[الماوس القابل للارتداء] وحدة تحكم الماوس القابلة للارتداء القائمة على Bluetooth لنظامي التشغيل Windows 10 و Linux: 5 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

لقد صنعت وحدة تحكم بالماوس قائمة على Bluetooth يمكن استخدامها للتحكم في مؤشر الماوس وإجراء العمليات المتعلقة بالماوس على الكمبيوتر أثناء التنقل ، دون لمس أي أسطح. يمكن استخدام الدوائر الإلكترونية ، المضمنة في قفاز ، لتتبع إيماءات اليد من خلال مقياس التسارع ويمكن ترجمتها إلى حركة مؤشر الماوس. يتم أيضًا توصيل هذا الجهاز بزر يكرر نقرة الزر الأيسر. يمكن توصيل الجهاز بشكل تسلسلي بجهاز الكمبيوتر (عبر USB) أو لاسلكيًا من خلال اتصال Bluetooth. توفر تقنية Bluetooth اتصالاً لاسلكيًا قويًا وعالميًا بين الجهاز المضيف وهذا الماوس القابل للارتداء. نظرًا لأن البلوتوث متاح على نطاق واسع ويأتي مدمجًا مع جميع أجهزة الكمبيوتر المحمولة الشخصية تقريبًا ، فإن حالة استخدام مثل هذا الجهاز القابل للارتداء واسعة. باستخدام Raspberry Pi ، وهو نظام تطوير شائع الاستخدام للعديد من المشاريع ، فإن التفاعل بين أجهزة الاستشعار المختلفة وتطوير مثل هذا الجهاز سهل وقابل للتطوير. يمكن استبدال القفاز بأي جهاز آخر يمكن ارتداؤه لجعل تطبيقه أكثر اتساعًا.

كإجراء وقائي ضد COVID-19 ، يُنصح بتجنب لمس الأسطح التي يمكن مشاركتها بين مختلف الأشخاص ، ويمكن أن يكون جهاز كمبيوتر محمول أو ماوس بشاشة تعمل باللمس من بين تلك الأسطح الشائعة. يساعد استخدام مثل هذا الجهاز القابل للارتداء في الحفاظ على النظافة والحفاظ على نظافة الأسطح الشائعة الاستخدام:)

اللوازم

• Raspberry Pi 3 موديل B V1.2
• جهاز SparkFun ثلاثي المحاور للتسارع - MMA8452Q
• ذكر إلى أنثى سلك توصيل معزز
• قفاز
• شريط لاصق
• مقص
• كابل Micro-USB
• كابل HDMI (للتصحيح من خلال Raspberry Pi)

الخطوة 1: مقياس التسارع البيني مع Raspberry Pi

لقد استخدمت مقياس تسارع ثلاثي المحاور MMA8542Q من Sparkfun والذي يستخدم بروتوكول اتصال I2C للتحدث إلى دبابيس Raspberry Pi GPIO وإرسال بيانات المحاور. يوفر هذا المستشعر أوضاع تشغيل مختلفة مع معدل البيانات القابل للتكوين ، وأوضاع السكون ، ونطاق التسريع ، ووضع المرشح ، وما إلى ذلك ، لقد وجدت أن الكود من Pibits مفيد جدًا في تهيئتي الأولية للمستشعر واختباره بإيماءات يدي. من الأفضل وضع المستشعر أولاً على سطح مستو وإجراء إمالة حتمية أثناء مراقبة قيم المستشعر الخام. هذا مفيد بشكل خاص في فهم كيفية تفاعل هذا المستشعر مع إيماءات اليد المختلفة وكيف يمكننا إعداد عتبات لتطبيقنا. بمجرد ربط مقياس التسارع بنجاح ، يمكنك رؤية بيانات المحاور الأولية التي تظهر على شاشة Pi الطرفية.

الخطوة 2: ربط زر الضغط مع Raspberry Pi

في هذا الجهاز القابل للارتداء ، قمت بتوصيل زر يمكنه العمل كزر الماوس الأيسر حتى أتمكن من النقر فوق الرموز الموجودة على الشاشة. يتم بعد ذلك توصيل طرفي الزر بدبوسين GPIO في Pi. ينتج أحد الدبابيس ارتفاعًا منطقيًا ويقرأ الدبوس الآخر هذه القيمة. عند الضغط على الزر ، تصبح الدائرة مغلقة ويكون دبوس الإدخال قادرًا على قراءة قيمة منطقية عالية ، والتي تتم معالجتها بعد ذلك بواسطة البرنامج النصي الذي كتبته لمحاكاة النقر بالماوس الأيسر. بسبب نقص حديد اللحام ، استخدمت شريط مجرى الهواء لتوصيل وصلات العبور بالزر.

