Augmented Reality Brillen sind unglaublich cool! Es ist immer noch schwer zu sagen, ob dies so notwendig ist wie ein Smartphone oder nur ein teures Spielzeug. Stellen Sie sich ein interessantes Projekt für intelligente Brillen für den professionellen Einsatz vor, das die Arbeit eines Elektrikers / Elektronikingenieurs erleichtert. Machen wir es im Stil des guten alten Heimwerkers mit Arduins und 3D-Druckern.Jeder, der ein wenig Elektronik gemacht hat, weiß zumindest, was ein Multimeter ist und wie man es benutzt. Nichts allzu kompliziertes - wir nehmen zwei Sonden, stellen den Messmodus ein, stupsen und sehen uns das Ergebnis auf dem Display an. Trotz seiner Einfachheit gibt es in der beruflichen Praxis häufig Fälle, in denen sich in jeder Hand ein Stift befindet und das Messgerät ihn einfach nicht platzieren kann und Sie ihn in jeder Hinsicht biegen müssen, um ihn irgendwo anzubringen. Dies führt zu enormen Unannehmlichkeiten bei der Arbeit und führt bei entsprechender Unbeholfenheit und hohen Belastungen auch zu einem hellen Feuerwerk.Alain Mauer überlegte, warum er die Messergebnisse des Multimeters nicht direkt vor seinen Augen mit Augmented-Reality-Technologien wie Google Glass anzeigen sollte.Er entwickelte ein eigenes Projekt für intelligente Brillen, das auf dem Arduino Pro Micro-Controller, einem kleinen Display mit einer Diagonale von 1,68 cm (0,66 Zoll) sowie einem Bluetooth-Modul basiert.
Das Gerätegehäuse wird auf einem 3D-Drucker gedruckt und alle Details können auf der Projektseite heruntergeladen werden .Wie Sie bereits aus dem Titel des Artikels erraten haben, wird es jedoch keine Beschreibung der Montage von Teilen gemäß den vorgefertigten Anweisungen geben, sondern ich werde zeigen, wie ich dieses Gerät aus dem zusammengebaut habe, was ich in meinem Haufen elektronischen Mülls gefunden habe. Und wir werden mit einem Mikrodisplay beginnen.Im Prinzip verkaufen die chinesischen Genossen solche Bildschirme sehr günstig, aber der Zirkus mit dem schwarzen Freitag, der zu diesem Zeitpunkt verging, machte deutlich, dass das Warten sehr lange dauern würde.Deshalb stöberte ich im Müll und fand einen alten sowjetischen Taschenrechner Electronics B3-21 mit guten Miniatur-Acht-Segment-Indikatoren.
Hör auf! Halten Sie Ihren gerechten Zorn und nehmen Sie Ihre Hände von der Tastatur. Ich würde eine solche Seltenheit nicht aus Gründen der Indikatoren brechen. Vor ein paar Jahren habe ich drei solcher Instanzen aus der Müllkippe gerettet. Zwei von ihnen waren mehr oder weniger intakt, ich gab sie Sammlern. Letzteres waren nur elende Überreste in Form einer Tafel mit Indikatoren, während sich die "Gehirne" des Rechners selbst auf der anderen Seite befanden, die die Barbaren und das Korps irgendwo teilten.
Wie Sie auf dem Foto sehen können, befanden sich nur drei Indikatoren im Taschenrechner, die im DIP-14-Paket enthalten sind. Jeder Indikator hat fünf Symbole, sieben Segmente in jedem + einen weiteren Punkt. Vorsichtig löten und auf das Steckbrett legen. Das Design ist etwas größer als das Mikrodisplay des Originaldesigns.
Da tagsüber bei Feuer keine Dokumentation für diese Indikatoren gefunden werden kann, verwenden wir einen kleinen Trick, um die Pinbelegung zu bestimmen. Viele Multimeter im Wähl- / Widerstandsmodus geben den Sonden genügend Spannung, damit die LEDs schwach leuchten, oder solche Anzeigen. Abwechselnd alle Schlussfolgerungen ziehen wir die notwendigen Anoden (+) und Kathoden (-). Letztere sind durch Nummern gekennzeichnet, die für jedes der fünf Zeichen verantwortlich sind.
