MultiMovEDIA A MultiMovEDIA cím, első látásra jelentés szempontjából nem sok dolgot takar, vagy akár egyáltalán semmit. De alaposabban megvizsgálva a szó összetételét, a Multimédia információs tartalom és az ez által használt csatornák (szöveg, kép, hang…), illetve a Move, vagyis a mozgás szoros összetételét állapítjuk meg. Tulajdonképpen ez a projekt a mozgás, a dinamika bevitelét mutatja be a multimédia világba, egyedi módon, ahol egy karmozdulatra, vagy egy újjmozdulatra minden lehetségessé válik; akár a számítógépes játékok, akár a CAD, akár a zenekomponálás, képszerkesztés és sok más terület „kibernetikus terében”. Tulajdonképpen a külső világ különböző szenzorokon keresztül Physical Computing módszerrel egy mikrovezérlő által “csatlakozik” a különböző eszközökre, mint a számítógép, vagy például a zenekomponálás területén egyedi, DIY eszközökhöz, amelyek csakugyan különböző passzív és aktív illetve digitális alkatrészeket tartalmaznak. Ehhez hasonló eszköz pl. a Kinect is, amelynek saját SDK-ja által különböző programozási nyelveken lehet alkalmazásokat írni és fejleszteni ehhez az eszközhöz, így lehetővé válik a 3D-s képfeldolgozás, illetve az eszköz által biztosított mozgásérzékelés kapcsolatba hozatala a multimédia világgal, a robotikával és sok más technológiával, felhasználási területtel.

Mi is az amiért egyedi ez a projekt?  Elsősorban sok olyan technológiát sűrit egy helyre, amelyek olcsók és a multimédia összes területére behatolnak.  Olyan perifériákat tartalmaz, amelyek nem csak a multimédia világban, hanem, az élet sok más területén is felhasználhatók, mint az orvostudomány, mechatronika, gépgyártóipar...  Számos megújuló ötlet és alkalmazás amely a következőkben fog kibontakozni önök előtt. 

Melyek azok a modulok amelyek egységesen alkotják a MultiMovEDIA rendszerét?  MoveMusic – ez az alkalmazás lehetőve teszi, hogy a karmesterből előadó válljon. Egy könnyű kesztyűre felszerelt Accelerométer, illetve egy hajlításérzékelő szerepét betöltő nyomógomb lehetővé teszik, hogy különbüző karmozdulatok zenei szinfóniává váljanak. Az újjunk behajlításával szabályozhatjuk az eszköz működését, tehát ha behajlítjuk újjunkat a karmozdulatok hatására hallhatóvá válnak a különböző hangok, az új egyenes állásában pedig a zene elhallgat. Az Accelerométer különböző tengelyek (X, Y, Z) számértékét méri, amelyek különböző hangértékeket és hangtípusokat keltenek. Minden egyes mozdulat újabb hangot szólaltat meg. Így akár zenekarokban kánonban, a táncosok is felválthatják a zenészek szerepét. A kimeneti hang tetszés szerint változtatható, akár MIDI technológiákkal, mint pl. a MAX MSP program felhasználásával, mixerekkel, vagy más módszerekkel - a lehetőségek korlátlanok.

 MoveCAD – ez a modul a véleményem szerint a projekt legérdekesebb eleme. Csupán a fent említett kesztyű és egy 3D-s szemüveg segítségével a térben tudunk dolgozni egy kockával. A kesztyűvel a kockát megfoghatjuk a térben, különböző szögekből és közelségből tekinthetjük meg, illetve lehetőségünk nyílik a kocka alakjának megváltoztatására is, például a kockát gömbbé formálhatjuk. Ez a módszer lehetővé teszi a bevitt képek 3D-s megfigyelését. Ez óriási segítség lehetne a tanügyben, ahol például mértan órákon a gyerekek térben is megnézhetnék az alakzatokat, és maguk formálhatnának különböző mértani formákat. Vagy akár az orvostudományban, ahol az orvos az MRI vizsgálaton az agy 3D-s szerkezetét tudná vizsgálni. De főleg a multimédia művészetben, ahol a festés, szobrászat és sok más művészeti ág 3D-s lehetőségének alkalmazását jelentené a számítógépek interaktív iparában, a játékiparban.

