Gestus — контроль радиоуправляемых моделей с помощью жестов

О нас

Мы студенты-электронщики НТУУ «КПИ» Im_Alive ^[1] и Riconec ^[2]. Представители открытой лаборатории электроники Lampa Lab ^[3], а так же участники киевских фестивалей Kyiv Mini Maker Faire ^[4] и Make It Show ^[5]. Возможно вы посещали эти фестивали и уже знаете о нас — мы также активисты многих других студенческих проектов и мейкеры по жизни.

Что такое Gestus?

Gestus ^[6] — аппаратура, которая в буквальном смысле превращает ваши руки в джойстики! Устройство позволяет контролировать модели на радиоуправлении (автомобили, мультикоптеры, вертолеты, катера и т.д.). Изначально планировалось как периферийное устройство для телефонов и ПК для управления с помощью жестов: музыкой, ответами на звонки и рукописным вводом рукой в воздухе (для набора сообщений, смс). Интересующихся приглашаю заглянуть под кат.

Концепция устройства

Устройство состоит из:

• Браслет на левую руку
• Браслет на правую руку
• Хост — устройство, которое принимает данные с браслетов и отправляет команды на модель

По-скольку это еще прототип, устройство построено на базе отладочных плат компании Nordic Semiconductor. На платах установлен отладчик J-Link. На основной плате (слева) установлен микроконтроллер nRF51422 ^[7] (BLE 4.0, ANT+), а на донгле (справа) — nRF51822 ^[8] (BLE 4.0).

nRF51422 Evaluation Kit

Вот так, собственно, она выглядит. Донгл я взял в роли хоста, а две основные платы использовал для браслетов. Спаял простенький переходник с LDO на 3.3В и кнопкой с фиксацией, который одевается на штырьки основной платы и имеет контакты для пайки проводов с датчика MPU6050 и тактовой кнопки.

Для общения с квадрокоптером Hubsan X4 нужен приемопередатчик A7105. О том как подружить Arduino и Husban X4 написано тут ^[9] и тут ^[10].

По убедительной просьбе, мне сшили браслеты для крепления датчика на кисти и браслеты с липучкой для крепления основной платы на руке. Устройство потребляет очень мало, но я взял Li-Po аккумулятор 3.7В 700мАч из расчета что на протяжении всей выставки/фестиваля оно будет работать без подзарядки. В итоге все вышло как-то так:

Gestus в сборе

Принцип работы

На простой схемке вверху видно как взаимодействуют устройства. Блок «ПК» выделенный пунктиром потому, что он нужен только на стадии прототипа. Почему бы сразу его не убрать? Дело в том, что отладочные комплекты используются студентами в лаборатории и что-то к ним припаивать и отпаивать — не рекомендуется. По-этому компьютер здесь нужен во избежании пайки и облегчения отладки алгоритма. Проще чем зашивать постоянно в Arduino, а проверенный алгоритм на ПК уже со спокойной душой можно перенести в микроконтроллер.

В нашем устройстве задействован пока только акселерометр и в зависимости от угла наклона на хост приходит пакет со стороной, в которую наклонена рука, и значением угла. На фото ниже видно конфигурацию аппаратуры, какая рука за что отвечает. Естественно конфигурацию пользователь может менять как ему удобно. Например для управления автомобилем или катером не всегда нужна вторая рука, тогда ее просто можно отключить и настроить управление на одну руку.

Конфигурация аппаратуры для квадрокоптера

Итоги

Спасибо за внимание! И подписываемся ^[6]!
Если у кого есть лишний инвайт для хорошего человека Riconec ^[2], были бы очень признательны ;)
Ну и на закуску — результат работы Gestus!

Управление Hubsan X4 с помощью Gestus

Автор: Im_Alive

Источник ^[11]