Дипломная работа по теме создание VR-перчатки. К дипломному проект Тема Разработка универсального кистевого устройства управления
 Скачать 1.31 Mb.
|
1.3 Анализ платформ для проектаНа данный момент есть несколько способов реализации проекта, для разработки проекта можно использовать готовые отладочные платы такие как: Arduino Pro Micro, STM, Raspberry, или Iskra, также возможно разработать собственную печатную плату. Необходимо выбрать систему позиционирования в пространстве, для этого подойдёт модуль GY-521, обладающий трёхпозиционным гироскопом и трёхпозиционным акселерометром. Для эмуляции кнопок будем использовать оптические датчики изгиба. [2, 164] Рассмотрим Arduino Micro: микроконтроллер Atmega32U4; 18 цифровых выводов могут работать как входами, так и выходами; напряжение на выводах 5 или 3,3В в зависимости от версии платы, при токе в 40мА на каждом пине; 9 Аналоговых входа; есть I2C шина; цена около 300 рублей; Неоспоримым плюсом является микроконтроллер Atmega32U4 имеющий встроенный USB-контроллер. Также данный микроконтроллер можно программировать за счёт программной среды Arduino IDE. Минусом же является неудобный форм фактор. Оригинальная плата имеет размер 48 миллиметров в длину, китайский аналог 33 миллиметров в длину. Это очень сильно повлияет при сборки готового устройства из-за того, что модуль GY-521 будет дребезжать и давать неверные показания. На рисунке 7 сравнение оригинальной платы с аналогом.  Рисунок 7. Оригинальная Arduino Pro Micro и Китайский аналог Как видно из рисунка 7 видны значительные визуальные отличие данных плат. Рассмотрим STM32: Интересный вариант, он намного более энергоэффективный, обладает большей частотой, имеет 12 разрядный АЦП, при этом всём флеш-памяти в 2 раза больше, чем у Arduino. Все эти преимущества нивелируются размером платы, избыточностью АЦП, из-за чего повышается стоимость. Если будет разрабатываться собственная плата, то придётся делать сложную цепь питания.  Рисунок 8. STM32 На рисунке 8 представлена плата STM32 Рассмотрим Raspberry Pi: Raspberry Pi смотри рисунок 9 – это микро-компьютер это даёт большие мощности и это же является недостатком. Так как это компьютер, то придётся использовать операционную систему, что недопустимо при использовании гироскопа, это приведёт к накапливанию ошибок, значительному удорожанию всего проекта. Но его можно использовать в качестве контроллера матрицы, для шлема виртуальной реальности, но это не подходит по техническому зданию.  Рисунок 9. Raspberry Pi Российские отладочные платы Iskra: Они по своей сути являются полными копиями, Arduino. Поэтому их преследуют те же минусы, что и Arduino Pro Micro. Ещё в недостатки данной модели можно добавить, что используются чипы Atmega 328P, которые не удовлетворяют требованиям.  Рисунок 10. Iskra Nano Pro Учитывая преимущества микроконтроллера Arduino Pro Micro будем использовать его, а именно Atmega32U4. Он отлично подходит для реализации этого устройства, а именно 6 аналоговых портов, для использования их для датчиков изгиба и подключения аналогово стика. Также присутствует шина I2C для подключения гироскопа и шина данных serial для подключения Bluetooth-модуля HC-05, который обеспечит беспроводную связь с устройствами. Источником питания будут последовательно соединённые аккумуляторы формата 18650. Чтобы использовать его необходимо разработать плату, на которой будет установлен микроконтроллер. 1.4 Среда разработки ARDUINO IDEДля того, чтобы создать устройство на базе Atmega, необходимо на чем-либо писать программу и загрузить ее микроконтроллер. Эти функции позволяет выполнить среда разработки Arduino IDE. IDE (от англ. Integrated Development Environment — интегрированная среда разработки) — это приложение или группа приложений (среда), предназначенных для создания, настройки, тестирования и обслуживания программного обеспечения. [3, 12] Интегрированная среда разработки характеризуется наличием сложной функциональности, включая редактирование и компилирование исходного кода, создание программных ресурсов. Это не мощное программное обеспечение, как например Eclipse или NetBeans, а простая, функциональная программа, которая позволяет нам писать, компилировать и загружать программу в микроконтроллер. Есть и другие способы написания программ и загрузки скетчей в Arduino, но самый простой — это использовать Arduino IDE. Простая структура Arduino IDE является преимуществом, так как обеспечивает быстрое освоение программы и переход к разработке приложений для Arduino. Несмотря на свою простоту и интуитивно понятное управление, стоит обратить внимание на наиболее важные элементы программы. Посмотреть, как выглядит данная утилита можно на рисунке 11.  Рисунок 11. Интерфейс среды разработки Arduino IDE Можно было использовать Atmel Studio, но в этом нет необходимости, так как Arduino IDE более чем достаточно. |