อิเล็กโทรเน็ต (EMS): 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

วัตถุประสงค์ของโครงงานนี้เพื่อเน้นการสร้างนวนิยาย "การขยายประสาทสัมผัส" ที่เน้นการคำนวณเพื่อการศึกษา โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้นักเรียนสามารถออกแบบและสร้างแอปพลิเคชันทางประสาทสัมผัสของตนเองได้ และในการทำเช่นนั้นจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิทยาการคอมพิวเตอร์ต่างๆ และหัวข้อประสาทวิทยา อุปกรณ์ HCI ที่สร้างขึ้นเรียกว่า Electronette อิเล็กโทรเน็ตเป็นอุปกรณ์กระตุ้นกล้ามเนื้อไฟฟ้าแบบติดแขนเพื่อขยายความรู้สึกโดยใช้อิเล็กโทรดและตอบสนองด้วยเอาต์พุตสัมผัสสำหรับผู้ใช้

เอกสารนี้อ้างอิงจากงานที่สนับสนุนโดยมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติภายใต้ทุนเลขที่ 1736051

โปรเจ็กต์นี้พัฒนาขึ้นใน Craft Tech Lab ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์

ฉันคิดว่าวิธีที่ดีที่สุดในการเริ่มต้นคำแนะนำนี้คือการใช้แอปพลิเคชันของ Electronette ซึ่งสามารถเห็นได้ในวิดีโอด้านบน ด้วย Electronette ฉันต้องการอนุญาตให้ผู้ใช้ปรับแต่งการเคลื่อนไหวของนิ้วโดยมีเป้าหมายเพื่อให้ผู้ใช้เล่นเครื่องดนตรีที่ไม่เคยพบมาก่อน เพื่อให้ผู้ที่มีมือที่เป็นอัมพาตครึ่งล่างสามารถมีกิจวัตรการเพาะกายด้วยนิ้วที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า เรียนรู้ตำแหน่งนิ้วขว้างเบสบอลที่แตกต่างกันรวมทั้งให้อุปกรณ์เป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณสัมผัสที่คล้ายกับมอเตอร์สั่นสะเทือน แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะเป็นเป้าหมายที่สูงส่ง แต่ฉันเชื่อว่า Electronette มีความสามารถที่จะบรรลุเป้าหมายบางอย่างได้

ในฐานะอุปกรณ์ EMS/TENS อิเล็กโทรเน็ตจะสร้างวงจรโดยใช้ร่างกายมนุษย์ ซึ่งขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า อาจทำให้กลุ่มกล้ามเนื้อหดตัวโดยไม่สมัครใจ ทำให้นิ้วกระตุก แขนขยับ มือจับ และอื่นๆ อิเล็กโทรเน็ตเป็นอุปกรณ์ที่ปรับแต่งได้ค่อนข้างมากซึ่งใช้กระแสไฟฟ้าจากหน่วย TENS หรือหน่วย EMS ที่ทำด้วยมือ (หากคุณใช้อุปกรณ์ของคุณเอง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เริ่มต้นที่กระแสไฟต่ำมากและใช้กระแสไฟ AC เสมอ) จากนั้นคุณแบ่งสัญญาณออกเป็นสองช่องสัญญาณหนึ่งช่องคือ (+) และอีกช่องหนึ่ง (-) ตามจำนวนอิเล็กโทรดที่คุณต้องการ คุณจะเชื่อมต่อช่องสัญญาณเข้ากับรีเลย์ รีเลย์จะถูกควบคุมโดย Arduino สุดท้าย คุณเชื่อมต่ออิเล็กโทรดกับขั้วอื่นบนรีเลย์ และติดตั้งโค้ด

หากคุณมีคำถามใด ๆ ต้องการติดตามงานของฉันหรือเพียงแค่โยนความคิด โปรดทำบน Twitter ของฉัน: @4Eyes6Senses

