Hapkit tervezése és építése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Stumpf Péter Pál
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

A Hapkit egy egyszabadságfokú impedancia típusú „haptic” eszköz, amely alkalmas különböző virtuális környezetek szimulációjára. Szakdolgozatom célja az volt, hogy megépítsek egy ilyen eszközt, és megvalósítsam a vezérlését.

Az eszköz 3D nyomtatott komponensekből épül fel, melyek közül a megfelelőket egy egyenáramú motor mozgatja, a motort egy H-híd vezérli. A H-híd a vezérlő jeleit, illetve a PWM (Pulse Width Modulation) jelét egy Arduino Nano nyomtatott áramkör digitális kimeneteiből kapja. Az Arduino Nano a motorvezérlő irányításán kívül szintén felelős a felhasználóval interakcióba lépő 3D nyomtatott komponens pozíciójának kiszámolásáért is. Ennek érdekében a Nano analóg jelet kap egy KMA199 típusú mágneses tér érzékelő szenzortól, amely érzékeli a Hapkit egyik forgó alkatrészén elhelyezett AlNiCo mágnes által keltett mágneses tér változását. Az elemek összekapcsolására egy áramkör lett tervezve a megfelelő kiegészítő ellenállásokkal, kapacitásokkal és diódákkal. Amikor a kód feltöltésre kerül az eszközre, a Hapkit megfelelően műkődik. A Stanford University által tervezett 3D nyomtatott komponenseket újra kellett tervezni a 3D nyomtatás technológiai sajátosságai illetve az időközben megváltoztatott konstrukciós megoldások miatt. A Hapkitre feltöltött Arduino kód öt különböző virtuális rendszert képes modellezni, mindegyik rendszer tesztelve lett.

Amikor a Hapkit vezérlése így megvalósult, az áramkör ki lett bővítve egy ESP8266-01 típusú modullal. A modul képes hálózatokra csatlakozni, és akár be is lehet állítani, hogy szerverként funkciónáljon. Az ESP modul és az Arduino Nano közötti kommunikáció megvalósult, illetve a szakdolgozatomban részletezem egy Android applikáció megírását, amely olyan céllal készült, hogy adatokat küldjön az ESP szervernek. Az küldött adatok hatására a Hapkit megváltoztatta volna az aktuálisan szimulált környezetet az Arduino kód újrafeltöltése nélkül. A szakdolgozat végén kifejtésre kerül, hogy hol akadt el a Hapkit Android applikáció általi irányításának folyamata, ezenkívül felvázolok egy megoldást, ami tesztelés hiánya miatt csak elméletben működik.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.