¡Las gafas de realidad aumentada son cosas increíblemente geniales! Es cierto, todavía es difícil decir si esto es algo tan necesario como un teléfono inteligente o simplemente un juguete costoso. Considere un proyecto interesante para gafas inteligentes para uso profesional que facilite el trabajo de un electricista / ingeniero electrónico. Hagámoslo al estilo del viejo bricolaje con arduins e impresoras 3D.Todos los que han hecho un poco de electrónica al menos saben qué es un multímetro y cómo usarlo. Nada demasiado complicado: tomamos dos sondas, configuramos el modo de medición, tocamos y miramos el resultado en la pantalla. A pesar de su simplicidad, en la práctica profesional a menudo hay casos en los que hay un lápiz en cada mano, y el dispositivo de medición simplemente no tiene dónde colocarlo y tiene que desechar todo en todos los sentidos para colocarlo en algún lugar. Esto introduce enormes inconvenientes en el trabajo y, con la torpeza debida y las altas tensiones, también conduce a fuegos artificiales brillantes.Alain Mauer pensó: ¿por qué no mostrar los resultados de medición del multímetro frente a sus ojos, utilizando tecnologías de realidad aumentada como Google Glass?Desarrolló su propio proyecto para gafas inteligentes, que se basa en el controlador Arduino Pro Micro, una pequeña pantalla con una diagonal de 0.66 pulgadas (1.68 cm), así como un módulo bluetooth.
La carcasa del dispositivo está impresa en una impresora tridimensional y todos los detalles están disponibles para descargar en la página del proyecto .Sin embargo, como ya adivinó por el título del artículo, no habrá una descripción del ensamblaje de piezas de acuerdo con las instrucciones preparadas, en su lugar, mostraré cómo ensamblé este dispositivo a partir de lo que encontré en mi montón de basura electrónica. Y comenzaremos con una micro pantalla.En principio, los camaradas chinos venden tales pantallas de manera muy económica, pero el circo con el paso del viernes negro en este momento dejó en claro que tomaría mucho tiempo esperar.Por lo tanto, hurgando en la basura, encontré una vieja calculadora soviética Electrónica B3-21 con buenos indicadores en miniatura de ocho segmentos.
Basta! Mantenga su ira justa y retire las manos del teclado. No rompería tal rareza por el bien de los indicadores. Hace un par de años salvé tres de esos casos del basurero. Dos de ellos estaban más o menos intactos, se los di a los coleccionistas. El último era solo restos miserables en forma de un tablero con indicadores, mientras que los "cerebros" de la calculadora estaban ubicados en el otro lado, que los bárbaros y el cuerpo dividieron en alguna parte.
Como puede ver en la foto, solo había tres indicadores en la calculadora, y están hechos en el paquete DIP-14. Cada indicador tiene cinco símbolos, siete segmentos en cada uno + otro punto. Suelde suavemente y póngalo en el tablero. El diseño de tamaño sale bastante más grande que la micropantalla del diseño original.
Como no se puede encontrar documentación para estos indicadores durante el día con fuego, usamos un pequeño truco para determinar el pinout. Muchos multímetros en el modo de cuadrante / resistencia dan suficiente voltaje a las sondas para hacer que los LED brillen débilmente, o tales indicadores. Por turnos sacando todas las conclusiones encontramos los ánodos necesarios (+) y los cátodos (-). Estos últimos están indicados por números responsables de cada uno de los cinco caracteres.
Por lo tanto, para administrar dos de estos indicadores, necesitará un microcontrolador y solo 18 de sus puertos. Enrolle el labio y use los registros de desplazamiento 74HC595. Cada uno de ellos tiene ocho salidas y se conecta a solo tres puertos de controlador. El esquema de conexión de red más simple:
agregué dos de estos en pequeños casos al diseño. El primero controla los segmentos y el segundo controla los símbolos. Hay más caracteres que las salidas de registro, porque no se usarán los dos caracteres extremos en la fila inferior, lo que no da miedo en principio, ya que planeé mostrar el valor medido en forma de números en la línea superior, y tres caracteres en la unidad de medida inferior serán suficientes para esto.El código para mostrar caracteres es un byte, cada uno de los cuales es responsable en el caso del primer registro para segmentos encendidos, y en el caso del segundo, para caracteres encendidos. Dichos bytes también se representan a menudo en notación hexadecimal.Ejemplo ilustrativo para segmentos indicadores Como controlador, utilicé el chino Arduino Nano. Es un poco más que la versión Micro y también encaja perfectamente en la carcasa original.Nos conectamos al arduino y verificamos el funcionamiento de los indicadores.
Después de una verificación exitosa, es hora de pensar en lo que mostrará esta pantalla.En el proyecto original, el autor utilizó el multímetro "inteligente" OWON B35T, que tiene una interfaz Bluetooth incorporada y puede enviar resultados de medición a través de él.
En lugar de esta popularidad, bombearemos un Mastech MS8250B viejo, más barato y maltratado, que sin embargo tiene una interfaz USB.