คำเตือน: โปรดอ่านเอกสารคำเตือนด้านความปลอดภัยที่พบ -ที่นี่- ก่อนใช้อุปกรณ์ประเภทใดก็ตามที่ส่งแรงดันไฟฟ้าผ่านร่างกายของคุณ โปรดอ่านว่าคุณมีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ฝังตัวหรือข้อกังวลทางการแพทย์ที่คล้ายคลึงกันหรือไม่ และพิจารณาว่าคุณควรหลีกเลี่ยงหรือไม่ ฉันคิดว่า EMS นั้นยอดเยี่ยม แต่ก็ไม่ได้เจ๋งขนาดนั้น โปรดทราบว่าคำแนะนำนี้มีไว้สำหรับแขนเท่านั้น ฉันไม่รับผิดชอบต่อความเสียหายหรือปัญหาใดๆ ที่คุณได้รับจากการใช้อุปกรณ์นี้ โปรดปลอดภัยโดยการอ่าน EMS และดูว่ามีอันตรายใดๆ ที่ขัดขวางไม่ให้คุณใช้อุปกรณ์นี้หรือไม่

เสบียง

อุปกรณ์ TENS/EMS (อาจเป็นหน่วย TENS หรือ EMS เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีโหมด "ปกติ" และมาพร้อมกับสายไฟ)

โมดูลรีเลย์หลายช่องสัญญาณ (สำหรับคำแนะนำนี้ฉันใช้รีเลย์ 16 ช่องซึ่งสามารถพบได้ที่นี่)

Arduino UNO หรือ Mega (ขึ้นอยู่กับจำนวนรีเลย์)

รถบัสเขียงหั่นขนม 2 คัน

สายริบบอนสีแดงและสีน้ำเงิน

หมุดดูปองท์และชุดตัวเรือน

DC-DC boost step-up converter (เพื่อจ่ายพลังงานให้กับรีเลย์)

ขั้นตอนที่ 1: ติดตั้งรีเลย์และสายเคเบิล

ขั้นตอนที่ 1: หลังจากที่คุณเลือกหน่วย EMS/TENS แล้ว (สำหรับคำแนะนำนี้ ฉันใช้ TENS 7000 แต่ฉันใช้ทางเลือกอื่นด้วย) ให้เปลี่ยนปลายสายตะกั่ว TENS ด้วยขั้วต่อตัวผู้ ทำสิ่งนี้อีกครั้งด้วยสายเคเบิล TENS เพิ่มเติมที่คุณมี แต่คราวนี้ตัดด้านปลั๊กยูนิต TENS ไม่ใช่ขั้วต่อพิน คุณจะใช้ในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 2: เสียบคอนเน็กเตอร์ใหม่เข้ากับบัสแต่ละตัว เสียบพินหนึ่งอันที่ "+" และอีกอันที่ "-" ไม่สำคัญว่าคุณจะเลือกสายเคเบิลชนิดใดสำหรับ VCC หรือ GND (รูปที่ 2)

ขั้นตอนที่ 3: เสียบสายเคเบิลเข้ากับด้าน "+" และ "-" ของบัส (รูปที่ 2, 3 และ 4)

ขั้นตอนที่ 2: แบ่งกระแสออกเป็นสองช่อง

ขั้นตอนที่ 1: เลือกรีเลย์ที่คุณต้องการใช้ (สำหรับคำแนะนำนี้ ฉันใช้รีเลย์ช่องสัญญาณ a16) (รูปที่ 1)

ขั้นตอนที่ 2: เสียบสายบัส "+" เข้ากับขั้วทั่วไปของรีเลย์ (ขั้วกลาง) จากนั้นทำซ้ำกับสายบัส "-" บนรีเลย์ที่อยู่อีกด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 3: ใช้ขั้วต่อพินเพิ่มเติม 2 มม. ที่คุณตัดจากสายเคเบิล TENS เชื่อมต่อกับขั้วต่อ NO (ขั้วต่อด้านขวา) (รูปที่ 2 และ 3) คุณสามารถเชื่อมต่อกับเทอร์มินัล NC (เทอร์มินัลด้านซ้าย) คุณจะต้องเปลี่ยนรหัสในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 3: เชื่อมต่อ Arduino กับรีเลย์