الخطوة 3: تطوير Python Script للتحكم في مؤشر الماوس بشكل تسلسلي

لقد استخدمت مكتبة Pyautogui Python للتحكم في مؤشر الماوس. سبب استخدام هذه المكتبة هو أنها تعمل على كل من نظام Linux وكذلك نظام Windows. من أجل التحكم في مؤشر الماوس على Raspberry Pi الخاص بي ، قمت أولاً بتوصيل Pi بشاشة. بعد ذلك ، استخدمت واجهات برمجة التطبيقات التالية التي توفرها المكتبة للتحكم في مؤشر الماوس:

1. pyautogui.move (0، 200، 2) # يحرك الماوس لأسفل بمقدار 200 بكسل خلال ثانيتين
2. pyautogui.click () # انقر بالماوس

من أجل تصفية بيانات الخطأ الواردة من مقياس التسارع ، استخدمت طرق المتوسط وطرق التصفية الأخرى التي يمكن فهمها بسهولة من خلال الكود المرفق. تم استخدام API pyautogui.move (0 ، y) بطريقة تجعل مؤشر الماوس إما يتحرك لأعلى أو لليمين أو لليسار في المرة الواحدة. هذا لأن مقياس التسارع يُبلغ عن المحاور في اتجاه X و Y و Z ، لكن واجهة برمجة التطبيقات تأخذ وسيطتين فقط ، المحاور X و Y. ومن ثم ، كان هذا النهج مناسبًا جدًا لمقياس التسارع الخاص بي ولرسم خريطة الإيماءات على الشاشة.

الخطوة 4: تطوير Python Script للتحكم في مؤشر الماوس عبر البلوتوث

هذا الجزء عبارة عن تطبيق متقدم حيث يمكن لأي كمبيوتر محمول لديه إمكانات Bluetooth الاتصال بـ Raspberry Pi في نموذج اتصال الخادم والعميل ونقل إحداثيات الماوس لاسلكيًا. لإعداد كمبيوتر محمول يعمل بنظام Windows 10 64 بت للسماح باتصال Bluetooth ، نحتاج إلى اتباع الخطوات التالية:

نظام التشغيل Windows 10:

1. قم بإنشاء منفذ Bluetooth COM وارد.
2. قم بإقران Bluetooth Pi مع Bluetooth في الكمبيوتر المحمول عن طريق جعل Pi قابلاً للاكتشاف.
3. قم بتثبيت Python على نظام Windows.
4. قم بتثبيت النقطة على Windows. يستخدم Pip لتثبيت المكتبات على جهاز Linux أو Windows.
5. قم بتثبيت pyautogui على Windows باستخدام: pip install pyautogui
6. بمجرد تثبيت pyautogui على الجهاز ، قم بتثبيت Pybluez على Windows باستخدام الأمر التالي على محطة Windows باستخدام: pip install PyBluez-win10. تقوم PyBluez بتمكين اتصال Bluetooth على كل من أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بنظام Windows و Linux.

7. من أجل تطوير تطبيق على كمبيوتر محمول يعمل بنظام Windows 10 ، نحتاج إلى تثبيت Microsoft Visual Studio (مطلوب 15-20 جيجابايت من المساحة) وأدوات البناء الخاصة به. لذلك ، جنبًا إلى جنب مع PyBluez ، نحتاج إلى اتباع الإرشادات أدناه ،

   1. قم بتنزيل وتشغيل "Visual Studio Installer":

   2. قم بتثبيت "Visual Studio Build Tools 2017" ، وتحقق من "Visual C ++ build Tools" و "Universal Windows Platform build tools"

   3. استنساخ بوابة
   4. قرص مضغوط pybluez

   تثبيت python

8. إذا تم اتباع الإرشادات المذكورة أعلاه بشكل صحيح ، فيجب أن يعمل تشغيل Python على windows terminal واستيراد pyautogui ووحدة Bluetooth بدون أخطاء ، كما هو موضح في الصورة أعلاه.
9. في مكتبة pybluez المثبتة على جهاز Windows ، انتقل إلى: pybluez-master / أمثلة / simple / rfcomm-server.py وتنفيذها باستخدام python rfcomm-server.py. إذا دخل الجهاز في حالة انتظار دون أخطاء ، فانتقل إلى القسم أدناه لإعداد Bluetooth على Pi. إذا كانت هناك أخطاء في تثبيت pybluez ، فراجع مشكلات GitHub لتصحيح الأخطاء.

Raspbian على Raspberry Pi:

1. قم بتثبيت PyBluez على Pi
2. قم بتشغيل مثال الخادم على Windows. ثم ، في Pi ، انتقل إلى pybluez-master / أمثلة / simple / rfcomm-client.py وقم بالتنفيذ. إذا بدأ الجهازان في الاتصال ، فسيتم إعداد Bluetooth الآن على كلا الجهازين. لفهم المزيد حول كيفية عمل اتصال المقبس مع Python ، راجع هذا الرابط من MIT.

سيكون هناك بعض التحليل الإضافي للبيانات المطلوبة لإرسال بيانات المحاور من Pi إلى الكمبيوتر الشخصي ، حيث يتم إرسال البيانات بالبايت. الرجوع إلى الكود المرفق لمزيد من المعلومات حول اتصال بيانات العميل والخادم.

الخطوة 5: تضمين مقياس التسارع والزر على القفاز

بمجرد أن يتم ربط مقياس التسارع جيدًا ، يبدو النظام الهيكلي شيئًا ما في الصورة الأولى في هذه الخطوة.

نظرًا لأن سطح القفاز ليس مسطحًا ، فقد استخدمت بطاقة ائتمان وهمية تأتي إلى صندوق البريد الخاص بي بين الحين والآخر. وفقًا للصورة الثانية في هذه الخطوة ، قمت بإرفاق بطاقة الائتمان الوهمية على السطح العلوي لقفازتي بشريط لاصق. فوق البطاقة ، قمت بتوصيل مقياس التسارع الخاص بي. كان هذا الإعداد قويًا بما يكفي للحفاظ على استقرار مقياس التسارع الخاص بي وقادرًا على تتبع إيماءاتي بدقة.