Virtuálne grafity: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Videl som na webe niekoľko virtuálnych graffiti systémov, ale nenašiel som žiadne publikované informácie o tom, ako ich vytvoriť (aj keď si pozrite stránku s konečnými odkazmi). Myslel som si, že by to bolo skvelé pre moje workshopy s graffiti, a tak som si jeden vyrobil sám a publikoval som tu všetko, čo potrebujete na vytvorenie vlastného! Vlastnosti * všetok otvorený zdroj a hardvér, * cena <100 libier bez projektora a počítača, * detekuje trysku plechovky tlak a vzdialenosť od obrazovky, * modely kvapkajú, ak sa pohybujete príliš pomaly! Poznámky * Tento návod je dosť vysoký, ale dajte mi vedieť, ak som niečo dôležité zmeškal, * nastavenie počítača je pre Linux. Ak to funguje na iných systémoch, pošlite svoje pokyny! Zručnosti, ktoré budete potrebovať * práca s drevom na výrobu dreveného zadného projekčného plátna, * elektronické obvody a programovanie mikrokontrolérov Atmel AVR (alebo arduino), * možnosť inštalácie niektorých knižnice vo vašom počítači, aby bolo možné spracovať rozhovor s wiimote.

Krok 1: Ako to funguje

* Rozprašovač má infračervenú diódu LED, ktorá svieti cez obrazovku projektora a je viditeľná kamerou wiimote. * Zariadenie wiimote odošle súradnice X a Y plechovky do počítača prostredníctvom rádiového spojenia bluetooth. * Na počítači je spustený jednoduchý program na maľovanie, ktorý pomocou projektora „vymaľuje“čiary pri kreslení plechovkou. Postará sa tiež o mapovanie kamery wiimote na obrazovku pomocou 4 -bodového kalibračného systému. * Rozprašovač dokáže detekovať aj jeho vzdialenosť od obrazovky a tlak trysky: čím ďalej ste, tým väčšia je nakreslená bodka, čím silnejšie stlačíte trysku, tým je bod náteru nepriehľadnejší.

Krok 2: Komponenty

Tu sú všetky kúsky, ktoré potrebujete na zostavenie:

* počítač - musí mať približne 1,4 GHz, bluetooth a port USB, * prostredie na spracovanie, * softvér virtualGraffiti, sťahovanie z kroku „nastavenia počítača“, * nintendo wiimote - kúpte si použité zariadenie z ebay, * projektor - bude potrebné buďte jasní, ak plánujete používať cez deň alebo vnútri so zapnutými svetlami, * zadné projekčné plátno - urobte sa, * virtuálny sprej môže - urobte sa, * prijímač virtuálneho spreja - urobte sa. Náklady * arduino na prijímač plechoviek (vstavaný USB -> sériový) 21 libier * pár rádia rx/tx 9 libier * komponenty pre stavebný sprej 18 libier plus voliteľný kryt 12 libier * voliteľný kryt pre prijímač 8 libier * nintendo wiimote - kúpte si použité zariadenie z eBay 20 libier

Krok 3: Obrazovka zadnej projekcie

Obrazovka musí mať správne množstvo viditeľnosti! Ak nie je dostatočne priehľadný, obraz nebude viditeľný a infračervená dióda LED nebude viditeľná pre kameru wiimote. Ak je príliš priehľadný, projektor oslepí a obraz sa zmyje. (Aj keď spôsoby, ako to zmierniť, nájdete na poslednej stránke).

Použila som lycru, ktorá je pružná, aby som ju mohla roztiahnuť, aby bola transparentnejšia. Momentálne to držím cvočkami na palec, ale gradujem na suchý zips, keď získam prístup k šijaciemu stroju. Vyrobil som drevený rám pomocou dielne a stolára (vďaka Lou!) Potreboval som, aby sa zrútil, aby som ho mohol prepravovať na bicykli. Ak ho vyrábate pre pevné miesto, bude jednoduchšie ho vyrobiť. Stačí, aby bol v pomere strán 4: 3 a dostatočne pevný, aby zostal vzpriamený. Zistil som, že ľudia majú tendenciu tlačiť na materiál obrazovky dosť často, takže musí byť trochu drsný.

