نظام التفاعلات الفيزيائية - PlateaPlayer: 19 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

يصف هذا المشروع العملية المتبعة لتصميم وتطوير تنفيذ الأجهزة لتفاعلات الحوسبة المادية لمشغل فيديو تفاعلي يستهدف طلاب الفيديو والتلفزيون الرقمي في Universidad Autónoma de Occidente ، المشاركين حول موضوع مقاطع الفيديو التفاعلية متعددة الحواس ، في شكل منتج يمكن تصنيعه والتلاعب به بسهولة.

حاليًا ، لا توجد منصات مجانية لتطوير هذا النوع من مقاطع الفيديو التي تتضمن أيضًا تفاعلات حسية. لذلك ، فإن الغرض الرئيسي منه هو تجنب اضطرار الطلاب إلى شراء تراخيص برامج باهظة الثمن ، والاعتماد على حلول نصفية وتقديمها لمهام الفصل ، والاضطرار إلى قضاء المزيد من الوقت في تطوير هذه الأنظمة الأساسية بأنفسهم.

يتكون التطبيق المقترح هنا من خمس وحدات تمثل التفاعلات الحسية الرئيسية التي يمكن مزامنتها. هذه هي: الماء والدخان ودرجة الحرارة (الساخنة / الباردة) والرياح والضوء. سيتم التحكم في هذه بواسطة Arduino باستخدام مكتبة Johnny Five JavaScript.

الخطوة 1: المواد والأدوات - صندوق الحاوية

بالنظر إلى أن هذا المشروع كان يهدف إلى تطوير نموذج أولي للنظام المقترح ، تم استخدام مواد بسيطة:

• كرتون القش
• قضبان من خشب البلسا (مربعة ومثلثة الشكل)
• مقص ، شريط عازل ، غراء خشب ، مشرط ، منشار

الخطوة 2: المواد - وحدة الرياح

5 مراوح وحدة المعالجة المركزية

الخطوة 3: المواد - وحدة درجة الحرارة

• 2 خلايا بلتيير
• 4 خافضات حرارة
• 2 مراوح (مثل وحدة الرياح)

الخطوة 4: المواد - وحدة الإضاءة

• ~ 50 سم من شريط RGB LED
• 3 الترانزستورات TIP31C
• مصدر طاقة خارجي

الخطوة 5: المواد - وحدة الدخان

• 1 المرطب بالموجات فوق الصوتية
• 1 1-قناة التتابع
• مصدر طاقة خارجي
• حاوي المياه

الخطوة 6: المواد - وحدة المياه

• مضخة غاطسة صغيرة
• ~ أنبوب بلاستيكي 20 سم
• حاوية الماء (مثل وحدة الدخان)
• قش صغير (~ 5)

الخطوة 7: قطع الثقوب على الجانب الأمامي للمراوح

اقطع قطعة من الورق المقوى (بعرض 50 سم وطول 40 سم تقريبًا) ، ثم اقطع 5 ثقوب لكل مروحة باستخدام المبضع. أخيرًا ، قم بلصقها على الورق المقوى.

الخطوة 8: عمل وحدات درجة الحرارة (خلية بلتيير)

ألصق خلايا بلتيير بالمبددات الحرارية.

الخطوة 9: دمج وحدات بلتيير في المراوح

الصق وحدات بلتيير بمروحة. تأكد من لصقها باتجاه الجانب الأمامي في اتجاهين متعاكسين بحيث يتم نفخ الجوانب الساخنة والباردة لكل خلية بالخارج بواسطة المروحة المقابلة.

الخطوة 10: عمل "العمود" للغلاف العلوي

اقطع قضبان البلسا (بعرض 50 سم تقريبًا) وألصقها معًا كما هو موضح في الصور. سيسمح هذا للغلاف العلوي من الورق المقوى بالالتصاق بالأمام والجوانب.

بعد ذلك ، قم بلصق قطعة من الورق المقوى معًا على الجانب القطري وقم بعمل حوالي 8 فتحات صغيرة (حوالي 5 مم × 5 مم) لإدخال قش وحدة المياه.

الخطوة 11: إعطاء الهيكل للصندوق

قم بقص 3 قضبان من البلسا كما هو موضح في الصورة وألصقها على قطعة الكرتون الجانبية الأمامية.

الخطوة 12: قص جوانب الصندوق

قطع 3 قطع من الورق المقوى (بعرض 50 سم تقريبًا بطول 50 سم وبعمق 30 سم تقريبًا). 2 لكل جانب من جوانب الصندوق بالإضافة إلى 1 للداخل لفصل مساحة حاوية الماء عن المكونات الإلكترونية.

