Óculos de realidade aumentada são coisas incrivelmente legais! É verdade que ainda é difícil dizer se isso é algo necessário como um smartphone ou apenas um brinquedo caro. Considere um projeto interessante para óculos inteligentes para uso profissional que facilite o trabalho de um eletricista / engenheiro eletrônico. Vamos fazê-lo no estilo do bom e velho DIY com arduins e impressoras 3D.Todo mundo que já fez um pouco de eletrônica sabe pelo menos o que é um multímetro e como usá-lo. Nada muito complicado - pegamos duas sondas, definimos o modo de medição, cutucamos e observamos o resultado no visor. Apesar de sua simplicidade, na prática profissional, muitas vezes há casos em que há uma caneta em cada mão, e o dispositivo de medição simplesmente não tem onde colocá-lo e você deve estender tudo de todas as maneiras para conectá-lo a algum lugar. Isso introduz um enorme inconveniente no trabalho e, com a falta de jeito e as tensões elevadas, também gera fogos de artifício.Alain Mauer pensou, por que não mostrar os resultados da medição do multímetro bem diante de seus olhos, usando tecnologias de realidade aumentada como o Google Glass.Ele desenvolveu seu próprio projeto para óculos inteligentes, que é baseado no controlador Arduino Pro Micro, uma pequena tela com uma diagonal de 0,66 polegadas (1,68 cm), além de um módulo bluetooth.
A caixa do dispositivo é impressa em uma impressora 3D e todos os detalhes estão disponíveis para download na página do projeto .No entanto, como você já adivinhou a partir do título do artigo, não haverá uma descrição da montagem das peças de acordo com as instruções prontas; em vez disso, mostrarei como montei este dispositivo a partir do que encontrei na minha pilha de lixo eletrônico. E começaremos com um micro display.Em princípio, os camaradas chineses vendem tais telas de maneira muito barata, mas o circo com a sexta-feira negra passando nesse momento deixou claro que levaria muito tempo para esperar.Portanto, revirando o lixo, encontrei uma velha calculadora soviética Electronics B3-21 com bons indicadores em miniatura de oito segmentos.
Pare com isso! Segure sua raiva justa e retire suas mãos do teclado. Eu não quebraria tal raridade por uma questão de indicadores. Há alguns anos, salvei três dessas instâncias do depósito de lixo. Dois deles estavam mais ou menos intactos, eu os dei aos colecionadores. Este último era apenas restos miseráveis na forma de um quadro com indicadores, enquanto os "cérebros" da calculadora estavam localizados do outro lado, que os bárbaros e o corpo dividiam em algum lugar.
Como você pode ver na foto, havia apenas três indicadores na calculadora, e eles são feitos no pacote DIP-14. Cada indicador possui cinco símbolos, sete segmentos em cada + outro ponto. Solde com cuidado e coloque na tábua de pão. O design do tamanho sai um pouco maior que o microdisplay do design original.
Como nenhuma documentação para esses indicadores pode ser encontrada durante o dia com fogo, usamos um pequeno truque para determinar a pinagem. Muitos multímetros no modo de discagem / resistência fornecem voltagem suficiente às sondas para fazer com que os LEDs brilhem fracamente, ou esses indicadores. Por turnos, cutucando todas as conclusões, encontramos os ânodos (+) e os cátodos (-) necessários. Estes últimos são indicados por números responsáveis por cada um dos cinco caracteres.
Portanto, para gerenciar dois desses indicadores, você precisará de um microcontrolador e apenas 18 de suas portas. Enrole o lábio e use os registros de deslocamento 74HC595. Cada um deles tem oito saídas e se conecta a apenas três portas do controlador. O esquema de conexão de rede mais simples:
adicionei dois deles em pequenos casos ao design. O primeiro controla os segmentos e o segundo controla os símbolos. Existem mais caracteres do que as saídas do registro, porque os dois caracteres extremos na linha inferior não serão usados, o que não é assustador em princípio, pois planejei exibir o valor medido na forma de números na linha superior, e três caracteres na unidade de medida inferior serão suficientes para isso.O código para exibição de caracteres é um byte, sendo que cada bit é responsável no caso do primeiro registro por segmentos inflamados e, no caso do segundo, por caracteres inflamados. Esses bytes também são frequentemente representados em notação hexadecimal.Exemplo ilustrativo para segmentos de indicadores Como controlador, usei o chinês Arduino Nano. É um pouco mais do que a versão Micro e também se encaixa perfeitamente no gabinete original.Nós nos conectamos ao arduino e verificamos a operação dos indicadores.
Após uma verificação bem-sucedida, é hora de pensar no que essa tela mostrará.No projeto original, o autor usou o multímetro “inteligente” OWON B35T, que possui uma interface Bluetooth integrada e pode enviar resultados de medição através dele.
Em vez dessa tolice, bombearemos um bom e velho Mastech MS8250B, que ainda possui uma interface USB.