Um zwei dieser Indikatoren zu verwalten, benötigen Sie einen Mikrocontroller und nur 18 seiner Ports. Rollen Sie Ihre Lippe hoch und verwenden Sie die Schieberegister 74HC595. Jeder von ihnen hat acht Ausgänge und ist nur mit drei Controller-Ports verbunden. Das einfachste Netzwerkverbindungsschema:
Ich habe zwei davon in kleinen Fällen zum Design hinzugefügt. Der erste steuert die Segmente und der zweite steuert die Symbole. Es gibt mehr Zeichen als die Registerausgänge, da die beiden extremen Zeichen in der unteren Zeile nicht verwendet werden, was im Prinzip nicht beängstigend ist, da ich geplant habe, den gemessenen Wert in Form von Zahlen in der oberen Zeile anzuzeigen, und drei Zeichen in der unteren Maßeinheit dafür ausreichen.Der Code zum Anzeigen von Zeichen ist ein Byte, von dem jedes Bit im Fall des ersten Registers für gezündete Segmente und im Fall des zweiten für gezündete Zeichen verantwortlich ist. Solche Bytes werden häufig auch in hexadezimaler Schreibweise dargestellt.Illustratives Beispiel für Indikatorsegmente Als Controller habe ich den chinesischen Arduino Nano verwendet. Es ist etwas mehr als die Micro-Version und passt auch perfekt in das Originalgehäuse.Wir verbinden uns mit dem Arduino und überprüfen die Funktion der Indikatoren.
Nach einer erfolgreichen Überprüfung ist es Zeit, darüber nachzudenken, was auf diesem Display angezeigt wird.Im ursprünglichen Projekt verwendete der Autor das „intelligente“ Multimeter OWON B35T, das über eine integrierte Bluetooth-Schnittstelle verfügt und Messergebnisse über dieses senden kann.
Anstelle dieser Dummheit werden wir einen billigeren, ramponierten alten guten Mastech MS8250B pumpen, der dennoch eine USB-Schnittstelle hat.
Wir entwickeln dieses Gerät zurück und stellen fest, dass die Schnittstelle auf einer separaten Platine hergestellt wird, die optisch vom Rest der Schaltung isoliert ist. Und hier verwendeten sie nicht die berüchtigten Optokoppler, sondern die echten Infrarotpaare aus Licht und Fotodioden. Der Abstand zwischen ihnen ist so groß, dass Sie mit Sicherheit bis zu Kilovolt messen können, ohne befürchten zu müssen, Ihren Computer zu verbrennen. Auf der Platine sehen Sie den CP2102-Chip, einen UART → USB-Konverter, der ein großer Erfolg ist, da jeder Arduinka das UART-Protokoll von der Ladestation aus kennt.
Das Funktionsprinzip ist einfach und trivial. Der CP2102-Chip wird über USB mit Strom versorgt. Gleichzeitig leuchtet die IR-LED auf. Dadurch wird das Multimeter darauf hingewiesen, dass es an den Computer angeschlossen ist. Danach beginnt das Multimeter fröhlich mit seiner LED zu blinken und sendet Messdaten . Wir verbinden diesen Cartoon mit dem Computer und sehen mit dem ComPort Toolkit, was er sendet:
Ja, es scheint völliger Unsinn zu sein. Offensichtlich haben die chinesischen Genossen nicht die Standardgeschwindigkeit von 9600 verwendet. Wir rüsten uns mit einem Logikanalysator (Saleae-Logik-kompatibel) aus und betrachten das Signal genauer. Die Saleae-Software ist so cool, dass sie die Geschwindigkeit des UART automatisch anhand der Länge des Startbits bestimmen kann.
Der Analysator hat die Geschwindigkeit bei 2400 klar definiert. Wir stellen die richtige Geschwindigkeit im Terminal ein und sehen uns den Ausgang an. Klicken Sie verzweifelt auf die Multimeter-Modi, um mehr verschiedene Daten zu erfassen.
Nun, ein Muster ist bereits erschienen, obwohl immer noch nicht klar ist, was er sendet.Hinweis, 123456789ABCDE. , . — .
Ich habe verschiedene Widerstände gemessen, indem ich zum Vergleich eine Tabelle zusammengestellt habe.
Nachdem ich die Tabelle studiert hatte, wurde mir klar, wie das Multimeter die Messdaten codiert. Sie können unabhängig über dieses Problem nachdenken, denn der Ungeduldige hier ist die Lösung:die Entscheidung
, , , . , . , 0 7D, 2 5B. , . .
