Conoce a Alex y Bumblebee
Alex es un chico de 16 años que ama los autos, hacer música y las películas de Transformers. Alex tiene hipotonía global, lo que dificulta el control de sus músculos y requiere el uso de una silla de ruedas. Bumblebee es un traje épico para la silla de Alex que es interactivo, con múltiples tipos de entradas para Alex, y un gran sistema de sonido y muchos LED. ¡Esta es la historia de cómo convertimos esta silla en un transformador!
Un poco de fondo
En junio de 2018, mientras estábamos en la conferencia Nation of Makers (NOMCON) en Santa Fe, Nuevo México, conocimos a una organización llamada Magic Wheelchair. La silla de ruedas mágica tiene una de las declaraciones de misión más simples y asombrosas …
“Magic Wheelchair es una organización sin fines de lucro que fabrica trajes épicos para niños en sillas de ruedas, sin costo para las familias. "
Una vez que nos enteramos de esta misión, pedimos que nuestro espacio de creadores, MakerFX, se agregara a su lista de constructores dispuestos a asumir el trabajo de construir un traje épico. También conocimos a Bill Binko de ATMakers en NOMCON 2018. El objetivo de ATMaker es “cerrar la brecha entre las increíbles habilidades de los que están en el movimiento Maker y las organizaciones STEM / Robótica y la necesidad constante de aquellos en el espacio de Tecnología de Asistencia”. Los cajeros automáticos se encuentran en Tarpon Springs, a solo unas horas de nuestra base de operaciones en Orlando, y acordaron que deberíamos colaborar juntos en el futuro.
Adelantándonos a principios de 2019 (¡o hace tres semanas sin dormir!) – Bill se acerca a nosotros y existe la posibilidad de ser emparejado con un niño en la Florida Central por Magic Wheelchair, y que le gustaría que participáramos. Hay una gran revelación planeada para la conferencia de la Asociación de la Industria de Tecnología de Asistencia (ATIA) y es una gran oportunidad para participar. Ah, y tenemos TRES SEMANAS.
"Para lograr grandes cosas, se necesitan dos cosas: un plan y no el tiempo suficiente".
Leonard bernstein
Empezando
Comenzamos a formar un equipo y algunos de los miembros del equipo organizaron una reunión con Alex y sus padres, Kim y Jeff, en el centro de FAAST en UCF, donde Alex trabaja con especialistas en comunicación. Nos enteramos de que Alex había visto recientemente la nueva película de Bumblebee, y le encantó. A nuestro equipo de inmediato le gustó el concepto de que el personaje de Bumblebee necesitaba usar la tecnología (radio) como su voz, ya que Alex también usa dispositivos de Tecnología de Asistencia para comunicarse. Sin tiempo libre, se consumieron tacos y se crearon muchos bocetos de servilletas.
Stefan y Erin de Makers Hollow imaginaron un Bumblebee parcialmente transformado, con el ícono VW Bug guardabarros delanteros, parachoques y faros junto con la cabeza del Bumblebee, todos alrededor de Alex. También nos enfocamos en el amor de Alex por su teclado, y queríamos agregar interactividad al disfraz.
Preocupados acerca de cómo fabricar las piezas lo suficientemente rápido, nos enfocamos en reutilizar los artículos existentes: un casco de disfraz de Bumblebee y vehículos para niños.
Varios de los miembros de nuestro equipo participan en la serie Power Racing en Maker Faire Orlando, por lo que teníamos varios cuerpos de autos en el almacenamiento. Además, compramos un VW Beetle más nuevo y el vendedor nos regaló una motocicleta una vez que se enteró del proyecto. Luego, convertimos Makers Hollow y MakerFX en una tienda de corte de plástico para encontrar casi todas las piezas necesarias.
Una fundación sólida
Cuando comenzamos a leer la guía del fabricante de la Silla de ruedas mágica, aprendimos que una silla modelo es fundamental para una construcción exitosa. Esperábamos obtener una silla de ruedas de préstamo del mismo modelo, pero no pudimos obtener una respuesta del fabricante, y los distribuidores locales no almacenan estas sillas de ruedas debido al alto costo. Creamos un diagrama de la silla y Kim proporcionó todas las mediciones críticas.
Luego construimos una silla de PVC de 3/4 ″ y esperamos que estemos lo suficientemente cerca para que la silla de ruedas real funcione con lo que sea que construyamos.
Marco y cuerpo
Sabíamos que los padres de Alex tendrían que ser capaces de transportar Bumblebee, y aterrizaron rápidamente en un diseño modular que consistía en un marco rodante de tres lados con un frente y dos lados removibles. Construiríamos un conjunto de cabeza y hombros que se uniría a la parte superior de la silla de Alex. Durante el primer fin de semana de construcción, Andrea y Mike de MakeMIA y el equipo de Witch Doctor Battlebots manejaron desde Miami para trabajar en el marco en Makers Hollow.
El trabajo en el marco y el cuerpo continuó en Makers Hollow: se pintaron las piezas de plástico y Stefan creó los guardabarros principales con fibra de vidrio.