Realizamos a engenharia reversa deste dispositivo e vemos que a interface é feita em uma placa separada, que é opticamente isolada do resto do circuito. E aqui eles usaram não os notificantes acopladores ópticos, mas os pares infravermelhos reais de luz e fotodiodos. A diferença entre eles é tal que você certamente pode medir até kilovolts sem medo de queimar o computador. Na placa, você pode ver o chip CP2102, que é um conversor UART → USB, que é um grande sucesso, pois qualquer arduinka conhece o protocolo UART desde o berço.
O princípio de operação é simples e trivial, o chip CP2102 é alimentado por USB, o LED IR acende ao mesmo tempo, o que permite que o multímetro saiba que está conectado ao computador, após o que este começa a piscar alegremente com o LED em resposta, enviando dados de medição . Conectamos esse desenho ao computador e, usando o ComPort Toolkit, vemos o que ele envia:
Sim, parece um absurdo completo. Obviamente, os camaradas chineses não usaram a velocidade padrão de 9600. Nos equipamos com um analisador lógico (compatível com Saleae-logic) e olhamos o sinal com mais detalhes. O software Saleae é tão legal que pode determinar automaticamente a velocidade do UART pelo comprimento do bit inicial.
O analisador definiu claramente a velocidade em 2400. Definimos a velocidade correta no terminal e olhamos para a saída, clicando freneticamente nos modos do multímetro para coletar mais dados diferentes.
Bem, algum padrão já apareceu, embora ainda não esteja claro o que ele envia.dica, 123456789ABCDE. , . — .
Eu medi várias resistências diferentes, compilando uma tabela para comparação.
Tendo estudado a tabela, percebi como o multímetro codifica os dados de medição. Você pode pensar independentemente sobre esse problema, pois o impaciente aqui é a solução:a decisão
, , , . , . , 0 7D, 2 5B. , . .
Resta apenas colocar um controlador no corpo do multímetro, que acenderá o LED infravermelho, receberá os dados de medição da UART e os enviará para os óculos. Nesse caso, puramente para testar a tecnologia, peguei um grande arduino lá, pois os pequenos de repentePara conectar o multímetro aos óculos, usei módulos de rádio baratos de 433MHz. Infelizmente, esta é a pior decisão que você pode tomar, mas foi a única coisa em mãos.
Colocando a tela, o controlador, o receptor e a bateria em uma caixa impressa Tivemos
que trabalhar duro com a parte óptica. Um espelho de plástico como o de um autor não pode ser encontrado na minha área. Não sou mestre em cortar vidro, porque, apesar de toda superstição, quebrei um pequeno espelho e virei um fragmento adequado para a forma desejada em água corrente.
Nesse estágio, recomendo que você retorne ao início do artigo e atualize o design do dispositivo. A lente desempenha um grande papel aqui - ela foca no olho a imagem da tela. Dependendo do seu tipo e posição, depende de qual foco do olho os números serão claramente visíveis. Obviamente, não encontrei a mesma lente, porque usei o plástico usual de um monocular barato. No meu caso, coloquei-o entre o espelho e os indicadores, encontrando a melhor posição em termos de foco. Para fazer um refletor, eu dividi o CD, apaguei os dados com um pano e simplesmente recortei um pedaço adequado. Após a montagem, obtemos o dispositivo cobiçado.
Devido ao fato de ter sido usada a lente errada, além do fato de os indicadores serem maiores que o tamanho da tela, apenas quatro caracteres são visíveis no refletor na linha superior e a linha inferior não cai completamente. Na foto, a câmera transmite cores muito brilhantes, de fato, os números são muito mais desbotados.
Em geral, é bastante problemático para uma câmera tirar uma imagem em um refletor; além disso, sempre vê os números em foco, o que certamente está longe da realidade. Conecte um multímetro e veja como ele funciona.
É difícil para uma câmera capturar as duas linhas, embora os olhos as vejam. Trabalhar com o dispositivo resultante é mais ou menos assim:
O resultado da medição é 6,73 volts. Como você pode ver, os engenheiros da URSS que desenvolveram esses indicadores de LED por algum motivo colocaram o ponto em uma posição não muito conveniente, que, no entanto, pode novamente ser considerada sorte, já que no multímetro o ponto está completamente à esquerda do símbolo. Bem, no entanto, isso é uma questão de hábito.Sumário
O dispositivo no meu desempenho, é claro, acabou sendo uma fazenda bastante coletiva, mas mesmo dessa forma, seu uso é agradável. Infelizmente, os indicadores da calculadora antiga acabaram sendo uma opção medíocre, pois na iluminação normal os números praticamente não são visíveis. Também não aconselho os módulos de rádio: o transmissor desligará a bateria rapidamente e a conexão ainda será mais ou menos. Bem, a principal desvantagem de provavelmente qualquer óculos de realidade aumentada é o foco. Para que a imagem seja sobreposta ao objeto em que o olhar é direcionado, é necessário observar o foco apropriado. E o problema é que o olho muda constantemente, do qual se perde toda a "mágica".Espero que os fabricantes de tais dispositivos estejam trabalhando em uma solução para esse problema e que algum dia possamos desfrutar plenamente dos benefícios da realidade aumentada nas atividades profissionais.