Es bleibt nur ein Controller im Gehäuse des Multimeters, der die Infrarot-LED einschaltet, Messdaten von UART empfängt und an die Brille sendet. In diesem Fall habe ich, nur um die Technologie zu testen, dort ein großes Arduino genommen, da die kleinen plötzlichUm das Multimeter mit der Brille zu verbinden, habe ich billige 433-MHz-Funkmodule verwendet. Leider ist dies die schlimmste Entscheidung, die Sie treffen können, aber es war das einzige, was zur Hand war.
Display, Controller, Receiver und Akku in ein bedrucktes Gehäuse stecken Wir
mussten hart mit dem optischen Teil arbeiten. Ein Plastikspiegel wie der eines Autors ist in meiner Nähe nicht zu finden. Ich bin kein Meister im Glasschneiden, weil ich trotz aller Aberglauben einen kleinen Spiegel zerbrochen und ein geeignetes Fragment unter fließendem Wasser in die gewünschte Form gebracht habe.
An dieser Stelle empfehle ich Ihnen, zum Anfang des Artikels zurückzukehren und das Design des Geräts zu aktualisieren. Das Objektiv spielt hier eine große Rolle - es fokussiert auf das Auge das Bild vom Display. Je nach Art und Position hängt es davon ab, in welchem Augenfokus die Zahlen deutlich sichtbar sind. Natürlich habe ich nicht das gleiche Objektiv gefunden, weil ich den üblichen Kunststoff eines billigen Monokulars verwendet habe. In meinem Fall platzierte ich es zwischen dem Spiegel und den Indikatoren und fand die beste Position in Bezug auf den Fokus. Um einen Reflektor herzustellen, habe ich die CD geteilt, die Daten mit einem Lappen gelöscht und einfach ein geeignetes Stück ausgeschnitten. Nach dem Zusammenbau erhalten wir das begehrte Gerät.
Aufgrund der Tatsache, dass das falsche Objektiv verwendet wurde, sowie der Tatsache, dass die Anzeigen größer als das Display sind, sind auf dem Reflektor in der oberen Zeile nur vier Zeichen sichtbar, und die untere Zeile fällt nicht vollständig ab. Auf dem Foto überträgt die Kamera Farben zu hell, tatsächlich sind die Zahlen viel verblasst.
Im Allgemeinen ist es für eine Kamera ziemlich problematisch, ein Bild auf einem Reflektor aufzunehmen. Außerdem sieht sie immer die Zahlen im Fokus, was sicherlich weit von der Realität entfernt ist. Schließen Sie ein Multimeter an und sehen Sie, wie es funktioniert.
Für eine Kamera ist es schwierig, beide Linien zu erfassen, obwohl das Auge sie sieht. Die Arbeit mit dem resultierenden Gerät sieht ungefähr so aus:
Das Messergebnis beträgt 6,73 Volt. Wie Sie sehen können, haben die Ingenieure der UdSSR, die diese LED-Anzeigen aus irgendeinem Grund entwickelt haben, den Punkt in eine so ungünstige Position gebracht, was jedoch wiederum als Glücksfall angesehen werden kann, da der Punkt im Multimeter vollständig links vom Symbol liegt. Nun, dies ist jedoch eine Gewohnheitssache.Zusammenfassung
Das Gerät in meiner Leistung stellte sich natürlich als ziemlich kollektiver Bauernhof heraus, aber selbst in dieser Form erfreut seine Verwendung. Leider erwiesen sich die Anzeigen des alten Rechners als mittelmäßige Option, da bei normaler Beleuchtung die Zahlen praktisch nicht sichtbar sind. Ich rate auch nicht zu den Funkmodulen: Der Sender wird die Batterie schnell entladen, und die Verbindung wird immer noch so lala sein. Nun, der Hauptnachteil wahrscheinlich jeder Augmented-Reality-Brille ist der Fokus. Für den Effekt, dass das Bild über das Objekt gelegt wird, auf das der Blick gerichtet ist, muss die entsprechende Fokussierung beachtet werden. Und das Problem ist, dass das Auge es ständig ändert, wodurch die ganze "Magie" verloren geht.Ich hoffe, dass die Hersteller solcher Geräte an einer Lösung für dieses Problem arbeiten und wir eines Tages die Vorteile von Augmented Reality bei beruflichen Aktivitäten voll nutzen können.