Krok 4: Striekacia nádobka

Toto je najkomplikovanejšia časť projektu a trvalo najdlhšie, kým sa napravil. Dobrou správou je, že všetky tieto veci nepotrebujete, aby zábavný systém fungoval. Najjednoduchšou vecou je získať obvod s vypínačom a infračervenou diódou LED a odporom. Keď stlačíte vypínač, LED dióda sa rozsvieti a kamera wiimote ju vidí a sleduje.

Táto verzia je pokročilejšia, pretože meria aj vzdialenosť od obrazovky a tlak trysky. Obe tieto veci sú dôležité, keď skutočne maľujete sprejom. Chcel som vytvoriť tréningový systém, preto bolo dôležité, aby bol systém čo najreálnejší (v rámci mojich nákladových limitov). Obvod je veľmi jednoduchý. Pozrite sa na priloženú schému zapojenia a presvedčte sa sami. Potrebujete základné znalosti o spájkovaní a musíte byť schopní zapojiť obvod na veroboard. Tiež by ste sa mali cítiť spokojní s programovaním mikrokontrolérov. Budovanie obvodu od začiatku vs. použitie dosky arduino možnosť 1: ak chcete použiť dosku s arduino v spreji. Použite arduino tak, ako je, a znížte prenosovú rýchlosť rádia na polovicu v kóde spreja. možnosť 2: Chcete ušetriť, ale nemáte programátor poistiek. Zostavte dosku a použite externý kryštál 16 MHz. Prenosovú rýchlosť znížte na polovicu podľa možnosti 1. možnosť 3: chcete ušetriť ešte viac peňazí a máte programátor poistiek. Postavte dosku, ale vynechajte vonkajší kryštál. Pomocou programátora poistiek nastavte atmel na používanie vnútorných hodín. Verím, že tento DIY paralelný programátor vám umožní naprogramovať poistky. Používam programátor olimex. Prehľad obvodu Mikrokontrolér meria výstup z ostrého snímača vzdialenosti 2d120x (skvelé informácie o tomto snímači tu) a lineárneho potenciometra. Meria tiež výkon potenciometra LED PWM. Toto sa používa na úpravu svetelného výkonu LED. IR LED, ktorú používam, má 100 mA a špičkovú vlnovú dĺžku 950 nm (ideálne pre wiimote). Mikrokontrolér používa PWM na veľmi rýchle bliknutie LED. Používame napájací mosfet IRF720, aby mikroskop nespálil svoj výkon. Tiež som chcel v budúcnosti pridať kapacitu pre jasnejšie LED diódy. Stavová LED dióda bliká vždy, keď je v rádiu vysielaný dátový paket. Ak všetko funguje dobre, táto kontrolka by mala blikať okolo 15 Hz. Nakoniec je modul rádiového vysielača pripevnený k pinu 3 (digitálny kolík 1 pre arduino) mikrokontroléra, aby sme mohli odosielať informácie, ktoré meriame, do počítača. POTREBUJETE tiež anténu pripevnenú k doske prijímača. Použil som 12 cm dlhý drôt. Toto je polovica toho, čo sa odporúča na tejto vynikajúcej informačnej stránke. Programovanie mikrokontroléra Po vytvorení obvodu budete musieť nahrať program (priložený). Používam programovacie prostredie/libaries arduino. Môžete to skompilovať s arduino IDE a potom naprogramovať, ako obvykle. Môj obvod je zjednodušený pomocou vnútorných 8MHz hodín mikro. Ak to použijete, budete musieť nastaviť poistky tak, aby používali interné 8MHz kalibrované diaľkové ovládanie: 1111 0010 = 0xf2 To znamená, že budete potrebovať programátor, ktorý dokáže písať poistky../avrdude -C./avrdude.conf -V -p ATmega168 -P/dev/ttyACM0 -c stk500v2 -U lfuse: w: 0xf2: m Ak nemáte tento druh programátora (povedzme, že práve máte arduino doska), stačí použiť 16MHz kryštál medzi pinmi 9 a 10 a všetko by malo fungovať (nevyskúšané - možno budete potrebovať kondenzátor). Budete tiež musieť upraviť programový kód tak, aby sa prenosová rýchlosť vysielača znížila na polovicu. Testovanie Keď to máte všetko dohromady a načítaný program, musíte nastaviť jas LED diódy IR. Chcel som len maximalizovať svetelný výkon bez opekania LED diódy, takže som pár vyhodil a skončil s priemerom približne 120 ma. Ak máte multimetr, môžete to nastaviť celkom jednoducho, inak jednoducho nastavte potenciometer tak, aby bol dosť vysoký, ale nie úplne! Môžete tiež skontrolovať analógové vstupy na kolíkoch 26, 27 a 28 potenciometra nastavenia PWM, snímača vzdialenosti a potenciometra dýzy. Ak máte rozsah, môžete skontrolovať sled impulzov vychádzajúci z kolíka 3 do modulu rádiového vysielania. Skontrolujte výstup pwm LED diódy na pine 11. Fotoaparát mobilného telefónu (alebo väčšinu kamier CCD) môžete vidieť na zapnutí LED diódy IR po stlačení tlačidla trysky.

