（如果有的話）

經(jīng)濟(jì)型面包板跳線套件 - 5 種顏色[ jaycar ]（3.45 美元）?

Duracell 6V PX28L (2CR11108) 160mAh 電池（數(shù)量 2）[ HollyHockBatteries.com.au ]（每件 12.80 美元）（Jaycar的更便宜的選擇，每件3.25 美元）?

電池座 pcb 安裝 1/2 AA（數(shù)量 2）[ RS 澳大利亞]（每件 3.95 美元）

大約成本：99.95美元（任何進(jìn)一步的成本 + 50 美元 - 慷慨的估計(jì)）更便宜的選擇大約：56.95美元（任何進(jìn)一步的成本 + 50 美元 - 慷慨的估計(jì)）

未圖示： 熱縮（$various） 焊料（$various） 異丙醇（Jaycar墊4.95 美元） 用于接近傳感器的電線 遮蔽膠帶 電工膠帶 Velcro 扎帶（小卷 - 這部分是可選的，請(qǐng)參閱可選步驟） 工具：

烙鐵和設(shè)備

第三手

頂鋸或帶鋸

鉗

塑料切割工具

剪刀

永久標(biāo)記

迷你一字螺絲刀

1.15mm鉆頭

第 2 步：電路板準(zhǔn)備、布局和切割

電池座有一個(gè)小塑料結(jié)節(jié)，需要修剪掉，用塑料修剪器來(lái)做。

布局 2 x 9mm Pots、1 x arduino nano、1 x 輕觸開(kāi)關(guān)、1 x 1x4 接頭、2 x 電池座在條板的非銅側(cè)。

當(dāng)您對(duì)此感到滿意時(shí)，請(qǐng)使用永久性記號(hào)筆將其標(biāo)記出來(lái)。還要標(biāo)記切割輪廓 - 在您實(shí)際想要切割的位置留下一排或兩排孔，具體取決于您切割可能會(huì)破碎的板。如果你更有信心，你可以得到一個(gè)精確的削減去吧！?

使用頂鋸切割木板。?

鉆出電池座將進(jìn)入的孔，因?yàn)樗鼈儽葪l板孔略大。

用異丙醇清理銅表面

第 3 步：準(zhǔn)備傳感器

通過(guò)焊接電線和接頭來(lái)準(zhǔn)備傳感器。提示：

在對(duì)整個(gè)連接進(jìn)行熱縮之前，每隔兩根電線就放置一次熱縮。

根據(jù)您將 arduino 引腳連接到 1x4 母頭的方式，將傳感器上的相關(guān)電線焊接到公頭的電線上。即在傳感器上觸發(fā)以在arduino上觸發(fā)。這意味著您可以直接插入。

第4步：焊接電路板！

在您承諾焊接之前，請(qǐng)確保您已通讀整個(gè)說(shuō)明，特別是通讀第 6 步?，因?yàn)榇瞬襟E包括 arduino 代碼文件。一旦您閱讀并理解了代碼并可能以面包板的形式對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，您將有望發(fā)現(xiàn)自己對(duì)布局和承諾焊接更有信心。如果對(duì)電路布局有任何混淆，請(qǐng)?jiān)谙路皆u(píng)論。我已經(jīng)包含了Fritzing文件 [zip]、原理圖和條板圖。fritzing文件應(yīng)該可以幫助您更仔細(xì)地研究布局 - 我也嘗試在條形板上復(fù)制布局，盡管有最好的意圖，但這很混亂。另外我在布局圖中使用了 9V 電池，因?yàn)闆](méi)有 6V 電池frizting ?- 9v 電池可以正常工作，但它們不適合板上（除非你有創(chuàng)意......）。焊接順序：

板上的 Arduino 接頭（重要的是 arduino 沒(méi)有連接到接頭上），注意：最好將接頭的短端焊接通過(guò)，以防 arduino 和電路板之間需要額外的高度來(lái)清除任何跳線。

鍋和輕觸開(kāi)關(guān)打開(kāi) - 請(qǐng)注意，該位置與上一步中標(biāo)記的位置不同。

電池座和 1x4 直頭

完成此操作后，標(biāo)記出跨接電纜的焊接位置。

跳線引線：

將 1x4 直頭焊接到數(shù)字引腳 8、9、10、GND（VCC、Echo、Trig、Ground）

電池座 - 并聯(lián)，接地，正極到正極 - 確保該條是空的，并且只有電池電源在其上運(yùn)行。?

