HairIO: Интерактивті материал ретінде шаш: 12 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

HairIO: адам шашы интерактивті материал ретінде

Шаш-бұл киілетін жаңа технологиялар үшін бірегей және аз зерттелген материал. Оның мәдени және жеке көрінісінің ұзақ тарихы оны жаңа қарым -қатынас үшін жемісті сайтқа айналдырады. Бұл нұсқаулықта біз пішіні мен түсін өзгертетін, жанасуды сезетін және Bluetooth арқылы байланысатын интерактивті шаш ұзартқыштарын қалай жасау керектігін көрсетеміз. Біз реттелетін схеманы, Arduino Nano, Adafruit Bluetooth тақтасын, пішінді жады қорытпасын және термохромдық пигменттерді қолданамыз.

Бұл нұсқаулықты Сара Стерман, Молли Николас және Кристин Дирк жасады, Берклидегі UC гибридті экология зертханасында Эрик Паулоспен бірге жүргізілген жұмыстарды құжаттады. Бұл технологияның талдауы мен толық зерттеуді TEI 2018 -де ұсынылған біздің мақалада табуға болады. Бұл нұсқаулықта сіз жабдықтың, бағдарламалық жасақтаманың және электрониканың толық құжаттамасын, сондай -ақ біз қабылдаған дизайн шешімдері мен біздің күресіміз туралы ақпаратты таба аласыз..

Біз жүйеге қысқаша шолу мен HairIO -ды қолдану мысалдарынан бастаймыз. Әрі қарай, біз электрониканы қарастырамыз, содан кейін аппараттық құралға көшіп, шаш ұзартқыштарын жасаймыз. Соңғы тараулар кодты және өзгертулер енгізу бойынша кейбір кеңестерді қамтиды.

Белгілі бір ресурстарға сілтемелер әр бөлімде беріледі, сонымен қатар соңында жиналады.

Бақытты жасау!

1 -қадам: Бұл қалай жұмыс істейді?

Шолу

HairIO жүйесі екі негізгі принцип бойынша жұмыс істейді: сыйымдылық сенсорлық және резистивті қыздыру. Түртуді сезу арқылы біз шаштың ұзартылуына жанасуға жауап бере аламыз. Ал кеңейтуді қыздыру арқылы біз термохромды пигменттермен түсінің өзгеруіне, ал пішіннің жадының қорытпасымен пішіннің өзгеруіне себепші бола аламыз. Bluetooth чипі телефондар мен ноутбуктар сияқты құрылғыларға шашпен байланысуға мүмкіндік береді, не пішінін, не түсінің өзгеруін тудырады, не шашқа тигенін сезгенде сигналды қабылдайды.

Өзара әрекеттесу мен қолданудың мысалы

HairIO - бұл зерттеу алаңы, демек сіз онымен не істегеніңізді көргіміз келеді! Біз жасаған кейбір өзара әрекеттесулер жоғарыдағы бейнелерде немесе Youtube -те біздің толық бейнеде көрсетілген.

Пішінін өзгертетін өрім қозғалыс кезінде оның құлағын ақырын қытықтау арқылы мәтіндік хабарды пайдаланушыға хабарлауы мүмкін.

Немесе ол пайдаланушыға қай бағытқа бұрылу керектігін көрсету үшін көру аймағына ауысатын бағыт -бағдар бере алады.

Шаш күрт өзгеруі мүмкін, стиль немесе спектакль үшін. Стиль күні бойы өзгеруі немесе белгілі бір оқиғаға жаңартылуы мүмкін.

Шаш әлеуметтік қарым -қатынас жасауға мүмкіндік береді; досыңыздың ұзартылған шаштарын өріп, алыстан өзіңіздің өріміңізге тиіп, досыңыздың түсін өзгертуге болатынын елестетіп көріңіз.

Компоненттер

Барлық сезу, логика және бақылау реттелетін схемамен және басына тағылатын Arduino Nano арқылы жүзеге асады. Бұл тізбек екі негізгі компоненттен тұрады: сыйымдылықты сенсорлы сенсорлық тізбек және қуатты тоқуға ауыстыруға арналған жетек тізбегі. Шаштың коммерциялық ұзартылуы нитинолды сымның айналасында өрілген, бұл пішінді есте сақтау қорытпасы. Бұл сым салқындаған кезде бір пішінді ұстайды, ал қызған кезде екінші пішінге ауысады. Біз кез келген екінші пішінді сымға үйрете аламыз (кейінірек осы нұсқаулықта сипатталған). Екі LiPo аккумуляторы басқару тізбегін 5В, ал шашты 3,7В кернеумен қамтамасыз етеді.

