Co by było gdybym powiedział, że 2 plus 2 to czerwony? To może się wydawać niektórym osobom dosyć szalone, jednakże dla osób dotkniętych synestezją, to realne. Synestezja definiowana jest jako "stan lub zdolność, w której doświadczenia jednego zmysłu (np. wzroku) wywołują również doświadczenia charakterystyczne dla innych zmysłów" (za wikipedia.org). Synestetycy mają zmysły zlane ze sobą, co powoduje, że pewne rzeczy wywołują zupełnie odmienne wrażenia zmysłowe. Najpopularniejszym rodzajem synestezji jest grafemia, w której liczby i litery intuicyjnie łączone są z kolorami, więc 2 + 2 = 4, ale czerwone cztery.
Istnieje wiele innych rodzajów synestezji, o których można poczytać więcej w internecie lub fachowych książkach. Autor tego projektu postanowił zrealizować maskę, która umożliwia odczuwanie zapachów dobieranych na podstawie kolorów. Każdy może ją wykonać i dodać szerszy sposób odczuwania kolorów do swojego życia.
Lista potrzebnych elementów
* Moduł Intel Edison
* Płytkę pozwalającą na podłączanie Shieldów Arduino do Intel Edison
* Arkusz sklejki o grubości 6 mm (30 cm x 30 cm).
* Arkusz pleksi o grubości 6 mm (15 cm x 15 cm)
* 40 x śruby M2,5 o długości 6 mm
* 4 x śruby M,25 o długości 10 mm
* 12 x nakrętki M2,5
* 3 x miniaturowy serwonapęd
* 2 x wentylatory komputerowe
* 60 cm rurki 3/4"
* Maska - przyłbica
* 60 cm elastycznej gumki
* 2 x tranzystor 2N2222
* 2 x dioda 1N4001
* 2 x opornik 1 kΩ.
* Bateria 10Ah
* Piny i złącza żeńskie i męski
* Taśma kablowa
Opcjonalnie:
* Czysta płytka drukowana (laminat)
Krok 1: Jak to w ogóle działa?
Maskę synestezji traktować można jak piksel zapachu. Analogicznie jak piksel na kolorowym wyświetlaczu, maska też składa się dozowników trzech zapachów. Są one dobrane tak, aby odpowiadały kolorowi czerwonemu, zielonemu i niebieskiemu, tak jak są one prezentowane na ekranie. Serwomotory kontrolują dozowanie każdego z zapachów tak, aby ich kompozycja odpowiadała postrzeganemu w danej chwili kolorowi.
Krok 2: Wycinanie laserem potrzebnych elementów
Uchwyt do dozownika zapachów wycięty został z cienkiej pleksi i sklejki z wykorzystaniem plotera laserowego. Wszystkie ścianki oprócz górnej i przedniej pleksiglasowej są sklejone razem. Jeśli nie mamy dostępu do plotera laserowego, można wyciąć je z balsy ostrym nożem.
Krok 3: Druk 3D potrzebnych elementów
Na tym etapie wydrukujemy cztery potrzebne elementy. Będą to:
Pokrywki próbówek z zapachami[/b] - pokrywki te połączone są z serwomotorami i pozwalają na wydostawanie się (lub nie) zapachów z poszczególnej próbówki. Serwomotory są też w stanie sterować ilością uwalnianego zapachu.
[u]Złącza do rur[/b] - pozwolą połączyć dyspenser zapachów z samą maską. Pozwala na podłączenie rurek 3/4".
[u]Uchwyt na palec - do noszenia sensora RGB na palcu.
Opaska na rękę - tutaj umieszczony będzie moduł Intel Edison wraz z elektroniką oraz bateria. Dzięki takiemu umiejscowieniu elektroniki i baterii możliwe będzie podłączenie wszystkiego dosyć krótkimi odcinkami kabli.
Uchwyt na palec do sensora RGB można zastąpić przyklejeniem go klejem na ciepło do dowolnego pierścionka, a opaskę na rękę można zbudować samodzielnie bez drukarki 3D, wykorzystując opaskę na ramię na telefon/MP3.
Krok 4: Elementy elektroniczne
To nie jest prosty układ, więc rozbijmy opis elementów elektronicznych znajdujących się w nim na poszczególne fragmenty, gdzie każdy opisany będzie niezależnie. Schemat załączony do projektu pokaże, gdzie podłączone są poszczególne z nich.