 MoveGame – ez a modul a játékiparban, illetve az animációs technikák továbbfejlesztését teszi lehetővé. Kezünk mozgása helyettesíti az egeret, újjaink behajlítása a billentyűzet gombjait. Ami mindebben a legfontosabb tényező, hogy nem szükségesek különböző kiegészítők, programcsomagok és driverek a működéshez. Bármilyen játékon használhatjuk, illetve még a számítógép vezérlése is lehetővé válik, mivel a nyelvi eszközökhöz tartozó portokon direkt történik a kommunikáció, ezért a számítógép úgy észleli az eszközt, mintha valóban egy egér, vagy egy billentyűzetként működne. Csak egy USB portot kell feláldozzunk és máris az eszköz készen áll a használatra.

Végkövetkeztetés  Így helyettesíthetjük egy eszközzel az összes felesleges vezérlőeszközöket, amelyek drágák, helyet foglalnak és még a használatuk is unalmas. És még sok más terület is van, amelybe bevihető az antropozófikus vezérlés. Ilyenek például az emberek életét is megkönnyebítő megoldások, mint például nagy teherbírású robotkarok vezérlése, így egy ember pár egyszerű kézmozdulattal mozgathatja a súlyos testeket. Mindezt elérhetjük a bemutatott perifériákkal és számítógépünkkel, egyetlen USB porton keresztül...

Megvalósítás

 A videó egy picit régebbi, és a felvételkor angolul vettem fel az anyagot  Tulajdonképpen ez a videó egy működés demonstrálója a projekt zenekomponáló (MoveMusic) moduljának.

Működés 1.MoveMusic Ez a modul lehetővé teszi különböző zenék létrehozását egy ADXL335 három tengelyes gyorsulásmérő és egy hajlításérzékelő szerepét betöltő nyomógomb segítségével. Az áramkör vezérlőegysége a Teensy bootloaderrel ellátott ATmega32U4 mikrovezérlő. A működés három lépésben: 1. A mikrovezérlő beolvassa az Accelerométer adatait és átalakitja ezeket hangokká. 2. Amennyiben behajlítottuk a hajlításérzékelő gombnál levő újjunkat a zene hallhatóvá válik. 3. A megszólaltatott hangok kijelzése LCD kijelzőn.

2.MoveCAD Ez a modul két részre osztható: 1. 3Duino – amikor egy kocka alakját változtatjuk a térben 2. MovElement – amikor egy kockát figyelhetünk meg a térben, különböző nézetekből és közelségekből 2. MovElement – amikor egy kockát figyelhetünk meg a térben, különböző nézetekből és közelségekből  3Duino Kezeink segítségével 3D hatással irányíthatunk jelen esetben egy kockát, de egy kis változtatással bármit. 3D-s hatást egy Anaglyph kék-piros lencsés szemüveggel, illetve egy Anaglyph képkonvertálóval érünk el. A kép mozgatása egy Memsic 2125 Accelerométerrel történik. Akinek kicsit több pénze van ajánlom a gyroscóp modult is. A program működési szempontból három részre osztható:

1. Az Arduino panel beolvassa az Accelerométer adatait és feldolgozza őket. 2. Az adatfeldolgozás után, az USB porton keresztül a számítógéphez csatlakoztatott mikrovezérlő elküldi az adatokat egy Processing alkalmazásnak és mindezt az alkalmazás egy „cube.txt” file-ba írja. 3. A második PC program (C nyelven írt) beolvassa az adatokat a dokumentumból és ennek függvényében a kocka 3D-s változata mozogni kezd, illetve átalakul gömbbé. Kérem, hogy ne feledje, hogy először a Processing kódot futtassa ("_3DuinoProcessing.pde"), aztán csatlakoztassa az Arduino panelt a PC-hez (persze miután beégette a "_3Duino.pde„ nevű kódot, ezután a panel használatra kész), végül indítsa el a “3DUINO.exe” alkalmazást. Ez a modul demonstrációs céllal készült Arduino platformmal (ATmega168/ATmega8), a többi modul Teensy platformra épül, amely csakugyan egy Arduino illesztőáramkör, csak gyorsabb, hatékonyabb és olcsóbb.

