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Neues LED-Projekt: optische Bewegungserkennung

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Was mein Bruder und ich gerade gemeinsam bauen, ist eine optische Bewegungserkennung (motion capture). Damit können Computerspiele oder virtuelle Realitäten durch Körperbewegung gesteuert werden.
So etwas gibt es z. B. unter dem Namen TrackIR von Microsoft zu kaufen. Wir versuchen das selbst zu bauen, nach dieser Anleitung. Ganz ähnlich ist auch diese Anleitung. Dabei beschränken wir uns auf die Erkennung von Kopfbewegungen.

Hauptbestandteile der Konstruktion sind 3 Infrarot-LEDs, die am Kopf befestigt werden und eine Kamera, durch die die Bewegungen der LEDs erkannt werden.

Noch sind wir nicht fertig und wissen auch noch nicht ob es funktionieren wird. Es bleibt also spannend!
Wenn das Projekt gelingt stelle ich eine detaillierte Anleitung zur Verfügung.

Egal wie es später ausgeht, zeige ich Euch hier unseren aktuellen Zwischenstand.

Zubehör:
3 Infrarot-LEDs
3 LED Neoprenfassungen
2 Stabilo-Stifte
1 tictac Dose
1 USB Kabel
Lochrasterplatine
Dünne Kabel
1 Webcam (bei der man den Infrarotfilter entfernen kann)
1 Diskette

Begonnen haben wir mit der Befestigung für die LEDs. Sie müssen in ganz bestimmtem Abstand zueinander in die Kamera „schauen“. Das ganze wird dann mit einem Klipp seitlich am Kopf befestigt.
Wir haben uns spontan für Stabilo-Stifte entschieden. Vorne und hinten kappen, Miene entfernen und schon hat man eine vielseitig verwertbare Plastikhülse (kennt der eine oder andere aus der Schule als Blasrohr ;-)).

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Die Neoprenfassungen der LEDs passen genau in die Stiftehülsen! 🙂

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Die Stiftehülsen lassen sich mit einem Feuerzeug vorsichtig erhitzen und biegen. Ja, es sieht ein wenig verkokelt aus. Das wird zum Schluss mit Acrylfarbe überpinselt :-).

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 Die tictac Dose bekommt 3 Löcher mit der Bohrmaschine. In unserem Fall haben wir dafür Papas professionelle Ständerbohrmaschine verwendet :).
In diese Löcher schieben wir dann die Stiftehülsen.
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Damit die Hülsen an Ort und Stelle in der tictac Dose bleiben, haben wir Modellbaukleber verwendet und damit es bombenfest sitzt zusätzlich noch Patex Komponentenkleber für Kunststoff (im Foto gut erkennbar die weiße Masse). Der lässt sich wie Knetmasse verarbeiten.

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Jetzt kommt der Lötkolben zum Einsatz.
Die LEDs in ihre Neoprenfassungen einsetzen. An die LED Beinchen wird jeweils ein Kabel angelötet. Die Kabel durch die Stiftehülsen fedeln, sodass die LEDs jetzt am Ende der Stiftehülsen sitzen.

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Nun konnten wir die LEDs in die tictac Dose einfedeln.

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Die Kabelenden kommen jetzt auf die Platine.
Die LEDs werden parallel geschaltet, sodass jede einen Vorwiderstand (in unserem Fall 39 Ohm) erhält. Da alle roten Kabel plus und alle grauen minus sind, kann man sie leicht zuordnen.
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Für die Stromversorgung wird ein USB Kabel verwendet. Ein Ende des Kabels wird abgezwickt. Je nach Kabel kommen 3 oder 4 Drähte zum Vorschein. Bei unseren USB Kabeln die wir getestet haben, waren immer rot und schwarz mit 5V Spannung belegt.
Den roten und schwarzen Draht haben wir als Spannungsversorgung auf die Platine aufgelötet.

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Der Kabelsalat zusammen mit der Platine passen wunderbar in die Tictac Dose. Durch die Öffnung am Deckel der Dose kann man das USB Kabel nach außen führen.

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In unserer tictac Dose ist alles schön aufgeräumt.

Die Webcam muss Infrarotlicht sehen können. Dazu haben wir sie auseinander gebaut und den Infrarotfilter entfernt.
Die Camera darf nicht zu viel Licht abbekommen. Als „Sonnenbrille“ dient ein kleiner Schnipsel von dem Inneren der Diskette. Wir haben den Schnipsel im Inneren der Camera mit dem Modellbaukleber eingeklebt.

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So, das ist der aktuelle Stand.
Uns fehlen noch die Widerstände und die Kopfbefestigung, dann können wir die Konstruktion testen.

In ein paar Wochen geht das Projekt in die 2. Runde. Dann gibt es hier im Blog das Finale.