Krok 5: Sensor RGB
Sensor ten komunikuje się z systemem z pomocą interfejsu I²C. Do komunikacji wymagane są jedynie dwa przewody - dane i zegar. Dodatkowo moduł Intel Edison łączy z sensorem kabel z zasilaniem i masą. Linia zegarowa oznaczona jest SCL, a linia danych SDA. Układ zasilany jest napięciem 5 V. W zasadzie do uruchomienia tego układu nie jest potrzebna żadna wiedza o tym interfejsie, jednak autor sugeruje, aby przed uruchomieniem maski poczytać trochę o I²C.
Krok 6: Serwomotory
Serwa podłączone są do zasilania (V+), masy (GND) i sygnału sterującego (SIG). Na ten ostatni podawane są impulsy o zmiennym wypełnieniu (PWM), które sterują ruchem serwomotora. Generowane są one przez Intel Edison na dedykowanych do tego wyprowadzeniach.
Krok 7: Wentylatory
Ostatnim elementem elektronicznym, jaki będziemy podłączali do układu są wentylatory. Należy uważnie dobrać wentylator tak, aby nie przekroczyć maksymalnego prądu - 100 mA. Wentylatory te sterowane są poprzez tranzystory 2N2222 z wyjść Intel Edison. Baza tranzystorów podłączona jest do wyprowadzenia numer 7 w Intel Edison.
Krok 8: Okablowanie
Autor do wykonania okablowania wykorzystał taśmę złożoną z kabelków o różnych kolorach, dzięki czemu łatwo jest uporządkować wszystkie połączenia i wiązki kablowej. Jedna taśma biegnie od modułu sterującego na ramieniu do sensora RGB w dłoni, a druga do maski. Taśma biegnąca do dłoni zakończona jest 7-pinowym złączem żeńskim, a ta do maski zestawem 3-pinowych podłączeń do serwomotorów i zasilaniem do dwóch wentylatorów.
Krok 9: Montaż części elektronicznej
Elektronikę zmontować można w trzy różne i równie skuteczne sposoby. Pierwszy z nich polega na wykorzystaniu płytki stykowej i zworek kablowych, do wykonania połączeń, należy jedynie dobrać odpowiednio małą płytkę stykową tak, aby zmieściła się do obudowy na ramieniu użytkownika. W drugim przypadku wykorzystana zostanie płytka uniwersalna, na której polutowane zostaną wszystkie potrzebne elementy i złącza. Sama płytka zostanie następnie podłączona do modułu Intel Edison. To rozwiązanie pozwala na eleganckie polutowanie elementów, jednakże lutowanie takiej ilości niezwykłych kabelków może być uciążliwe, a błędy trudniejsze do naprawienia. Trzecie podejście opiera się o wykorzystanie dedykowanej płytki drukowanej. Płytka została zaprojektowana z pomocą Eagle i wykonana na frezarce (patrz niżej). To jest najefektywniejsze rozwiązanie, gdyż w takie PCB wlutować musimy tylko złącza i elementy.
Projekt PCB i schemat w postaci pliku Eagla pobrać możemy korzystając z poniższych linków:
http://www.instructables.com/files/orig/FS7/P5JZ/IEX4O4CU/FS7P5JZIEX4O4CU.brd
http://www.instructables.com/files/orig/FCU/72EA/IEX4O4CX/FCU72EAIEX4O4CX.sch
Krok 10: Frezowanie płytki drukowanej
Aby wykonać dedykowaną płytkę PCB, autor wykorzystał frezarkę. Plik .brd załadować można do programu Otherplan, który pozwoli na wygenerowanie G-kodu do frezarki sterowanej numerycznie. Jako narzędzie autor wybrał frez o średnicy 1/32" (wybrać należy go w opcji "Set Tool" programu). Frezarka numeryczna wyposażona w takie narzędzie wytnie potrzebne ścieżki, usuwając miedź z laminatu w określonych miejscach.