2 -қадам: электроника

Басқару және сыйымдылық сенсоры

Сыйымдылық сенсорлық схема Disney's Touché жобасынан Arduino -да Touche -ді қайталау бойынша керемет нұсқаулық арқылы бейімделген. Бұл орнату жиіліктік сыйымдылықты сенсорлы сенсорлықты қолдайды және қарапайым сенсорлық/жанасудан гөрі қимылды күрделі тануға мүмкіндік береді. Мұнда бір ескерту - сыйымдылық сенсорлық схемасы мен коды белгілі бір Arduino чипін - Atmega328P қабылдайды. Егер сіз балама микроконтроллер чипін қолдануды таңдасаңыз, сізге кодты қайта жобалау немесе баламалы сезім механизмін табу қажет болуы мүмкін.

Басқару схемасы логика үшін Arduino Nano және аналогты мультиплексорды қолданады, ол бір тізбек пен аккумулятордан бірнеше өрімді реттілікпен басқаруға мүмкіндік береді. Сыйымдылықтың жанасуы бір мезгілде арналар арасында тез ауысу арқылы сезіледі (соншалықты тез, бұл біз екеуін де бірден сезетін сияқты). Кірпіктерді іске қосу қол жетімді қуатпен шектеледі. Қуатты немесе қосымша батареяларды қосқанда, бір мезгілде іске қосуға болады, бірақ мұнда біз оны қарапайымдылық үшін дәйекті іске қосумен шектейміз. Берілген схема екі өрімді басқара алады (бірақ тізбектегі мультиплексор төртке дейін қолдай алады!).

Схеманың ең қарапайым нұсқасы үшін мультиплексорды қалдырып, бір тоқуды тікелей Arduino -дан басқарыңыз.

Жетек тізбегі және термистор

Біз сыйымдылықпен жанасуды бір сыммен іске қосамыз (нитинол). Бұл тоқу кезінде сымдардың/күрделіліктің аздығын, ал тізбекте көбірек екенін білдіреді.

Жетек тізбегі шашты қосуды қосуға және өшіруге арналған биполярлық транзисторлар жиынтығынан (BJT) тұрады. Бұл BOS -да ішкі сыйымдылық жоқ болғандықтан, кең таралған (және әдетте жақсы) MOSFET -терден гөрі биполярлы транзисторлар болуы маңызды. MOSFET ішкі сыйымдылығы сенсорлық сенсорлық тізбекті басып кетеді.

Біз сондай -ақ сыйымдылықты сенсорлық сезіну үшін тек қуаттан гөрі, жерге де, қуатқа да ауысуымыз керек, себебі жерге тұйықталған электродтан сыйымдылық сигналы жоқ.

Сыйымдылығы мен жетегі үшін бөлек көздерді қолданатын балама дизайн бұл схеманы айтарлықтай жеңілдетеді, алайда бұл механикалық дизайнды күрделендіреді. Егер сыйымдылық сезгіштігі диск жетегінен оқшауланған болса, онда біз қуаттың бір қосқышымен құтыла аламыз, бұл FET немесе басқа нәрсе болуы мүмкін. Мұндай шешімдерге Katia Vega's Hairware сияқты шаштың өзін металдандыру кіруі мүмкін.

Bluetooth чипі

Біз қолданған bluetooth чипі - Adafruit компаниясының Bluefruit досы. Бұл модуль дербес болып табылады және тек байланыс ортасындағы логиканы басқаратын Arduino -ға бекітілуі керек.

Батареяны таңдау

Батареялар үшін сізге Arduino -ны қуаттауға жеткілікті кернеуді және нитинолды жүргізуге жеткілікті токты бере алатын қайта зарядталатын батареялар қажет. Бұл бірдей батарея болуы міндетті емес. Шын мәнінде, Arduino -ны қызартып алмау үшін біз барлық алғашқы прототиптерімізді екі батареямен жасадық: бірін басқару үшін, екіншісі - диск үшін.

Arduino Nano кем дегенде 5В кернеуді қажет етеді, ал нитинол максимум шамамен 2 амперді алады.