 MovElement Kezünk mozgatásával 3D-ben lehetőségünk van egy kockát megfigyelni különböző nézetekből, távolságokból. A 3D-s képalkotást csakugyan Anaglyph szemüveg biztosítja, de használhatunk más technológiákat is, csak ez a módszer a legolcsóbb, amely még hatékonyan is működik. A mozgásérzékelést egy ADXL335 három tengelyes gyorsulásmérő végzi. A működtető chip ATmega32U4, amely Teensy bootloaderrel működik. A működés három részre osztva: 1. A chip beolvassa és feldolgozza az Accelerométertől érkező adatokat. 2.USB-n keresztül kiküldi a vezérlőutasításokat a PC felé, HID protokolon. 3. A Processingben írt PC program elemzi az adatokat és eszerint mozgatja és apozicionálja a kockát.

3.MoveGame 3.MoveGame Kezünk, illetve újjaink mozgatása lehetővé teszik a számítógéphasználatot (szövegbevitel, cursosirányítás), illetve a számítógépes játszást. Ezen kívül különböző videójátékokat is átvihetünk a számitógépre és irányíthatunk ezzel az alkalmazással, csak különböző emulátorokat kell használnunk. Pl. Playstation Emulator és még sok más program, amelyeket megtalálunk az Emulator Zone weboldalon. A mozgásérzékelést egy ADXL335 három tengelyes gyorsulásmérő végzi, illetve a különböző billentyűparancsok beviteléhez, a hajlításszenzor figyeli az újjak állapotát. Az előre, hátra, jobbra, balra, illetve kiválasztás (Enter) parancsokhoz egyenként egy- egy hajlításszenzor tartozik. A működtető chip ATmega32U4, amely Teensy bootloaderrel van felprogramozva. A működés három részre osztva: 1. A chip beolvassa és feldolgozza az Accelerométertől és a Flex érzékelőktől érkező adatokat. 2.USB-n keresztül kiküldi a vezérlőutasításokat a PC felé, HID protokolon. 3. A számítógép fogadja az utasításokat, és a beérkező utasítások függvényében végzi el a billentyűparancsokat, illetve irányítja a cursort, a kijelölt pontokra. Emulator ZoneEmulator Zone

Hardware  Mi is valójában az Arduino & Teensy? Az Arduino egy egyszerű elektronikus áramkörön és egy szoftverfejlesztő környezetén alapuló nyílt physical computing platform. Az Arduino programozási nyelve a Processing-ből kifejlesztett Wiring egyik implementációja. A physical computing egy kreatív keretrendszer, mely segítségével könnyen elsajátítható és megismerhető az ember kapcsolata a digitális világgal. Nagyon sok felhasználási területe van: Művészet, Biztonságtechnikai fejlesztések, Hobbi fejlesztések, Orvostudomány… Az Arduino programozási nyelve egy C programozási nyelven alapú keretrendszer, amely nagyon univerzális, a programozás előtt beégetésre kerülő bootloadernek köszönhetően. A bootloader igénynek köszönhetően nem csak egy mikrokontroller családban használható, programozására. Nagyon kompakt, logikus nyelv. Áramköri részét elkészíteni még a legkezdőbb elektronika barátnak sem jelent nehézséget. Az Arduino-ról bövebben itt, illetve itt olvashatunk. itt

A Teensy az Arduino keretrendszerre épített, teljesen USB interfész alapú platform, amely olcsóbb, hatékonyabb. Több információ a Teensyről itt találunk. itt