الخطوة 13: تكييف مساحة حاوية المياه

اصنع قاعدة لوعاء الماء عن طريق قطع 3 قطع من قضبان البلسا مربعة الشكل إلى 20 سم تقريبًا ثم اربطها معًا بإطار الهيكل الرئيسي كما هو موضح في الصورة ، بحيث يمكن استيعاب الحاوية.

بعد ذلك ، استخدم قطعة من الورق المقوى المقطوع مسبقًا للجوانب ، وقم بعمل ثقب صغير بحيث يمكن لبعض الأسلاك أن تمر من خلاله ، وقم بربطها ببعضها البعض.

اختياريًا ، يمكنك لصق قضيب بلسا على شكل مثلث على الجزء الخلفي من القاعدة لتجنب سقوط الحاوية وانسكاب الماء.

الخطوة 14: عمل وعاء الماء

قطع زجاجة بلاستيكية إلى النصف واستخدم الجزء العلوي منها كغطاء كما هو موضح في الصور. ضع المضخة الصغيرة والمرطب فوق الصوتي بالداخل.

املأها بالماء قبل الاستخدام.

الخطوة 15: إغلاق الهيكل الرئيسي

ألصق أغطية الورق المقوى الجانبية والسفلية والعلوية بالغراء لبقية الهيكل.

الخطوة 16: إضافة وحدة الأضواء

قم بربط شريط RGB LED حول الجزء العلوي والجوانب من الصندوق ، بحيث يمكن للأسلاك أن تدخل داخل الفتحة الموجودة على الجانب الأيسر.

الخطوة 17: عمل أنبوب الماء

اقطع حوالي 8 فتحات صغيرة (حوالي 1 مم × 1 مم) في الأنبوب البلاستيكي وأدخل الشفاطات الصغيرة. قم بربطها ببعضها البعض بإحكام قدر الإمكان لتجنب تسرب الماء إلى باقي الصندوق.

أخيرًا ، قم بتوصيل الطرف المفتوح من الأنبوب بالمضخة الدقيقة وأدخل القش في فتحات القطعة القطرية العلوية من الورق المقوى.

الخطوة 18: الأسلاك

يمكن تغيير المسامير المحددة حسب رغبة المستخدم بحيث لا يتم تحديدها هنا ، على الرغم من أن الكود يفعل ذلك بوضوح

وحدات الرياح / درجة الحرارة:

استخدم أسلاك العبور لتوصيل 5Vs لكل مروحة وخلية بلتيير بدبوس رقمي في لوحة Arduino ، و GNDs بخط GND المشترك في اللوحة الأولية.

وحدة المياه:

استخدم أسلاك التوصيل لتوصيل 5 فولت للمضخة الصغيرة مباشرة بأحد دبابيس 5 فولت في Arduino ، واستخدم ترانزستور TIP31C كمفتاح لأسلاك GND. ينتقل هذا الترانزستور إلى دبوس رقمي إلى Arduino للتحكم فيه.

وحدة الأضواء:

استخدم أسلاك العبور لتوصيل كل قناة ملونة بترانزستور TIP31C متصل بخط GND للوح الأولي ، والذي ينتقل إلى دبوس تمثيلي في Arduino للتحكم في اللون المعروض عن طريق تحديد R و G و B إلى اللون الصحيح. يتم توصيل سلك الطاقة بخط بروتوبورد يتم تشغيله من خلال محول متصل بمأخذ طاقة عادي.

وحدة الدخان:

استخدم أسلاك التوصيل لتوصيل الطاقة بمرحل يصلها بمصدر الطاقة نفسه في اللوحة الأولية من وحدة المصابيح. ثم قم بتوصيل هذا المرحل بدبوس رقمي في Arduino لتشغيله وإيقافه. قم بتوصيل GND بخط GND في اللوحة الأولية.

الخطوة 19: البرمجة والتشغيل

مطلوب خادم Node بسيط حتى يعمل Johnny Five. لتوصيل الواجهة الأمامية والخلفية في الوقت الفعلي ومزامنة الفيديو التفاعلي مع التفاعلات الحسية ، يتم أيضًا تنفيذ Socket.io.

يمكن تنزيل رمز هذا النظام ، بالإضافة إلى مشغل الفيديو التفاعلي الذي تم تطويره مسبقًا كمكوِّن إضافي لـ JavaScript ، في Github repo:

قم بخدمة صفحة الويب مع اللاعب من نفس الخادم وتشغيل كليهما.