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使用 XIAO BLE SENSE 制作头部追踪设备（Head Tracker）

目录​

简介​

HeadTracker 是一款开源头部追踪项目，可用于无人机控制、虚拟现实、游戏等领域。该设备通过感应头部的方向和运动，为用户提供实时的视角变化体验。

PCB

功能特点​

  • 实时头部追踪：支持全向追踪和快速响应
  • 多种通信接口：兼容蓝牙、串口、PPM、SBUS等多种通信方式
  • 多平台：多平台GUI客户端，支持Windows、MacOS、Linux等操作系统
  • 硬件简单：基于Arduino平台，易于制作和维护，硬件成本低廉，本教程使用 XIAO BLE SENSE nRF52840 开发板来作为主控制器

硬件需求​

  • XIAO BLE SENSE nRF52840 开发板
  • USB-C 数据线（用于连接和供电）
  • 项目 PCB板（可选），用于方便的连接本项目到控制设备
PCB
  • 3D 打印外壳（可选），用于保护设备和固定传感器
PCB
  • 电池（可选），用于无线使用，由于 XIAO BLE SENSE 开发板板载电池管理芯片，可以轻松的实现锂电池的充放电管理，方便无线使用
PCB

固件烧录及基础配置​

1. 烧录固件​

  1. 前往 HeadTracker 的GitHub仓库主页，下载最新的固件。由于目前 XIAO BLE SENSE 目前在 beta 版本中被支持，所以需要前往 GitHub Action 页面中下载最新的固件。
PCB
PCB
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  1. 解压下载的固件zip文件，在其中找到适用于 XIAO BLE SENSE 的固件，固件以 .uf2 为后缀，可能类似这个名称 xiao_ble_nrf52840_sense-2_40pre-7ae7247.uf2。
PCB
  1. 将 XIAO BLE SENSE 开发板连接到电脑，双击开发板上的 RST 按键，此时开发板会进入烧录模式，此时电脑上会出现一个名为 XIAO-SENSE 的U盘，将固件拖拽到该U盘中，固件将自动烧录。
PCB

Firmware

2. 下载 GUI 客户端​

  1. 同样的前往 HeadTracker 的GitHub仓库主页，下载最新的GUI客户端。由于目前 XIAO BLE SENSE 目前在 beta 版本中被支持，所以需要前往 GitHub Action 页面中下载最新的支持 XIAO BLE SENSE 的 GUI 客户端。
PCB
PCB
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  1. 解压下载的 GUI 客户端 zip 文件，双击运行其中的可执行文件，即可使用。
PCB

3. 使用 GUI 客户端配置头部追踪设备​

  1. 连接 XIAO BLE SENSE 开发板到电脑，打开 GUI 客户端。
  2. 在 GUI 客户端中选择连接的端口，点击 Connect 按钮，GUI 客户端会自动识别设备，如果没有出现设备信息，请检查连接是否正常，并且点击刷新按钮。
PCB
  1. 在 GUI 客户端中选择校准选项，根据提示进行校准，校准完成后保存设置。
PCB
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  1. 在 GUI 客户端中需要输出的通道，注意通道数不能重复。
PCB
  1. 在 GUI 客户端中选择需要输出的同性协议，例如串口、蓝牙等，根据需要进行配置。
PCB
  1. 最后一定不要忘了点击 Save Settings 按钮保存设置。
PCB

焊接PCB板​

1. 制作 PCB 板​

1.相应的 PCB 设计文件可以在 立创开源硬件平台 的开源硬件页面中找到，下载对应的 Gerber 文件。

PCB
PCB
  1. 将 Gerber 文件上传到 嘉立创 或者其他 PCB 制造商的网站，下单制作 PCB 板。

2. 焊接 PCB 板​

  1. 准备好焊接工具，加热台、锡膏等，因为 XIAO BLE SENSE 开发板的电池焊盘在开发版的底部，所以我没无法通过电烙铁焊接，所以需要使用加热台。
  2. 将焊锡膏涂抹在 PCB 板焊盘上，将 XIAO BLE SENSE 开发板放置在 PCB 板上，加热台加热焊盘，焊接完成
  3. 焊接完成后一定要检查焊接是否正确，是否有短路、断路等问题。

3. 焊接其他器件​

  1. 将其他器件焊接到 PCB 板上，3.5mm插头，开关，电池等。

3D 打印外壳（可选）​

  1. 在立创开源硬件平台 的开源硬件页面中找到对应的 3D 外壳打印文件。
PCB
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  1. 焊接电池后，需要将突出的焊盘剪平，防止插入电池造成电池损坏，并且可以贴上绝缘胶带。
PCB
PCB
  1. 将 XIAO BLE SENSE 开发板放置在外壳中，先放入电池，再放入 PCB 板，最后盖上外壳，外壳使用卡扣设计，不需要使用螺丝固定。
PCB
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应用示例​

示例 1：无人机操控​

使用 HeadTracker 控制无人机摄像头视角和角度，实现沉浸式飞行体验。

PCB

示例 2：电脑游戏​

HeadTracker 可作为电脑游戏的输入设备，实现头部追踪效果，提升游戏体验，或仅仅用作体感输入设备。

PCB

示例 3：与VR头盔的集成​

HeadTracker 可作为VR头盔的补充设备，实现高精度头部追踪效果。

故障排除​

设备无法连接​

  • 检查 USB 线缆连接是否正常。
  • 尝试更换数据线或 USB 端口。
  • 确保固件是否已正确烧录。
  • 确保 GUI 客户端版本与固件版本匹配。

常见问题​

1. HeadTracker的电池无法充电？​

由于 XIAO BLE SENSE 开发板板载的电池管理芯片直接与底部的电池焊盘连接，中间没有添加开关，我们添加的开关是单纯的连接电池与开发版，属于物理切断，所以在充电时需要将开关打开，否则无法充电。

PCB

2. HeadTracker的电池续航时间？​

测试下来，XIAO BLE SENSE 作为本项目的主控制器，使用的耗电量很小，大概是0.006A左右，所以使用3.7V 500mAh的电池，续航时间大概在80小时左右，具体续航时间还需要根据具体的使用情况来判断。

PCB

3. 可以与哪些设备兼容？​

HeadTracker支持多种设备，具体请参考官方GitBook文档。

✨ 项目贡献者​

这个项目是由Seeed Studio贡献者项目支持的。

-感谢 Albert Abdilim 的努力，您的作品将被展出。

技术支持和产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们随时为您提供不同的支持，以确保您尽可能顺利地使用我们的产品。我们提供多种沟通渠道来满足不同的偏好和需求。

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