Krok 5: Prijímač spreja

Ak sa chystáte jednoduchým sprejom, potom tento kúsok nepotrebujete.

V opačnom prípade používam arduino dosku s rádiovým prijímačom zapojeným do pinu 2. Vďaka tomu je ľahké dostať sa do počítača pomocou sériového čipu USB -> na doske arduino. Ak by som chcel vytvoriť vlastný obvod, pravdepodobne by som použil hodnotiacu dosku FTDI USB -> sériový UART. POTREBUJETE tiež anténu pripevnenú k doske prijímača. Použil som 12 cm dlhý drôt. To je polovica toho, čo sa odporúča na tejto vynikajúcej informačnej stránke. Vložte skicu graffitiCanReader2.pde do arduina. Keď je plechovka zapnutá, mali by ste vidieť stavové LED diódy na plechovke a doske prijímača rýchlo blikať. Vždy, keď dióda LED bliká, je odoslaný dátový paket. Zakaždým, keď LED dióda na doske prijímača bliká, je prijatý platný dátový paket. Ak to nevidíte, niečo je na rádiovom spojení. Niečo na vyskúšanie je prepojenie TX plechovky s RX prijímača kúskom drôtu. Ak to nefunguje, pravdepodobne máte nesúlad v prenosovej rýchlosti virtuálneho drôtu (pozri kód). Za predpokladu, že na doske prijímača prebieha veľa blikaní, mali by ste to vedieť monitorovať na svojom sériovom porte USB. Ak monitorujete sériový port (zvyčajne /dev /ttyUSB0) na 57 600, mali by ste vidieť údaje vytekajúce ako Got: FF 02 Got: FF 03… Prvé číslo je tlak a druhé vzdialenosť. Teraz môžete spustiť spracovanie a použiť tieto informácie na vytvorenie krásnych fotografií! Načítajte priložený náčrt spracovania (canRadioReader.pde). Spustite program a skontrolujte výstup programu. Mali by ste dostávať frekvenciu (ktorá vám hovorí, koľko aktualizácií za sekundu prijímač získava - určite chcete, aby to bolo najmenej 10 Hz). Tiež získate vzdialenosť a meranie trysiek. Otestujte plechovku pohybom potenciometra dýzy a pohybom kúska karty pred snímačom vzdialenosti. Ak všetko funguje, pokračujte ďalším krokom - prípravou počítača na rozhovor s wiimote!

Krok 6: Computer Setup: Spracovanie a Wiimote

Našim hlavným cieľom je spracovanie rozhovoru s wiimote. Tieto pokyny sú špecifické pre Linux, ale všetko by malo fungovať na počítačoch Mac a Windows s trochou výskumu, ako dostať údaje wiimote do spracovania. Po inštalácii spracovania som na fóre našiel niekoľko pokynov, ale stále som mal určité problémy. Tu je to, čo som musel urobiť:

1. nainštalovať spracovanie
2. nainštalovať bluezové knižnice: sudo apt-get install bluez-utils libbluetooth-dev
3. vytvorte./processing/libraries/Loc a./processing/libraries/wrj4P5
4. stiahnite si bluecove-2.1.0.jar a bluecove-gpl-2.1.0.jar a vložte do./processing/libraries/wrj4P5/library/
5. stiahnite si wiiremoteJ v1.6 a vložte súbor.jar do./processing/libraries/wrj4P5/library/
6. stiahnite wrj4P5.jar (použil som alfa-11) a vložte do./processing/libraries/wrj4P5/library/
7. stiahnuť wrj4P5.zip a rozbaliť do./processing/libraries/wrj4P5/lll/
8. stiahnite si Loc.jar (použil som beta-5) a vložte do./processing/libraries/Loc/library/
9. stiahnuť Loc.zip a rozbaliť do./processing/libraries/Loc/lll/