Krok 11: Programowanie Intel Edison
Aby Intel Edison mógł komunikować się z sensorem i rozumieć nadsyłane przez niego dane, konieczne są cztery osobne kroki/elementy w programie. Pierwszy to include, czyli załadowanie bibliotek. Kolejna jest inicjalizacja sensora, jego konfiguracja i pętla, w której zbierane są dane. Dla każdego z tych sensorów i jakiegokolwiek innego elementy należy załadować odpowiednią biblioteką. Następnie inicjalizuje się podłączone sensory, na przykład komenda Servo myservoRed inicjalizuje serwomotor odpowiedzialny za czerwony zapach.
W czasie konfiguracji system może komunikować się po porcie szeregowym z komputerem w celu debuggowania. Pozwala to na upewnienie się, że wykryte i poprawnie zainicjalizowane zostały wszystkie elementy układu. Konfiguracja sensorów i innych elementów polega na przypisaniu do nich odpowiednich fizycznych wyprowadzeń modułu. Finalny element to pętla. W pętli czytane są dane z sensora RGB z pomocą komendy tcs.getRawData(&red, &green, &blue, &clear), a następnie wartości odczytane z sensora mapowane są na poziom otwarcia serwomotorów.
Code: c
Log in, to see the code
Krok 12: Malowanie
Aby maska była estetyczna, a jednocześnie zachowała technologiczny wygląd, autor wybrał kolor pomarańczowy. Po rozłożeniu maski i odczepieniu przeźroczystego elementu ochronnego pozostałe fragmenty zostały pomalowane - najpierw podkładem, a następnie trzema warstwami farby białej i pomarańczowej. Kolejne warstwy nakładać można dopiero po wyschnięciu poprzednich.
Krok 13: Montaż dozownika zapachów
Wykorzystując śrubki M2,5 o długości 6 mm przyczepiamy wentylatory do dozownika zapachów. Kolejne 4 śrubki posłużą do montażu uchwytu do rury po obu stronach elementu. Następnie przyłączamy przednie okienko, które powinno pasować tam na wcisk.
Krok 14: Montaż maski twarzowej
Aby maska była możliwie kompaktowa, a dozownik zapachów schowany w jej obrysie serwomotory schowane są w wewnętrznej części przyłbicy. Kładziemy maskę na płaskiej powierzchni i zaznaczamy jej środek. Wyrównujemy go ze środkiem dozownika zapachów i zaznaczamy wewnętrzny wymiar tego drugiego na powierzchni maski. Ostrym nożem wycinamy zaznaczony kształt, sprawdzając, czy serwomotory zmieszczą się w wykonanym otworze. Jeśli nie, to poprawiamy i odpowiednio powiększamy otwór.
Następnie wykorzystując długopis zaznaczamy środki ośmiu otworów, które wykorzystane są do połączenie rur od dozownika zapachów do maski. Autor rozmieścił podłączenia rur około 2,5 cm w bok i tyle samo w górę od dozownika. Łączniki rur montowane są z pomocą ośmiu śrub M2,5 i nylonowych podkładek.
Krok 15: Montaż serwomotorów
Serwomotory przekładamy przez prostokątne otwory w masce i umieszczamy klapki fiolek z zapachami nad serwomotorami. Dwoma 10 mm śrubami M2,5 montujemy cały element do tylnej części maski i zabezpieczamy dobrze dokręconymi nakrętkami z nylonu.
Krok 16: Układanie kabli
Autor dodał do projektu dodatkowo uchwyty na kable wykonane w technologii druku 3D. Wystarczy przez nie przełożyć opaski zaciskowe i można uporządkować kable w masce.
Krok 17: Montaż okablowania
Niezależnie od tego, jakie podejście do układu elektronicznego zastosowaliśmy, na tym etapie musimy go zamontować w obudowie i podpiąć wentylatory, serwa i czujnik koloru. Upewniamy się, że nie zwarliśmy żadnych przewodów, szczególnie masy i zasilania, i jesteśmy gotowi do uruchomienia maski synestezji.
Krok 18: Wąchanie kolorów
Do próbówek wlewamy rozwodnione olejki zapachowe - zapach skoncentrowanych jest zbyt silny. Teraz wystarczy skierować czujnik koloru na dowolną powierzchnię, a maska wypuści odpowiedni zapach.
Źródło: http://www.instructables.com/id/Synesthesia-Mask/?ALLSTEPS
Cool? Ranking DIY
Albo raczej wywoła prawdziwą synestezję, przy okazji doprowadzając delikwenta do zabójczego nałogu.