Esta sección de la construcción consumió mucho tiempo, ya que nos unimos a Makers Hollow para trabajar hasta muy tarde cada noche: fabricación, lijado, pintura y ensamblaje.
Los paneles laterales del cuerpo fueron construidos con varios pedacitos de autos para niños, cortados, pintados y luego reimaginados en un robot parcialmente transformado. Pasamos un poco de tiempo buscando patrones, luego Harry se lanzó a la tarea y construyó ambos lados durante más de 6 horas.
Los icónicos parachoques de “toalleros” de VW se recrearon utilizando un guardabarros para bicicletas, algunos tubos de cobre, una lámina de PVC de 1/2 ″ y MUCHA fabricación de manos de Stefan y Andrew.
A medida que seguimos creando elementos, soldaríamos más al marco inicial: soportes para sujetar el guardabarros delantero y extensiones a los lados para sujetar el parachoques trasero. Aquí hay una buena vista del soporte del guardabarros delantero …
Y aquí puedes ver un guardabarros completo. ¡Esto fue a las 2AM el miércoles por la noche antes del gran día de revelación!
Mientras trabajábamos en el bastidor y la carrocería, Jean Paul comenzó a trabajar en el parachoques trasero en paralelo …
El parachoques trasero tiene varillas que se deslizan hacia la parte posterior de los dos marcos laterales, bloqueando la silla de Alex en su lugar y completando el aspecto de Bumblebee desde todos los lados. Cuando comenzamos a trabajar en el parachoques trasero, solicitamos que se creara una etiqueta BMBLBEE junto con un marco de matrícula personalizado. Andrea hizo la etiqueta rápidamente, y Bob golpeó un marco de etiqueta en el láser en MakerFX con un acrílico especial que Andrew había escondido en su escondite para un proyecto especial. Aquí está el tiro completado.
Cabeza hombros
Teníamos el plan para el ensamblaje de cabeza y hombros de Bumblebee desde el principio, pero no comenzamos el ensamblaje hasta el jueves anterior a la revelación, ya que habíamos estado tan ocupados con el marco, la carrocería, el parachoques trasero y los elementos interactivos. Aquí hay una maqueta de la cabeza y los hombros: han sido pintados y tenemos una tapa de cubo impresa en 3D (pero no pintada), pero esto es antes de que comenzara la fabricación de acero.
Nos estábamos quedando sin tiempo, y el equipo se hizo cargo del montaje, con Stefan trabajando su magia para darle a Bumblebee algunos elementos del cuello anatómicamente correctos. (Sí, todos tomamos selfies con Bumblebee …) Dado que este conjunto se monta en soportes para un reposacabezas en la silla, y no teníamos la silla, esto fue difícil de conseguir.
¿Cabrá?
Con nuestro programa de fabricación loco, no intentamos un ajuste de prueba hasta el jueves por la noche antes de la revelación (¡sí!). Estábamos muy ansiosos, y todo nuestro planeamiento, las medidas de Kim y el trabajo de la silla de maqueta dieron sus frutos. Todo encaja !!
Teníamos un poco más de 24 horas para terminar, y un conjunto de partes iban a la conferencia de ATIA para una sesión de conferencia ese viernes, así que no había tiempo que perder, ¡tuvimos que integrar todos los elementos interactivos!
Elementos interactivos
En nuestra primera reunión, decidimos que este traje épico de abejorro no solo se vería increíble, sino que sería interactivo para Alex. Nuestro profesional de Tecnología de Asistencia, Bill de ATMakers, fue fundamental para ayudarnos a seleccionar las interacciones que podrían ser utilizadas por Alex, y que también podrían incorporarse a su terapia física en el futuro.
Tablero
Cuando destripamos uno de los paseos en VW en juguetes, nos quedamos con este tablero. Si bien no era parte de nuestro plan original, sabíamos que a Alex le encantaría y Bumblebee necesita un panel de control.
¡Los miembros de MakerFX, Mark, Rita y John convirtieron ese tablero de instrumentos de color rosa no funcional en una increíble pieza de Tecnología de Asistencia!
Alimentado por un Teensy 3.6, este tablero tiene un botón de bocina táctil capacitiva impresa en 3D con filamento conductor de Proto-pasta. El Breakout del sensor táctil capacitivo de 12 teclas Adafruit se usó para interactuar con el Teensy y para controlar la sensibilidad del botón. También contiene dos botones de tecnología de asistencia, una pantalla de video LCD de 320 × 240 y tres anillos de LED direccionables.
El tablero de instrumentos está alimentado por un cable USB y envía comandos al resto del traje mediante notas MIDI USB. ¿Por qué MIDI? Nos habíamos enterado de que Alex amaba su teclado Casio. Como sabíamos que un teclado era una buena herramienta para Alex, decidimos usar un teclado AKAI MPK MINI MKII de 25 teclas. Este teclado específico también tiene 8 teclas táctiles que también son utilizables por Alex. Esto nos dio muchas opciones para las interfaces de control, y el controlador principal de vestuario podría funcionar con el teclado o el tablero de instrumentos, ya que ambos son dispositivos USB MIDI.