Біз шашты жылжыту үшін ValueHobby -ден 3,7 В батареяны, ал Arduino -ны қуаттандыру үшін ValueHobby -ден 7,4 В батареяны таңдадық. 9В тұрақты батареяларды қолданбауға тырысыңыз; олар 15 минут ішінде пайдалылығынан төмен ағып кетеді және көптеген қалдықтарға әкеледі. (Біз білеміз, өйткені біз тырыстық …)

Әр түрлі мәліметтер

Батареяның мониторингі: жетекші батареяның қуат сымы мен аналогтық істікшенің арасындағы 4,7к Ом резисторы диск батареясының зарядын бақылауға мүмкіндік береді. Батареяны аналогтық түйреуіш арқылы Arduino қосылмауы үшін сізге бұл резистор қажет (бұл жаман болар еді: сіз мұны қаламайсыз). Arduino аккумуляторын тек кодпен бақылауға болады - кодты демонстрациялау үшін бағдарламалық қамтамасыз ету бөлімін қараңыз.

Өткізгіш: Егер сіз бәрін зарядтау үшін бір батареяны қолданғыңыз келсе, екі батарея қосқышының арасында секіргішке орын бар. Бұл Arduino-ны құрту қаупін тудырады, бірақ батареяны дұрыс таңдаумен және дискідегі кейбір бағдарламалық жасақтамаға негізделген PWM-мен жұмыс істеуі керек. (Біз әлі алған жоқпыз.) (Егер сіз оны сынап көрсеңіз - бізге қалай болатынын айтыңыз!)

3 -қадам: электроника құрастыру

Тізбекті біріктіру

Біз тізбекті бастапқыда екі бөліктен құрады, жетек пен басқару тізбектерін икемді кабельмен қосады. Біздің біріктірілген ПХД нұсқасында тізбектер бір тақтаға конденсацияланған. Бұрынғы схема өрімді басына икемді орналастыруға мүмкіндік береді, бірақ екіншісін жинау әлдеқайда қарапайым. Сіз тақтаның схемасы мен орналасу файлдарын біздің Github репозиторийінен таба аласыз. Тізбектерді жасаудың екі әдісі бар: 1) схемаға сәйкес тесік компоненттері бар перфорация тақтасының нұсқасын қолмен жасау немесе 2) біз ұсынатын тақта файлынан ПХД жасау (үстіңгі сілтеме) және беткі бекіткіш компоненттермен жинау.

Компоненттер

ПХД нұсқасы + шілтерлерге арналған материалдар тізімі осында.

Біз сынақ ПДБ -ларын өзгелерден диірменде жондық, содан кейін соңғы ПХД -лерді шығанағы аймағының тамаша схемаларынан тапсырыс бердік. Тауарды үйде де, кәсіби түрде де өндіру жақсы жұмыс істейді, дегенмен барлық виастарды қолмен қаптау немесе дәнекерлеу-бұл ауыртпалық.

Кеңестер

• Біз дәнекерлеу пастасы мен қайта ағызылатын пешті немесе ыстық плитаны бетке орнататын компоненттер үшін қолдандық, содан кейін тесік компоненттерін қолмен дәнекерледік.
• Біз прототиптерді жылдам жасау үшін Breadboard/perf board нұсқасын, ал сенімділік үшін ПХД ұсынамыз.
• Біз наноды ПХД -да ұстау үшін қысқа әйел тақырыптарын қолданамыз, ол алынбалы болады. Ұзын әйел тақырыптарын bluetooth чипін Arduino-дан жоғары орналастыру үшін жоғары көтеру үшін тақтайға біркелкі емес етіп дәнекерлеуге болады. (Кездейсоқ қысқа тұйықталуды болдырмау үшін сіз Каптон таспасын қосқыңыз келеді).
• Bluetooth микросхемасы ПХД орналасуындағы түйреуішке сәйкес келу үшін, оның еркек тақырыптарына төңкеріліп дәнекерленген болуы керек. (Әрине, сіз бұл орналасуды өзгерте аласыз.) Неліктен біз бұлай жасадық? Өйткені бұл түйреуіштерді Arduino макетіне жақсы үйлестіреді.

4 -қадам: Шашқа арналған жабдыққа шолу

HairIO - екі ұзындықтағы сымның айналасында өрілген, коннекторға бекітілген және температураны реттеуге арналған термистор. Оны термохромды пигменттермен толық жиналғаннан кейін борлауға болады. HairIO өрімін жасау бірнеше кезеңнен тұрады:

1) Пішін жадының қорытпасын қалаған пішінге үйрету.

2) Оқшауланған мыс сымға пішінді жады қорытпасының ұзындығын қысу және дәнекерлеу арқылы ішкі сымды жинаңыз.