ขั้นตอนที่ 1: เชื่อมต่อพินยูนิตรีเลย์กับ Arduino โดยใช้สายเคเบิลสีรุ้ง เลือกตำแหน่งพินของคุณเองได้ตามใจชอบ เพียงจำไว้ว่าให้เปลี่ยนรหัสเพื่อสะท้อนสิ่งนี้

ขั้นตอนที่ 2: หากคุณใช้รีเลย์ 16 ช่องสัญญาณ คุณจะต้องมีแหล่งพลังงานเพิ่มเติมสำหรับชุดรีเลย์ เชื่อมต่อ Arduino 5V และ GND (รูปที่ 2) กับด้าน "ใน" ของ DC booster ตั้งค่าเอาต์พุตของบูสเตอร์เป็น 12V จากนั้นเชื่อมต่อบูสเตอร์กับบอร์ดรีเลย์ (รูปที่ 2)

ขั้นตอนที่ 4: ใช้โค้ดและตำแหน่งอิเล็กโทรด

รวมเป็นรหัสเริ่มต้นบางส่วนเพื่อแสดงวิธีควบคุมอิเล็กโทรเน็ตด้วยเซ็นเซอร์ หากคุณเปลี่ยนขั้วรีเลย์ คุณจะต้องย้อนกลับคำสั่ง HIGH และ LOW ในขณะที่ Arduino ปิดอยู่ เราขอแนะนำให้คุณเปิดหน่วย TENS และดูว่าระดับใดดีที่สุดสำหรับคุณหรือผู้ที่สวม Electronette โปรดระวังอย่าเปิดใช้งานแผ่นอิเล็กโทรดหลายแผ่นพร้อมกัน เนื่องจากมันอาจจะมากเกินไปสำหรับคุณที่จะจัดการ เราขอแนะนำให้เปิดใช้งานแผ่นอิเล็กโทรดหนึ่งหรือสองชุดในคราวเดียว

หลังจากอัปโหลดโค้ดบน Arduino คุณจะต้องเริ่มเพิ่มอิเล็กโทรดที่จะควบคุมแขนของคุณ ฉันแนะนำให้คุณอ่านเกี่ยวกับสรีรวิทยาแขนของมนุษย์เพื่อดูว่าคุณต้องการควบคุมกลุ่มกล้ามเนื้อแขนใด (รูปที่ 1) ฉันได้รวมรูปภาพของสถานที่ที่ฉันวางแผ่นอิเล็กโทรดไว้ด้วย (รูปที่ 2, 3 และ 4) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผ่นรอง "+" และ "-" อยู่บนแขนเดียวกัน ห้ามแยกกันระหว่างส่วนต่างๆ ของร่างกาย

คุณยังสามารถใช้อิเล็กโทรเน็ตเป็นอุปกรณ์ส่งสัญญาณสัมผัสอย่างเคร่งครัด หากคุณตั้งหน่วย TENS ไว้ต่ำพอ คุณจะรู้สึกได้ถึงความรู้สึกคล้ายกับมอเตอร์สั่น ลองใช้เลย!

ขั้นตอนที่ 5: เสร็จแล้ว

ตอนนี้คุณมีอิเล็กโทรเน็ตของคุณเองแล้ว!

หากคุณมีคำถามเชิงลึก ต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับการเสริมมนุษย์ ต้องการติดตามงานของฉัน หรือเพียงแค่โยนความคิดต่างๆ โปรดทำใน Twitter ของฉัน:

@4Eyes6Sense ขอบคุณค่ะ