Potom som použil kód inšpirovaný programom Classiclll, aby tlačidlá a senzorová lišta fungovali. Priložený kód/náčrt len nakreslí kruh, kde je prvý infračervený zdroj nájdený wiimote.

Ak chcete skontrolovať bluetooth, stlačte tlačidlá jedna a dve na zariadení wiimote a potom vyskúšajte $ hcitool scan na termináli. Mali by ste vidieť detegovaný nintendo wiimote. Ak nie, budete sa musieť pozrieť na svoje nastavenie bluetooth ďalej. Ak je všetko v poriadku, načítajte program wiimote_sensor.pde (priložený) a spustite ho. V dolnej stavovej časti obrazovky by ste mali vidieť: BlueCove verzia 2.1.0 na blueze, ktorá sa pokúša nájsť wii Stlačte tlačidlá 1 a 2 na wiimote. Akonáhle je detekovaný, majte infračerveným zdrojom (sprejom) pred sebou. Po vašom pohybe by ste mali vidieť červený kruh! Pred pokračovaním sa uistite, že to funguje. Ak nemôžete začať pracovať, vyhľadajte vo fóre na spracovanie.

Krok 7: Nastavenie všetkého

Stiahnite si softvér virtualGraffiti nižšie. Rozbaľte ho do adresára skicárov a potom postupujte podľa týchto krokov!

* zapnite rozprašovač, kontrolka stavu bliká. * zapnite počítač, zapojte prijímač spreja, * nastavovaciu obrazovku a projektor, * skontrolujte, či bliká kontrolka stavu prijímača spreja, * spustite spracovanie a načítajte program virtualGraffiti, * skontrolujte, či sa zobrazuje sériový indikátor RX aj TX Na doske arduino blikajú LED diódy, * stlačte obe tlačidlá na wiimote, * po výzve urobte 4 -bodovú kalibráciu (sprejom dajte postupne na každý cieľ, potom stláčajte trysku, kým nápis nezačne byť červený). * bavte sa!

Krok 8: Zdroje, odkazy, vďaka, nápady

Odkazy Tu sú odkazy, ktoré boli neoceniteľné pri realizácii tohto projektu: RF info: https://narobo.com/articles/rfmodules.html Arduino: www.arduino.cc Processing: www.processing.org Using wii with processing: 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#Vlnové dĺžky 4 -bodová kalibrácia: https://www.zaunert.de/jochenz/wii/Ďakujeme! Bez toho, aby veľa ľudí publikovalo svoje práce, by bol tento projekt oveľa ťažší a drahší. Obrovská vďaka patrí všetkým open source posádkam, ľuďom, ktorí hackli wiimote, Classiclll za uľahčenie používania wiimote so spracovaním, Jochenovi Zaunertovi za kalibráciu kódu na vykonanie kalibrácie, spracovateľskej posádke, arduino posádke, Louovi za stolársku pomoc a všetkým, ktorí skúmajú, vyrábajú a potom zverejnite svoje zistenia online! Systémy iných ľudí * Práve som našiel https://friispray.co.uk/, s otvoreným zdrojovým kódom a návodom * tento systém umožňuje používať šablóny: cool! https://www.wiispray.com/, žiadny kód alebo návod * yrwallský virtuálny graffiti systém, žiadny kód ani postup. Nápady na prieskum * použite 2 wiimotes na sledovanie 3D objemu a odstránenie snímača vzdialenosti v plechovke: https://www.cl.cam.ac.uk/~sjeh3/wii/. To by bolo dobré, pretože snímač vzdialenosti je v súčasnosti najslabšou časťou systému. To by tiež znamenalo, že by sme mohli použiť správnu zadnú projekčnú obrazovku pre živšie obrázky. * pomocou wiimote v plechovke zistíte uhol rozprašovača. To by modelu sprejovej farby dodalo na realite.