3) Термисторды қысыңыз және оқшаулаңыз.

4) Сым мен термисторды коннекторға жалғаңыз.

5) Шашты сымның айналасына өріңіз.

6) Шашты бор.

Біз кезеңдердің әрқайсысын келесі бөлімдерде егжей -тегжейлі қарастырамыз.

5 -қадам: шаш сымдарын жинау

Бірінші кезеңдер пішіннің өзгеруін және резистивті қыздыруды қамтамасыз ететін ішкі сымдарды жинауды қамтиды. Бұл жерде сіз тоқудың ұзындығын, қыздырылған кезде қажетті пішінді және қолданылатын қосқыштың түрін шешесіз. Егер барлық өрулердің ортақ қосқыш түрі болса, оларды әр түрлі пішін мен түске, сонымен қатар шаштың түрлері мен ұзындығына сәйкес бір тақтаға оңай ауыстыруға болады.

Егер сіз белгілі бір өрімдегі пішіннің өзгеруін қаламасаңыз, пішінді жад қорытпасын қарапайым сымның ұзындығымен ауыстыруға болады. Егер сіз сыйымдылықты ұстағыңыз келсе, жақсы әсер ету үшін ауыстырылатын сым оқшауланбаған болуы керек.

Пішінді есте сақтау қорытпасын жаттықтыру

Біз қолданатын пішінді жады қорытпасы-бұл никин-титан қорытпасы. Салқындаған кезде ол бір қалыпта қалады, бірақ қыздырғанда ол «үйретілген» күйге оралады. Егер біз қыздырған кезде бұралатын өрім алғымыз келсе, ол салқын кезде түзу болуы мүмкін, бірақ бұйралауға үйрету керек. Сіз қалаған кез келген пішінді жасай аласыз, бірақ сымның салмағын көтеру мүмкіндігі оның диаметрімен шектеледі.

Нитинолды өрудің қажетті ұзындығына кесіңіз, өру кезінде қисықтар үшін және үстіңгі және астыңғы байланыстар үшін сәл артық қалдырыңыз.

Нитинолды үйрету үшін мына керемет нұсқаулықты қараңыз.

Біз тәжірибе жүргізген өрім түрлеріне бұйра, шаштың тік тұруына мүмкіндік беретін тік бұрылыстар жатады және нитинолды мүлде жаттықтырмайды. Бұл жалқау болып көрінуі мүмкін, бірақ бұл іске қосылған кезде шашты кез келген пішіннен түзетуге мүмкіндік береді. Сым салқындаған кезде оны бүгетін пішінді ұстайды, мысалы. бұйра, содан кейін қыздырғанда сол пішіннен түзетіңіз. Өте керемет, және әлдеқайда жеңіл!

Сымдарды жинау

Нитинол оқшауланбаған және тек бір бағытта жүреді. Толық тізбекті құру үшін төменде қосылып, үстіңгі коннекторға оралу үшін бізге екінші оқшауланған сым қажет. (Оқшауланбаған сым нитинолға тигенде қысқа тұйықталуды тудырады және тіпті қызып кетуіне жол бермейді.)

Оқшауланған мыс сымының ұзындығын нитинолмен бірдей етіп кесіңіз. Біз 30 AWG магнит сымын қолдандық. Оқшаулауды екі жағынан алып тастаңыз. Магнитті сым үшін жабынды оқшаулағыш тақталар болғанша ашық отпен ақырын жағу арқылы алып тастауға болады және оны сүртуге болады (бұл жарықтандырғышқа шамамен 15 секунд кетеді). Назар аударыңыз, бұл сым күйген жерде сәл сынғыш болады.

Нитинол туралы қызықты факт: Өкінішке орай, дәнекерлеуші нитинолды ұнатпайды. (Бұл өте ауыртпалық.) Ең жақсы шешім - нитинолға механикалық байланыс жасау үшін қысқышпен пайдалану, содан кейін электрлік қосылуды қамтамасыз ету үшін дәнекерлеуді қосу.

Нитинол мен жаңадан оқшауланбаған мыс сымның ұшын ұстап тұрып, қысқышқа салыңыз. Оларды біркелкі етіп қысыңыз. Қосылымның қосымша күші қажет болса, кішкене дәнекерлегішті қосыңыз. Қысқышты және қалған сымның құйрығын жылулық қысқышпен жабыңыз, сонда сіздің иегеріңіз ұшы ұшымен тимейді. Төменгі жағында қандай қысқыштар қолданылатыны маңызды емес, өйткені бұл екі сымның арасында механикалық байланыс орнату.

