Дипломная работа по теме создание VR-перчатки. К дипломному проект Тема Разработка универсального кистевого устройства управления

• Название: К дипломному проект Тема Разработка универсального кистевого устройства управления
• Анкор: Дипломная работа по теме создание VR-перчатки
• Дата: 08.01.2022
• Размер: 1.31 Mb.
• Имя файла: Diplomnaya_rabota_Pripeka_D_I_9SK-41_18.docx
• Тип: Диплом; #325971
• страница: 2 из 11

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ РАЗРАБОТКИ УНИВЕРСАЛЬНОГО КИСТЕВОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ 8

1.1 Перчатки для виртуальной реальности 8

1.2 Анализ рынка VR-перчаток 9

1.3 Анализ платформ для проекта 15

1.4 Среда разработки ARDUINO IDE 18

1.5 Микроконтроллер Atmega32U4 19

1.6 Модуль гироскопа GY-521 и BNO055 20

1.7 Аналоговые датчики 23

ГЛАВА 2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ РАЗРАБОТКИ КИСТЕВОГО УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ 26

2.1 Разработка печатной платы 26

2.1.1 Разработка электрической принципиальной схемы 27

2.1.2 Трассировка верхнего и нижнего слоя печатной платы 28

2.2 Питание платы 29

2.3 Интерпретатор команд устройства 30

2.4 Программирование устройства 31

2.6 Сборка и отладка устройства 39

2.8 Возможности и перспективы по модернизации 41

2.9 Руководство пользователя 42

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 45

ГЛАВА 4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 51

4.1 Организация рабочего места 51

4.2 Электробезопасность 52

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 55

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 57

ПРИЛОЖЕНИЯ 61

62

ВВЕДЕНИЕ

В 21 веке электронно-вычислительные машины стали неотъемлемой частью жизни. Они применяются во всех областях жизни, таких как: медицина, развлечение, образование и многие другие. Как всем известно, компьютеры бесполезны без устройств ввода-вывода информации. У ЭВМ первого поколения ввод и вывод информации осуществлялся с помощью перфолент, перфокарт и с помощью магнитных лент. Далее развитие электроники привело к появлению клавиатуры и мышей, как устройств ввода и жидкокристаллических мониторов как устройств вывода информации из компьютера. На сегодняшний день появляются средства виртуальной реальности, но одной из основных проблем, которые мешают замене традиционных устройств ввода-вывода информации, являются стоимость и плохая эргономика. Однако средства ввода могут использоваться не только в качестве средств управления компьютером, но и для управления беспилотниками, улучшения качества жизни людям с ограниченными способностями и так далее.

В 2016 году производитель Dexta Robotics, представила рабочий прототип перчатки с гаптической отдачей для взаимодействия с объектами в виртуальной реальности. Эта разработка заинтересовала компанию Oculus Rift, и они также начали разработку собственной перчатки для работы с виртуальной реальностью. Но ни один из этих производителей не смог сделать доступную модель и не задумывался о стороннем применении данной технологии.

На сегодняшний день попытка удешевить устройства, связанные с виртуальной реальностью, крайне медленна. Многие устройства стоят слишком дорого и предоставляют малый функционал, а прототипы, описанные выше, стоят дороже базовых комплектов и являются скорее предметами роскоши. Это приводит к тому, что инвесторам всё менее интересно вкладываться в такие проекты и тем самым они лишают себя потенциально нового устройства ввода, которое могло бы принести большой вклад не только в сферу развлечения, но и в другие сферы нашей жизни. Но есть способы удешевления с одновременным добавлением функционала для использования их в других сферах жизни. Эти нововведения могли бы увеличить популярность таких устройств и улучшить жизнь многим людям.

Актуальность проекта заключается в разработки более функциональной и доступной системы управления различными устройствами.

Объектом исследования данного дипломного проекта является управление персональным компьютером или иным устройством посредством взаимодействия специальной системы манипуляции с ними.

Предметом исследования является универсальное кистевое устройство управления, основанный на микроконтроллере Atmega32U4 и различных датчиков управления.

Определив объект и предмет исследования, можно выделить цель данного дипломного проекта – разработка универсального кистевого устройства управления.

Выше описанные цели исследования предполагают решение следующих задач дипломного проекта:

1. 
   провести анализ рынка VR-перчаток;
   
2. 
   рассмотреть платформы и датчики для создания дипломного проекта;
   
3. 
   выбрать программное обеспечение для реализации дипломного проекта;
   
4. 
   разработать структурную и электрическую принципиальную схему платы, и саму плату. Разработать программную часть устройства и провести настройку и отладку компонентов
   
5. 
   рассчитать затраты на реализацию проекта.
   

К методам исследования можно отнести: анализ, обобщение, оптимизация, моделирование, интерпретация, тестирования.

Теоретическая значимость исследования заключается в анализе информации связанной с работой аналогичных устройств, а также изучения документации, связанной с подобными устройствами.

Практическая значимость принесёт на рынок устройство, которое можно внедрить в различных сферах жизни, тем самым улучшит пользовательский опыт от использования компьютерных систем.

Следовательно, если данный проект будет реализован, то появится дешёвая и простая система от управления играми в виртуальной реальности, беспилотниками, до устройства, способного помочь людям с ограниченными возможностями. При этом контроллер будет дешевле аналогичных иностранных конкурентов, с большей сферой применения и высокой ремонтопригодностью, при малой цене производства.