เมทริกซ์เซ็นเซอร์ความดัน: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

เซ็นเซอร์วัดแรงดันแยกกันสี่ตัวไม่เพียงแต่ให้ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับตำแหน่งที่ฉันกด แต่ยังบอกระดับความแรงด้วย ความไวเหมาะอย่างยิ่งสำหรับแรงกดของนิ้ว แม้ว่าจะไม่เชิงเส้น แต่ก็มีเสถียรภาพ ไวต่อการสัมผัสเบามาก และต้องใช้แรงกดมากเพื่อให้ได้ความต้านทานขั้นต่ำ ด้านในดูเหมือนเซ็นเซอร์ความดันผ้า ยกเว้นตะเข็บแต่ละอันเชื่อมต่อกับแถบผ้านำไฟฟ้าแยกต่างหาก ข้อเสียคือแท็บแยกและการเชื่อมต่อกับแท็บเหล่านี้ใช้พื้นที่มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณต้องการได้เมทริกซ์เซ็นเซอร์ที่แน่นหนา ตารางของเส้นและคอลัมน์และโค้ดบางส่วนเพื่อวิเคราะห์สิ่งเหล่านี้ (แยกกำลังและการวัด) จะช่วยให้มีระยะห่างที่แคบกว่ามาก รุ่นนี้ดีเพราะมันง่ายมาก ในการทำให้เซ็นเซอร์เป็นผ้าอย่างสมบูรณ์ เราสามารถใช้สิ่งทอที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของ EeonTex (www.eeonyx.com) แทน Velostat แบบพลาสติก ปกติแล้ว Eeonyx จะผลิตและจำหน่ายเฉพาะผ้าเคลือบในปริมาณขั้นต่ำ 100 หลา แต่มีตัวอย่างขนาด 7x10 นิ้ว (17.8x25.4 ซม.) ให้บริการฟรี และตัวอย่างขนาดใหญ่กว่า 1 ถึง 5 หลาโดยมีค่าธรรมเนียมขั้นต่ำต่อหลา วิดีโอ วิดีโอ คำแนะนำนี้ ครอบคลุมเมทริกซ์เซ็นเซอร์ความดันสองรุ่นที่แตกต่างกันเล็กน้อย ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือระยะห่างของเซ็นเซอร์ความดันแต่ละตัวในเมทริกซ์ หนึ่งในนั้นวางใกล้กัน (สีขาว) และอีกอันมีช่องว่าง 1 ซม. ระหว่างเซ็นเซอร์แต่ละตัว (สีม่วง) แต่เนื่องจากความหนาของนีโอพรีนจึงไม่สามารถกดระหว่างเซ็นเซอร์ได้ โดยไม่ต้องกดเซ็นเซอร์ หวังว่านี่จะสมเหตุสมผล ฉันยังขายเซ็นเซอร์ความดันด้ายที่ทำด้วยมือเหล่านี้ผ่าน Etsy แม้ว่าการทำด้วยตัวเองจะถูกกว่ามาก แต่การซื้อจะช่วยสนับสนุนต้นทุนในการสร้างต้นแบบและการพัฒนา >>https://www.etsy.com/shop.php?user_id=5178109 โดยพื้นฐานแล้ว วัสดุที่ใช้สำหรับเซ็นเซอร์นั้นราคาถูกและ ออกจากชั้นวาง. มีสถานที่อื่นๆ ที่ขายผ้านำไฟฟ้าและ Velostat แต่ LessEMF เป็นตัวเลือกที่สะดวกสำหรับทั้งคู่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดส่งภายในอเมริกาเหนือ Velostat เป็นชื่อแบรนด์ของถุงพลาสติกที่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนบรรจุอยู่ เรียกอีกอย่างว่าถุงพลาสติกป้องกันไฟฟ้าสถิตย์อดีตไฟฟ้าสถิตย์ที่ใช้คาร์บอนเป็นหลัก… คุณยังสามารถตัดถุงพลาสติกสีดำใบใดใบหนึ่งถ้าคุณมี. แต่ระวัง! ไม่ได้ผลทั้งหมด! ในการทำให้เซนเซอร์เป็นผ้าอย่างสมบูรณ์ เราสามารถใช้สิ่งทอที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของ EeonTex (www.eeonyx.com) แทน Velostat แบบพลาสติก แต่ในขณะนี้สิ่งทอที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของ EeonTex มีจำหน่ายในขนาดขั้นต่ำ 100 หลาเท่านั้น แต่ลองสั่งตัวอย่างดู! ฉันเลือกทำงานกับนีโอพรีนเพราะมันให้แรงสะท้อนกลับตามธรรมชาติ และยังเหมาะสำหรับการเย็บเข้าด้วยด้ายนำไฟฟ้าและทำให้แยกออกได้ แต่คุณสามารถเปลี่ยนนีโอพรีนเป็นผ้ายืดธรรมดาหรือผ้าไม่ยืดได้ หรือแม้แต่ลองใช้สักหลาดหรือยาง