Екінші жағынан, біз сымның әр ұшына қысқыш қосамыз. Бұл жерде қытырлақтың түрі маңызды. Қосқыш үшін түйісетін қысқышты қолдану керек. Сымдардың бұл ұштары контурлық платаға қосылу үшін қосқышқа бекітіледі.

Тұрақты өрім жасау:

Шілтер өте нәзік немесе өте драмалық болуы мүмкін. Егер сіз драмалық әсер алғыңыз келсе, жоғарыдағы бас киімдегі суреттегідей немесе ертерек бейнеленген бейнеде тағы бір қадам қажет. Өрімдер көтеруден гөрі бұралуды жөн көреді, сондықтан олар дұрыс бағытта қалу үшін бекітілуі керек. Біздің жақша созылған Z тәрізді (суретті қараңыз). Біз нитинолға қытырлақ сырғытып қойдық, содан кейін кронштейнді қысқышқа дәнекерледік, және ақырында бәрін қысқартып, электрлік таспамен жауып тастадық.

Термисторды дайындау

Термистор-бұл терінің температурасын өлшеуге мүмкіндік беретін ыстыққа сезімтал резистор. Біз мұны тоқу қолданушының киюі үшін тым ыстық болмайтынына көз жеткізу үшін қолданамыз. Біз термисторды тоқу бекітілетін қосқышқа қосамыз.

Алдымен терморегулятордың аяғына жылуды азайтыңыз және оны қысу үшін жылу пистолетін қолданыңыз. Бұл термистордың оқшауланбаған нитинолға тұйықталуын болдырмау үшін аяқтарды оқшаулайды. Қысылу үшін аздап сымды ашық қалдырыңыз. Тағы да, бұл қысқыштар сіздің қосқышқа сәйкес болуы керек.

Термистордың ұштарын қысыңыз. Мүмкіндігінше, қысымды төмендету үшін қысудың бірінші тістеріне аздап жылуды алыңыз. Оны тым жоғары қоймаңыз, себебі жақсы электрлік байланыс үшін сымдар әлі де қосылуы керек.

Енді термистор қосқышқа қосылуға дайын.

Коннекторды жинау

Өрудің жоғарғы жағында кез келген 4-терминалды қосқышты қолдануға болады; біраз тәжірибеден кейін біз Molex Nanofit коннекторлары туралы шешім қабылдадық. (Мұны біздің ПХД қолданады.) Олардың тізбектегі профилі төмен, оларды бекітіп қою үшін қысқышпен берік механикалық байланыс бар, бірақ оларды кірістіру және алып тастау оңай.

Nanofit коннекторлары үш кезеңнен тұрады:

Алдымен термистордың қысылған екі ұшын коннектордың еркек жартысындағы ең орталық екі ұяға салыңыз.

Содан кейін, өрілген сымның екі жоғары қысылған ұшын коннектордың еркек жартысындағы ең сол және оң жақ ұяшықтарға салыңыз.

Оларды орнатқаннан кейін ұстағышты ыдыстарға салыңыз. Бұл қысқыштарды орнында ұстауға көмектеседі, сондықтан тоқу коннекторды тартып алмайды.

Коннектордың аналық жартысы тізбек тақтасында орналасқан және шаш терминалдарын жетекші және сыйымдылық сенсорлық тізбекке, ал термисторлық терминалдарды температураны сезу үшін Arduino -ға қосады.

Баруға дайын

Енді сым өруге дайын.

6 -қадам: өру және бормен өңдеу

Шашты ішкі сымдардың айналасына өрудің бірнеше әдісі бар. Сыйымдылықты сезу үшін кейбір сым ашық болуы керек. Табиғи көрінетін өрім мен технологияны жасыру үшін сымды толығымен ішкі жағынан өруге болады. Мұндай өру сенсорлы сенсорлықты жасай алмайды, бірақ ол түсі мен формасының күрт өзгеруіне әсер етеді.

Шаш өру стилі 1: сыйымдылыққа жанасуға арналған 4 жіп

Бұл тоқу оқулығы сізге 4 өрімді тоқуды қалай жасау керектігін көрсетеді. Есіңізде болсын, сіздің жағдайда «жіптердің» бірі - бұл сымдар! Үш жіп пен бір сымнан тұратын 4 өрімді үлгі бойынша біздің өру қондырғымыз үшін жоғарыдағы суреттерді қараңыз.