 Az áramkörök tápellátása A tápellátáshoz mind a Teensy board, mind az Arduino board esetében használható az USB porton keresztüli tápellátás. Külső tápként megfelel egy 12 V 500 mA-s tápegység, vagy akár egy 9 V-s elem is, viszont az utóbbi rövid időn belül lefog merülni. A mikrovezérlőt nem lehet egyenesen, direktbe meghajtani külső tápegységgel, ha a tápegység által kifejtett feszültség nagyobb 5 V-nál. Ilyenkor különböző stabilizátor áramköröket vagy alkatrészeket használhatunk, a stabil 5 voltos feszültség előállításához. Erre a legegyszerűbb módszer a stabilizátor integrált áramkörök (IC) használata. Ilyen pl. az L7805 típusú integrált áramkör is. Ezek olcsóak és hatékonyak. Viszont fontos gondoskodni a hűtésükől is. Ha az Arduino panelt használjuk ezekre nem lesz szükség, mivel tartalmaz stabilizátor integrált áramkört. De ügyeljünk, hogy ne lépjük túl a 12 V, 1A-s bemeneti feszültséget sem, mert akkor az integrált áramkör hűtés ellenére is, túlfeszültség miatt fel is robbanhat. A Teensy esetében a panelen nincs beépitett stabilizátor áramkör. A Teensy esetében, ha nem USB-s tápellátást szeretnénk, akkor a külső tápellátáshoz szükségünk lesz pl. a fent említett IC-re.

 A kapcsolási rajzok illetve az alkatrészlisták megtalálhatóak a modulok mappáiban.

Software  Melyek a megvalósításhoz szükséges programok? A Software-k amelyek szükségesek a megvalósításhoz a következők: 1. Arduino Fejlesztőkörnyezet (Arduino IDE) 2. Teensy IDE 3. Processing Fejlesztőkörnyezet 4. Fritzing grafikus tervező program 5. Turbo C 3.0 Fejlesztőkörnyezet 6. Dev-C++ Fejlesztőkörnyezet 7. Microsoft Office (ajánlott a 2010-es verzió) 8. WordPad.

 A mikrovezérlők felprogramozása Első lépésként nyisd meg az Arduino programot. Először is fontosnak tartom megjegyezni, hogyha a Teensy platformot használjuk, először a TeensyDuino IDE-t hozzá kell illesztenünk, vagyis hozzá kell párosítatunk az Arduino IDE- hez. Több információt erre nézve, a Teensy site-ján, a „Getting Started” menüpont alatt találhatunk. A Teensy használata esetén a panelt csatlakoztassuk egy elérhető USB porthoz, aztán a továbbiakban a Teensy Loader Application fog segíteni a szükséges lépések elvégzéséhez. Majd a szükséges beállitásokban erről láthatunk képeket is. Arduino esetében, az USB porthoz való csatlakoztatás után, az Arduino program segítségével nyissuk meg a mikrovezérlőbe beprogramozni kivant „.pde” formátumú programot, majd az „Upload” gombot megnyomva tudjuk beprogramozni a kódot a mikrovezérlőbe.

Mindkét panel használatakor a mikrovezérlők kell tartalmazzák a megfelelő bootloadert. Vásárolt panelek esetében, a bootloadert a mikrovezérlők gyárilag felprogramozva tartalmazzák. Saját panelek készítése esetén mi kell beégessük pl. AVR Studio és különböző programozó áramkörökkel (mint pl. az STK500) a bootloadert. Az Arduino-nak van egy beépített bootloader programozó alkalmazása, de nem mindig működik, viszont egyszerű párhuzamos programozóáramkörrel nagy az esély, hogy így is feltudjuk programozni az üres mikrovezérlőinket. De legegyszerűbben, ha szükséges az Ebay- ről is rendelhetünk bootloaderrel ellátott mikrovezérlőket. Ezek a mikrovezérlők mivel tartalmazzák a bootloadert, azonnal alkalmazhatók a különböző projektekben, csak bekell helyezni őket a programozó áramkörbe, jelen esetbe az Arduino board- ba, felprogramozni őket és máris használhatók.

Új sketch.png

Látod.png Gomb.png

Upload gomb.png Üzenetek.png

 A forráskódok és egyébb software csomagok megtalálhatóak a modulok mappáiban.

Nagyonszépenköszönöm megtisztelőfigyelmüket Nagyon szépen köszönöm megtisztelő figyelmüket!