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและเครื่องมือ

วัสดุ:สำหรับเซ็นเซอร์:

ด้ายนำไฟฟ้าจาก

ดู https://cnmat.berkeley.edu/resource/conductive_thread. ด้วย

• นีโอพรีนจาก www.sedochemicals.com
• ผ้ายืดนำไฟฟ้า จาก

ดู https://cnmat.berkeley.edu/resource/stretch_conductive_fabric. ด้วย

การเชื่อมต่อแบบหลอมละลายจากร้านขายผ้าในท้องถิ่นหรือ

ดู

ด้ายธรรมดา

สำหรับการอ่านอินพุตในคอมพิวเตอร์ของคุณและเรียกใช้แอปพลิเคชันที่แสดงภาพการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน:

• ส่วนหัวชายจาก Sparkfun
• ซอฟต์แวร์ Arduino ดาวน์โหลดฟรีจาก
• ซอฟต์แวร์ประมวลผลดาวน์โหลดฟรีจาก
• บอร์ด Arduino USB จาก Sparkfun
• Perfboard บัดกรีแบบเส้นทองแดง จาก All Electronics
• คลิปจระเข้
• ตัวต้านทาน 4 x 10 หรือ 20K

เครื่องมือ:สำหรับเซ็นเซอร์:- กรรไกรตัดผ้า- เข็มเย็บผ้า- เหล็ก- ปากกาผ้าที่หายไปตามกาลเวลา- ปากกาและกระดาษ- ไม้บรรทัดสำหรับอ่านอินพุตในคอมพิวเตอร์ของคุณและเรียกใช้แอปพลิเคชันที่แสดงภาพการเปลี่ยนแปลงของความต้านทาน:- สถานีบัดกรี (เหล็ก, ผู้ช่วยมือ), ประสาน) - มีดสำหรับตัดแผ่นกระดาน- ไฟล์สำหรับยื่นขอบของแผ่นกระดาน

ขั้นตอนที่ 2: ตัดลายฉลุ

ถ้าคุณไม่ต้องการให้เซ็นเซอร์ของคุณดูตัวอย่าง คุณจะต้องตัดสินใจเกี่ยวกับรูปร่าง/การออกแบบของคุณเอง และสร้างลายฉลุของคุณเอง มิฉะนั้น คุณสามารถดาวน์โหลดลายฉลุได้ที่นี่ >>https://farm4.static.flickr.com/3121/3159362472_ca0e961f9f_b_d.jpgตัดลายฉลุออกจากกระดาษแล้วลากเส้นลงบนนีโอพรีน (หรือผ้าอื่นๆ) และ Velostat คุณจะต้องใช้ Velostat สี่เหลี่ยมจัตุรัสซึ่งเล็กกว่ายางนีโอพรีนชิ้นเล็กๆ ไม่กี่มิลลิเมตร คุณสามารถใช้ Velostat 2, 3 ชั้นขึ้นไปเพื่อทำให้เซ็นเซอร์ไวต่อการสัมผัสเบา ๆ น้อยลง ตัดผ้าออก

ขั้นตอนที่ 3: การรีดแถบผ้านำไฟฟ้า

นำผ้ายืดนำไฟฟ้าชิ้นเล็กๆ มาหลอมรวมกับด้านใดด้านหนึ่ง ตัดเป็นแถบเล็กๆ 5 แถบ แล้วเสียบฟิวส์ (ติดเหล็ก) ตามขอบด้านหนึ่งที่สั้นกว่าของชิ้นนีโอพรีนที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย

ขั้นตอนที่ 4: เย็บด้ายนำไฟฟ้า

ตามคำแนะนำบนแผ่นลายฉลุ เย็บด้วยด้ายนำไฟฟ้า (ใช้ด้ายเส้นเดียว ไม่ใช่สองเท่า) ลงในชิ้นนีโอพรีนชิ้นใหญ่ โดยเข้ามาจากด้านข้างโดยมีปมที่ปลายด้าย ทำให้เกิดตะเข็บที่มองเห็นได้หนึ่งอันแล้วเย็บด้านใน นีโอพรีนไปยังแท็บที่เหมาะสม เย็บไปที่แท็บด้วยเย็บเล็กๆ สองสามเข็ม จากนั้นจึงพุ่งเข้าไปในนีโอพรีนเป็นครั้งสุดท้าย จากนั้นจึงตัดด้ายและไม่ต้องกังวลกับการผูกปมปลายด้านนี้ สำหรับนีโอพรีนชิ้นเล็กๆ คุณจะมีตะเข็บทั้งสี่ที่เชื่อมต่อกัน จากนั้นคุณจะต้องเย็บ ปลายด้ายนำไฟฟ้าไปยังแถบที่เหมาะสมของนีโอพรีนอีกชิ้นหนึ่ง!!!ตลอดเวลานี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีรอยเย็บสัมผัสภายในนีโอพรีน อย่าข้ามพวกเขา ทำตามลายฉลุ!

ขั้นตอนที่ 5: เย็บเข้าด้วยกัน

วาง Velostat ไว้ระหว่างตะเข็บนีโอพรีนสองชิ้นของคุณ โดยหันเข้าหาด้านใน เย็บขอบด้วยด้ายธรรมดา คุณยังสามารถเปิดแถบนำไฟฟ้าทิ้งไว้จนสุดขอบได้ และด้วยวิธีนี้ คุณจะเปลี่ยนเลเยอร์ของ Velostat ได้

ขั้นตอนที่ 6: ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น

ทดสอบก่อน: ต่อมัลติมิเตอร์ในโหมดเสียงบี๊บกับแท็บ VCC แล้วเชื่อมต่อกับแท็บอื่นๆ แต่ละแท็บ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีเสียงบี๊บ หากไม่มีอะไรสัมผัสกัน คุณสามารถดันเซ็นเซอร์แต่ละตัวแยกกันเพื่อดูช่วงความต้านทานได้ อัปเดต: ช่วงความต้านทานของเซ็นเซอร์นี้เหมาะสำหรับตัวต้านทานแบบดึงขึ้นภายใน 20K ohm ของ Arduino เพื่อให้คุณสามารถข้ามขั้นตอนที่เหลือและมองหารหัสที่ถูกต้องเพื่อเปิดใช้งานการดึงข้อมูลภายในของคุณในขั้นตอนถัดไป ตัดแผ่นไม้อัดชิ้นเล็กด้วยเส้นทองแดงนำไฟฟ้า อย่างน้อย 6 x 6 รูใหญ่ ประสานตามที่เห็นในภาพประกอบและเสียบเข้ากับบอร์ด Arduino ของคุณ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวต้านทานแบบดึงขึ้นและเหตุใดจึงจำเป็น ให้ไปที่ลิงก์นี้ >>https://cnmat.berkeley.edu/recipe/how_and_why_add_pull_and_pull_down_resistors_microcontroller_i_o_Clip คลิปจระเข้กับแถบนำไฟฟ้าที่ถูกต้องของเมทริกซ์เซ็นเซอร์ความดันของคุณ

ขั้นตอนที่ 7: เรียกใช้แอปพลิเคชัน

สำหรับโค้ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino และโค้ดการสร้างภาพการประมวลผล โปรดดูที่นี่:

>

ตั้งโปรแกรม Arduino และเรียกใช้แอปพลิเคชันการประมวลผล และหากทุกอย่างทำงานได้ดี คุณควรจะสามารถเห็นอินพุตเซ็นเซอร์ของคุณเป็นภาพผ่านตัวเลือกกราฟและการวาดภาพ ดูวิดีโอในขั้นตอนแนะนำ

แจ้งให้เราทราบหากคุณมีปัญหาใดๆ และสนุกสนาน!