2 -өрнек стилі: көрінбейтін сымдар

Бұл өрісте сіз үш жіптен өрілген тоқуды жасайсыз (бұл туралы көпшілік «өрім» деп ойлайды), және сіз сымдарды тек бір жіппен байланыстырасыз. Міне, үш өрімді өруге арналған тамаша оқулық.

Термохромды пигменттермен борлар

Егер сіз тоқылған кезде оның түсі өзгергенін қаласаңыз, оны термохромды пигменттермен борлау керек. Алдымен, өрімді пластикалық жабылған үстелдің үстіне бір нәрсеге іліп қойыңыз (заттар сәл тәртіпсіз болады). Термохромды сияға қатысты қауіпсіздік нұсқауларын орындаңыз (қажет болған жағдайда қолғап киіңіз!). Міндетті түрде ауа маскасын киіңіз - сіз ешқашан бөлшектермен дем алғыңыз келмейді. Енді ауырсыну щеткасын алыңыз да, өрімнен термохромды ұнтақты алыңыз, жоғарыдан бастап. Шашты ақырын «бояңыз», ұнтақты мүмкіндігінше өруге тараңыз. Сіз біраз жоғалтасыз (бірақ егер ол пластикалық үстелге түссе, оны келесі өрім үшін құтқаруға болады). Сіз мұны қалай істегенімізді білу үшін біз жоғарыда бөліскен уақытты көре аласыз!

7 -қадам: техниканы киіңіз

Электрондық тақталар мен аккумуляторларды бастың таспасына немесе шаш қысқышына орнатуға болады. Немесе, неғұрлым нәзік стиль үшін, шілтерді ұштарындағы ұзын сымдармен жасауға болады. Бұл сымдар табиғи шаштың, бас киімдердің, шарфтардың немесе басқа да ерекшеліктердің астына дененің басқа жеріне, мысалы көйлектің астына немесе алқаның астына бағытталуы мүмкін. Осылайша, шаш киілетін технология ретінде бірден байқалмайды.

Қосымша түзетулер мен кіріктірілген логика мен bluetooth чиптерінің көмегімен тізбекті қысқартуға болады. Мұндай кішігірім схеманы сәндік шаш қыстырғышқа оңай жасыруға болады, алайда қуат мәселесі қалады, өйткені батареялар қазіргі кезде өте аз. Әрине, сіз оны қабырғаға қосуға болады, бірақ содан кейін сіз алысқа бара алмадыңыз.

Сіз жоғарыдағы бейнеден өте ертеде жасалған прототипті көре аласыз. (Жалпы демонстрациядан кейін қосылатын соңғы корпустардың қосымша суреттері.)

Қоршау

Жақында сіз біздің github реподан схемаға арналған 3D басып шығарылатын корпусты таба аласыз. Мұны шашқа тағуға немесе басқа формалық факторларға өзгертуге болады.

8 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз етуге шолу

Біздің github репо -да сіз шашты басқарудың әр түрлі әдістерін көрсететін бірнеше Arduino эскиздерін таба аласыз.

1 -эскиз: demo_timing

Бұл диск жетегінің негізгі демонстрациясы. Шаш белгіленген секунд ішінде қосылады және өшеді, ал қосулы кезде борттық жарықдиодты жыпылықтайды.

2 -эскиз: demo_captouch

Бұл сенсорлы сенсорлық сенсорлық демо. Шашқа тию борттық жарықдиодты қосады. Сыйымдылықтың сенсорлық шектерін қоршаған орта мен схемаға байланысты реттеу қажет болуы мүмкін.

3 -эскиз: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Bluetooth байланысының, сыйымдылықты сенсорлық және дискідегі интеграцияланған демо. Bluefruit LE Connect қосымшасын смартфонға жүктеп алыңыз. Код тоқылған кезде bluetooth сигналын жібереді, нәтижені қолданбаға басып шығарады. Қолданбадағы контроллердегі түймелерді басу өрімдерді қосуды бастайды және тоқтатады. Назар аударыңыз, түйреуіштер ПХД нұсқасы үшін орнатылған. Егер сіз INH мультиплексорының түйреуішін ПХД схемасында көрсетілгендей цифрлық түйреуішке қосқан болсаңыз, онда бұл түйреуішті төмен түсіру үшін кодқа сызық қосу қажет болуы мүмкін (біз оны жерге тұйықтадық).

Бұл код сонымен қатар қолданбадағы UART интерфейсі арқылы «c» таңбасын жіберу арқылы іске қосылатын калибрлеу әдісін қамтиды.