Teclado MIDI
El teclado se configuró para enviar las notas del teclado en el canal 1 y para enviar las notas del teclado en el canal 2. Con el tablero de mandos Teensy configurado para enviar sus notas MIDI (desde el botón de la bocina y los dos botones laterales) en el canal 3, podríamos tener Recibirá notas de tres fuentes y reaccionará de manera diferente a ellas según sea necesario.
El software Teensy del controlador principal está configurado de modo que las teclas del teclado numérico toquen las notas como cabría esperar, y las 8 teclas del teclado se usan para cambiar el instrumento actual, el modo de animación, el esquema de color del LED principal, encender / apagar los faros principales, y para reproducir los sonidos de la bocina, los sonidos del transformador y los sonidos de la voz del abejorro. Estas acciones se pueden reconfigurar fácilmente a través de un mapeo de teclas de entrada / pads / botones a acciones, o reconfigurando la salida del teclado MIDI usando su utilidad.
Control remoto
Esperábamos que los padres de Alex quisieran ayudar a controlar a Bumblebee, así que integramos un control remoto de presentación. Inicialmente, esto se veía como un "bonito tener", pero se convirtió en una función crítica para probar el sistema, así como para controlar demostraciones de Bumblebee. (Mantendré uno de estos a mano para todos mis proyectos de host USB de Teensy, ya que fue increíblemente útil para realizar pruebas sin tener que integrar botones adicionales)
Controlador principal
El procesamiento de todas estas notas y pulsaciones de tecla es un Teensy 3.6 con cable host USB, un concentrador USB con 7 puertos, una tarjeta adaptadora de audio Teensy, una tarjeta personalizada de cambio de nivel y una tarjeta personalizada de controlador de transistores de 5 canales. El boceto de Teensy maneja la configuración de audio, incluida la entrada de audio de un dispositivo de música, la salida de audio a un amplificador de 12v, el análisis de audio FFT, el análisis de audio máximo y el mapeo de las pulsaciones de teclas entrantes y las notas MIDI a las acciones. Estas acciones incluyen la reproducción de archivos de sonido Bumblebee, sonidos de bocina VW bug y el cambio del color y el modo de las animaciones. Era nuevo en Teensy y me sorprendieron las capacidades del host USB y las capacidades de audio. Si no ha usado este sistema antes, asegúrese de revisar el video y la documentación del taller de audio, muestra las capacidades de este sistema y hace que sea muy fácil comenzar con la herramienta de diseño de audio. El código del sistema está alojado en MakerFX GitHub. Por favor, sea amable con sus comentarios, solo estoy aprendiendo Teensy e hice toda la codificación en el controlador en <7 días después de encender mi primer Teensy. Tenemos una serie de errores conocidos, y traeremos a Bumblebee de vuelta a MakerFX para algunas actualizaciones en las próximas semanas.
LEDs
Conectados a Teensy hay 4 conjuntos de LED direccionables WS2812. Estos impulsan los ojos (dos anillos de 16 LED que se ejecutan en el mismo pin de datos), los LED de la bandeja (más de 60 LED que se envuelven alrededor de la bandeja de Alex, los anillos de los faros (dos anillos de 24 LED en el mismo pin de datos) y los logotipos de Autobot en el lado de Bumblebee (10 LEDs de tira por lado, que también comparten un pin de datos). Además, varias secciones de LED de tira RGB de 12v se utilizan como efecto de suelo e iluminación del panel lateral y están controladas por 3 canales de la placa del conductor personalizada Los dos canales restantes en la placa del conductor controlan el punto del faro izquierdo y derecho, que también funciona a 12 V. Un aprendizaje interesante: al estar buscando partes, mezclamos marcas de anillos LED. Existen grandes variaciones en los anillos, desde el tipo de conexión a la dirección de los LED (en sentido horario / antihorario). Estamos utilizando la biblioteca FastLED y la biblioteca WS2812 Serial no bloqueante para el Teensy. Una placa de cambio de nivel personalizado que usa el 74HCT245 para proporcionar 5v líneas de datos para el direccionable LEDs para que podamos ejecutarlos. en el pleno 5v.
Modos de animacion
Actualmente hay 7 modos de animación: dos modos de análisis de espectro de audio FFT, dos modos de nivel de audio máximo y tres animaciones de persecución. En los modos de reacción de audio, los faros LED blancos se encienden en los niveles máximos de audio. El análisis de audio y las reacciones de los LED incluyen el efecto de sonido de Bumblebee, cualquier nota interpretada por Alex y cualquier música o sonido en el conector de entrada auxiliar. ¡La mamá de Alex encontró un viejo iPod que ahora es una fuente de música dedicada para Bumblebee!
Puede ver más animaciones LED en el video de lapso de tiempo de las últimas dos (¡tarde!) Noches de cableado, pintura y pruebas! (Encendemos el sistema aproximadamente 2 minutos en el video … ¡fue alrededor de las 2 AM la noche anterior a la revelación!)
¡GRACIAS!
¡Gracias a las más de 25 personas que contribuyeron al proyecto en tan solo 3 semanas, y al equipo de Magic Wheelchair por hacer que todo esto sea posible!