輕觸開(kāi)關(guān)接地和數(shù)字引腳 4

電位器：因?yàn)樗鼈兾挥谂c輕觸開(kāi)關(guān)接地的公共條上，所以這部分已完成。將一個(gè)鍋焊接到模擬引腳 6 (A6)，另一個(gè)焊接到 7 (A7)。將電壓焊接到5v。

將兩根電線焊接到撥動(dòng)開(kāi)關(guān)上，這將用于將電池正極條與 arduino 上的 VIN 引腳橋接。在開(kāi)關(guān)的端子上放一些熱縮管。

直流電機(jī)：

到后面，直接連接到銅，藍(lán)色連接到 GND，紅色連接到數(shù)字引腳 3。?

將麥當(dāng)勞吸管剪成一定長(zhǎng)度，然后用膠帶粘上，確保用足夠的吸管覆蓋電機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分。

要完成電路，您需要斷開(kāi)帶狀板上的連接。有兩種方法可以做到這一點(diǎn)，凌亂的方式和干凈的方式。這是混亂的方式：

一切都焊接好后，用永久性記號(hào)筆標(biāo)出需要發(fā)生斷裂的地方。

繼續(xù)用一對(duì)塑料修剪器切割斷裂處，有些區(qū)域會(huì)變得棘手和脆弱 - 為此小心地使用鋒利的刀片。

第 5 步：準(zhǔn)備和焊接 Arduino

在焊接 arduino 之前，請(qǐng)務(wù)必移除 3x2 排接頭，這可以通過(guò)拆焊它們或只是修剪接頭來(lái)完成 - 這是為了在 arduino 和超聲波傳感器之間創(chuàng)造更多間隙。

用電工膠帶蓋住 Mini-USB 端口，以防止任何意外短路接觸超聲波傳感器的背面或任何其他裸露的電線。這將防止損壞arduino！?

翻轉(zhuǎn) Arduino 并在背面放置一段電工膠帶，以防止跳線短路。確保將膠帶切成一定寬度，以免妨礙接頭銷(xiāo)。

在 arduino 上滑動(dòng)到頭針并將它們焊接上。注意：為了節(jié)省時(shí)間，您可以只焊接正在使用的引腳。

焊接后，連接傳感器并用電工膠帶覆蓋條板的背面，以連接電機(jī)并覆蓋焊點(diǎn)。

第 6 步：加載代碼

了解該過(guò)程的這一部分將幫助您了解如何將其焊接在一起。不要害怕先在面包板上試試這個(gè)！事實(shí)上，我建議您使用面包板進(jìn)行試運(yùn)行 - 它確實(shí)可以幫助您了解電路以及如何操作其功能。

下載Arduino 1.0.1。?

下載下面的 HPM ZIP 包，它包含兩個(gè)經(jīng)過(guò)修改以適應(yīng) Arduino 1.0.1 的庫(kù)。

將 HPM 代碼包中的 Ultrasonic 和 Button 庫(kù)安裝到 Arduino 環(huán)境中。

完成后，在 Arduino 中打開(kāi)代碼。

選擇arduino和串口的類(lèi)型。

使用微型 USB 電纜連接 arduino，注意：?確保電池的電源已關(guān)閉！

驗(yàn)證代碼，然后轉(zhuǎn)移到 arduino！?

要檢查代碼是否正常工作，請(qǐng)打開(kāi)串行監(jiān)視器以獲取范圍、電機(jī) pwm 和距離/PWM 最大設(shè)置的位置。?

玩一玩，看看價(jià)值觀是如何變化的！

第 7 步：可選步驟

這是一個(gè)可選步驟。獲取魔術(shù)貼拉鏈帶并將其纏繞在板上，這樣可以輕松使用魔術(shù)貼帶作為通過(guò)帶子將其連接到身體的一種方式?；蚴褂?3D CAD 和打印開(kāi)發(fā)您自己的房屋。

第 8 步：視頻和建議用途

建議用途（建議使用的圖片來(lái)）：

把它粘在你的額頭上，然后在房子周?chē)⒉?/p>

將它粘在你的腿上，在膝蓋上方或下方，看看你在家具周?chē)母杏X(jué)如何。

試著把它系在你的腰上，也許系在腰帶上？?

把它貼在你的背上，看看人們從后面走上來(lái)的樣子！

第 9 步：下一級(jí)：定制 PCB 和 3D 打印外殼

定制 PCB 以適應(yīng)組件并安裝在 3D 打印外殼內(nèi)。印刷電路板的設(shè)計(jì)適合本說(shuō)明書(shū)開(kāi)頭列出的組件。這應(yīng)該有望使建設(shè)更快，更容易。定制 PCB 已作為 Gerber 文件包含在 .zip 和 3D 打印外殼中作為 STL 文件。gerber 文件仍有一些問(wèn)題，但它們已經(jīng)過(guò)測(cè)試和打印，所以請(qǐng)根據(jù)需要調(diào)整它們！如有任何問(wèn)題，請(qǐng)?zhí)岢?，我?huì)看看我能提供什么幫助！

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