Сенсорлық сыйымдылықты калибрлеу

Сыйымдылығы бар сенсорлық сезімталдық ылғалдылық немесе компьютерге қосылу сияқты қоршаған орта факторларына сезімтал болғандықтан, бұл код дәл сыйымдылықты сенсорлы сенсорлық шекті мәнді анықтауға мүмкіндік береді. Сіз бұл мысалды demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch кодынан таба аласыз. Бір ескерту - сыйымдылық жылу кезінде де өзгереді. Біз қозғалтудан кейінгі жылу «жанасу» күйін тудыратын мәселені әлі шешкен жоқпыз.

Батарея мониторингі

Батареяларды бақылау мысалдары demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch эскизінде берілген. Борттық жарықдиодты батареяның заряды белгілі бір шегінен төмен түскенде жанады, бірақ ол басқару батареясы мен жетекші батареяны ажыратпайды.

Температураның құлыпталуы (қауіпсіздіктің өшуі)

Өрудің температурасын бақылау, егер ол тым ыстық болса, қуатты өшіруге мүмкіндік береді. Бұл мәліметтер тоқылған тоқыма терморегистраторынан жиналады. Бұған мысалды demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch эскизінен табуға болады.

9 -қадам: Кодты жүктеу және өзгерту

Біз HairIO кодын жазу және оны тақтаға жүктеу үшін стандартты Arduino ортасын қолданамыз.

Arduino Nanos бірнеше көздерден алынуы мүмкін; Біз оларды Arduino ортасымен жұмыс істеу үшін қосымша микробағдарламаны қажет ететін сатып алдық. Оларды құрылғыға орнату үшін мына нұсқауларды орындауға болады. Егер сіз стандартты Arduino Nano (яғни, бұл) қолдансаңыз, сізге бұл қосымша қадамды жасаудың қажеті жоқ.

Кодты өзгерткенде, аппараттық түйреуіштер сіздің схемаға сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Егер сіз түйреуішті өзгертсеңіз, тақтаның дизайны мен кодын жаңартыңыз.

Біз қолданатын Illutron сыйымдылық сенсорлық кітапханасы белгілі бір аппараттық чипке (Atmega328p) сүйенетінін атап өту маңызды. Егер сіз басқа микроконтроллерді қолданғыңыз келсе, оның үйлесімді екеніне көз жеткізіңіз, әйтпесе бұл кодты өзгертуге тура келеді. (Біз бұл жобаның төмен деңгейдегі кодына енгіміз келмеді, сондықтан біз Иллутронның жұмысын жоғары бағалаймыз. Аппараттық уақытпен синхрондау өте түкті болуы мүмкін!)

10 -қадам: Болашақ дизайн: өзгертуге арналған идеялар мен нұсқаулар

Жылу реакциясы

Егер сіз өрімдердің жылуға жауап беру әрекеті туралы көбірек білгіңіз келсе, біздің мақалада шаштың математикалық модельдерін таба аласыз. Түс пен пішіннің өзгеруі сымның айналасындағы оқшаулағыш шаштың мөлшері мен берілетін қуаттың мөлшеріне байланысты (әр түрлі уақытта және әр түрлі тәртіпте) өзгеруі маңызды (бұл оның тез қызып кетуін өзгертеді)

Схеманы жақсарту:

• Bluetooth модулін оңға жылжыту сізге жинақтың биіктігін қысқартуға мүмкіндік береді, себебі ол Arduino USB қосқышына қосылмайды. Сондай -ақ, Bluetooth модульдері бар Arduino тақталары бар (бірақ олардың көпшілігінде басқа чип бар, сондықтан оларды пайдалану кодты өзгертуді талап етеді).
• Батарея қосқышының іздері сіз пайдаланатын батареялардың түріне байланысты өзгеруі мүмкін.
• Коммутатордың ізі жалпы болып табылады және оны қолданғыңыз келетін ізмен ауыстыру керек.
• Мүмкін сіз тоқтың көмегімен қуатты басқару үшін жетек тізбегін PWM -ге айналдырғыңыз келуі мүмкін; Бұл үшін жетек сигналының түйреуішін D3 немесе басқа аппараттық PWM түйреуішіне ауыстыру қажет.
• Егер сіз мультиплексорлық жұптарды төңкерсеңіз (мысалы, 1 арнада braid1 жетегі мен braid2 түртуі, ал 1 арнада braid2 жетегі мен braid1 түртуі, бір арнада бір өру үшін екеуінің де жетегі), сіз сыйымдылықты сезе аласыз қозғалыс кезінде сыйымдылық сезгіштігіне кедергі келтірмей, екінші өрімді қозғау кезінде бір өрімді ұстаңыз.