Realizamos ingeniería inversa de este dispositivo y vemos que la interfaz se realiza en una placa separada, que está ópticamente aislada del resto del circuito. Y aquí no utilizaron los notorios optoacopladores, sino los pares infrarrojos reales de luz y fotodiodos. La brecha entre ellos es tal que ciertamente puede medir hasta kilovoltios sin temor a quemar su computadora. En la placa, puede ver el chip CP2102, que es un convertidor UART → USB, que es un gran éxito, ya que cualquier arduinka conoce el protocolo UART desde la base.
El principio de funcionamiento es simple y trivial, el chip CP2102 funciona con USB, el LED IR se ilumina al mismo tiempo, lo que le permite al multímetro saber que está conectado a la computadora, después de lo cual este último comienza a parpadear alegremente con su LED en respuesta, enviando así datos de medición . Conectamos esta caricatura a la computadora y usando ComPort Toolkit vemos lo que envía:
Sí, parece un completo disparate. Obviamente, los camaradas chinos no utilizaron la velocidad estándar de 9600. Nos armamos con un analizador lógico (compatible con Saleae-logic) y observamos la señal con más detalle. El software Saleae es tan genial que puede determinar automáticamente la velocidad del UART por la longitud del bit de inicio.
El analizador definió claramente la velocidad a 2400. Establecimos la velocidad correcta en el terminal y miramos la salida, haciendo clic frenéticamente en los modos del multímetro para recopilar más datos diferentes.
Bueno, ya ha aparecido algún patrón, aunque todavía no está claro lo que envía.pista, 123456789ABCDE. , . — .
Medí varias resistencias diferentes compilando una tabla para comparar.
Después de estudiar la tabla, me di cuenta de cómo el multímetro codifica los datos de medición. Puede pensar de forma independiente sobre este problema, ya que los impacientes aquí son la solución:la decision
, , , . , . , 0 7D, 2 5B. , . .
Solo queda colocar un controlador en el cuerpo del multímetro, que encenderá el LED infrarrojo, recibirá los datos de medición por UART y los enviará a las gafas. En este caso, solo para probar la tecnología, tomé un gran arduino allí, ya que los pequeños de repentePara conectar el multímetro con las gafas, utilicé módulos de radio baratos de 433MHz. Por desgracia, esta es la peor decisión que se te puede ocurrir, pero fue lo único que tenía entre manos.
Colocando la pantalla, el controlador, el receptor y la batería en una carcasa impresa Tuvimos
que trabajar duro con la parte óptica. No se puede encontrar un espejo de plástico como el de un autor en mi área. No soy un maestro en el corte de vidrio, porque a pesar de todas las supersticiones rompí un espejo pequeño y giré un fragmento adecuado a la forma deseada con agua corriente.
En esta etapa, le aconsejo que regrese al comienzo del artículo y actualice el diseño del dispositivo. La lente juega un papel importante aquí: enfoca en el ojo la imagen de la pantalla. Dependiendo de su tipo y posición, depende de qué foco del ojo los números serán claramente visibles. Por supuesto, no encontré la misma lente, porque usé el plástico habitual de un monocular barato. En mi caso, lo coloqué entre el espejo y los indicadores, encontrando la mejor posición en términos de enfoque. Para hacer un reflector, dividí el CD, borré los datos con un trapo y simplemente corté una pieza adecuada. Después del montaje, obtenemos el codiciado dispositivo.
Debido al hecho de que se utilizó la lente incorrecta, así como al hecho de que los indicadores son más grandes que el tamaño de la pantalla, solo se ven cuatro caracteres en el reflector en la línea superior, y la línea inferior no cae completamente. En la foto, la cámara transmite colores muy brillantes, de hecho, los números están mucho más desvaídos.
En general, es bastante problemático para una cámara tomar una imagen en un reflector, además, siempre ve los números enfocados, lo que ciertamente está lejos de la realidad. Conecte un multímetro y vea cómo funciona.
Es difícil para una cámara capturar ambas líneas, aunque el ojo las ve. Trabajar con el dispositivo resultante se parece a esto:
El resultado de la medición es 6.73 voltios. Como puede ver, los ingenieros de la URSS que desarrollaron estos indicadores LED por alguna razón colocaron el punto en una posición no muy conveniente, que, sin embargo, nuevamente se puede considerar suerte, ya que en el multímetro el punto está completamente a la izquierda del símbolo. Bueno, sin embargo, esto es una cuestión de costumbre.Resumen
El dispositivo en mi desempeño, por supuesto, resultó ser una granja bastante colectiva, pero incluso de esta forma, su uso deleita. Desgraciadamente, los indicadores de la calculadora anterior resultaron ser una opción mediocre, ya que con iluminación normal los números prácticamente no son visibles. Tampoco aconsejo a los módulos de radio: el transmisor apagará la batería rápidamente y la conexión seguirá siendo regular. Bueno, el principal inconveniente de probablemente cualquier gafas de realidad aumentada es el enfoque. Para que la imagen se superponga en la parte superior del objeto donde se dirige la mirada, se debe observar el enfoque apropiado. Y el problema es que el ojo lo cambia constantemente, de donde se pierde toda la "magia".Espero que los fabricantes de tales dispositivos estén trabajando en una solución a este problema y algún día podamos disfrutar plenamente de los beneficios de la realidad aumentada en las actividades profesionales.