• Кейбір өзгертулер бір батареяға логиканы да, дискіні де басқаруға мүмкіндік береді. Бірнеше ойларға мыналар жатады:

  • Жоғары кернеу (мысалы, 7.4 LiPo аккумуляторы) сыйымдылық сезу тізбегі мен цифрлық түйреуіш арқылы Arduino -ны артқа айналдырады. Бұл ұзақ мерзімді перспективада Arduino үшін жақсы емес. Бұл сыйымдылық сезу тізбегі мен шаш арасындағы басқа транзисторды қосу арқылы түзетілуі мүмкін.
  • Шаштың шамадан тыс күші Ардуиноны қызартып жіберуі мүмкін. Мұны жетек сигналының PWM көмегімен түзетуге болады.

Бағдарламалық қамтамасыз етуді жақсарту

Сығылған жиілікті сыйымдылықты сенсорлы сенсорды түртудің көптеген түрлерін анықтау үшін қолдануға болады, мысалы: бір немесе екі саусақ, қысу, айналдыру … Бұл біз көрсететін негізгі шекті мәннен гөрі күрделі жіктеу схемасын қажет етеді. Сыйымдылық температураға байланысты өзгереді. Осыны ескеру үшін сенсорлық кодты жақсарту сенсорлықты сенімді етеді

Әрине, егер сіз HairIO нұсқасын жасасаңыз, біз бұл туралы естуге қуаныштымыз

11 -қадам: қауіпсіздік ережелері

HairIO - бұл зерттеу алаңы, ол коммерциялық немесе күнделікті қолдануға арналған өнім емес. HairIO жасағанда және кигенде келесі мәселелерді ескеріңіз:

Жылу

HairIO резистивті қыздырумен жұмыс істейтіндіктен, қызып кету мүмкіндігі бар. Егер термистор істен шықса немесе өруге жеткілікті жақын болмаса, ол температураны дұрыс оқи алмайды. Егер сіз температураны өшіру кодын қоспасаңыз, ол жоспарланғаннан да қызуы мүмкін. Біз ешқашан HairIO -мен күйіп қалмағанымызбен, бұл маңызды мәселе.

Батареялар

HairIO -да біз LiPo батареяларын қуат көзі ретінде қолданамыз. LiPos - бұл керемет құрал, себебі олар қайта зарядталатын және шағын пакетте жоғары ток жеткізе алады. Оларға да мұқият қарау керек; егер олар дұрыс зарядталмаса немесе тесілмесе, олар өртеніп кетуі мүмкін. LiPos қызмет көрсету туралы қосымша ақпарат алу үшін мына сілтемелерді қараңыз: мұқият нұсқаулық; жылдам кеңестер.

Термохромды пигменттер

Біз қолданатын заттар улы емес, бірақ оларды жеуге болмайды. Сіз не сатып алсаңыз, қауіпсіздік нұсқаулықтарын оқыңыз.

12 -қадам: Сілтемелер мен сілтемелер

Мұнда біз қол жеткізу үшін осы нұсқаулықтағы сілтемелер мен сілтемелерді жинаймыз:

HairIO

HairIO: адам шашы интерактивті материал ретінде - бұл HairIO алғаш рет ұсынылған академиялық жұмыс.

HairIO Github репо - мұнда сіз осы демонстрация үшін қолданылатын барлық схемалар мен кодтардың, сондай -ақ маңызды компоненттерге арналған кейбір мәліметтер кестелерінің гит -репоын таба аласыз.

Youtube - Шашты көріңіз!

HairIO ПХД үшін материалдар тізімі

Сыйымдылық сенсоры

Touché: Адамдарда, экрандарда, сұйықтықтарда және күнделікті объектілерде сенсорлық өзара әрекеттесуді күшейту

Arduino коды үшін Touche + Illutron Github репо -ның Arduino нұсқасы үшін нұсқаулық

блютуз

Bluetooth модулі

Bluetooth қолданбасы

LiPo батареясының қауіпсіздігі

Толық нұсқаулық

Жылдам кеңестер

Шашқа қатысты басқа техника

Шашқа арналған құралдар, Катя Вега

От, Көрінбейтін

Авторлар

Гибридті экология зертханасы

Кристин Диерк

Молли Николас

Сара Стерман