ปลายนิ้วสัมผัส: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

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

ถุงมือที่มีเซ็นเซอร์วัดแรงกดแบบผ้าทั้งหมดอยู่ที่ปลายนิ้วแต่ละข้าง แนวคิดนี้มาจากคนอื่นที่ต้องการใช้สิ่งนี้เป็นครูสอนเปียโนกับเด็ก ๆ เพื่อให้เห็นภาพความแตกต่างระหว่างเปียโน "p" (อ่อน) และ "f" forte (ยาก)

ชั้นผ้าที่ไวต่อแรงกดบนปลายนิ้วของถุงมือเหล่านี้ยืดหยุ่นได้เพื่อให้สวมใส่ได้พอดี เซ็นเซอร์ทำมาจากผ้ายืดนำไฟฟ้าและผ้าอีโอนิกซ์ชนิดพายโซรีซิสทีฟ ถุงมือเชื่อมต่อกับ Arduino ผ่านสแน็ปโลหะและสายเคเบิลผ้าที่ทำจากรอยด้ายนำไฟฟ้าที่เย็บ

เซ็นเซอร์ทำงานอย่างไร เอฟเฟกต์ piezoresistive อธิบายการเปลี่ยนแปลงความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุภายใต้แรงดันทางกล Eeonyx เคลือบผ้าทอป้องกันไฟฟ้าสถิตย์และผ้าไม่ทอหลายชนิดในพอลิเมอร์ที่นำไฟฟ้าโดยเนื้อแท้ ทำให้มีคุณสมบัติในการต้านทานการเกิดพังผืด โดยการยึดผ้ายืดนำไฟฟ้าสองเส้นขนานกันที่ปลายนิ้ว แล้วติดผ้ายืดแบบพายโซเรซิสทีฟที่ด้านบนของสิ่งเหล่านี้ สิ่งหนึ่งที่สามารถวัดการเปลี่ยนแปลงคือความต้านทานระหว่างร่องรอยการนำไฟฟ้าทั้งสองเมื่อกดผ่าน piezoresistive วัสดุ.

นี่เป็นต้นแบบการทำงานครั้งแรก สิ่งที่ต้องปรับปรุง ได้แก่:

• การรวมเซ็นเซอร์เข้ากับรูปร่างของปลายนิ้วได้ดีขึ้น อาจเป็นการถักถุงมือและรวมถึงเส้นด้ายที่นำไฟฟ้าและความต้านทานในการถักสามชั้น
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเซ็นเซอร์ตอบสนองได้ดีไม่เพียงแค่กดค้างไว้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงการแตะแป้นเปียโนด้วย
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าทั้งหมดนี้ใช้งานได้ในระดับมือเด็ก
• ปรับปรุงซอฟต์แวร์และด้านการแสดงภาพ

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเทคนิค วัสดุ และเครื่องมือที่ใช้ใน Instructable นี้ สามารถพบได้ในฐานข้อมูล KOBAKANT ของเรา วิธีรับสิ่งที่คุณต้องการ >>https://www.kobakant.at/DIY

วีดีโอ

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุและเครื่องมือ

วัสดุ:

• ผ้ายืด piezoresistive เคลือบ Eeonyx SL-PA (RL-5-129) จาก
• ผ้ายืดนำไฟฟ้า จาก www.lessemf.com/fabric.html
• 117/17 ด้ายนำไฟฟ้า 2 ชั้น จาก www.lessemf.com/fabric.html

หรือ www.sparkfun.com

• การเชื่อมต่อแบบหลอมละลายได้จากร้านขายผ้าในท้องถิ่นหรือ www.shoppellon.com
• กาวผ้ายืดหยุ่นของ Aleene จาก
• จุกโลหะ (snaps)
• ผ้ายืดเจอร์ซีย์
• ผ้าไม่ยืด
• ด้ายธรรมดา
• ตัวเก็บประจุ 5 x 4.7uF
• ตัวต้านทาน 5 x 50K โอห์ม
• Perfboard บัดกรีแบบเส้นทองแดง จาก All Electronics
• ส่วนหัวชายและหญิงจาก Sparkfun
• บอร์ด Arduino USB จาก Sparkfun
• คอมพิวเตอร์ที่ใช้ซอฟต์แวร์ต่อไปนี้:
• ซอฟต์แวร์ Arduino ดาวน์โหลดฟรีจาก
• ซอฟต์แวร์ประมวลผลดาวน์โหลดฟรีจาก

เครื่องมือ:

• เข็มเย็บผ้า
• จักรเย็บผ้า
• กรรไกร
• ปากกาและกระดาษ
• เหล็ก
• มีดคัตเตอร์
• คีม
• หัวแร้ง

ขั้นตอนที่ 2: การติดตามและตัดลายฉลุ

ดาวน์โหลดลายฉลุได้จากที่นี่ >>https://kobakant.at/downloads/stencils/SensitiveFingertips.pdfและลากลายลงบนผ้าเจอร์ซีย์เนื้อยืด คุณอาจต้องปรับขนาดลายฉลุขึ้นหรือลงเพื่อให้พอดีกับมือของคุณ เนื่องจากลายฉลุนี้ออกแบบมาสำหรับมือของฉันเอง ซึ่งมีเส้นรอบวงประมาณ 20 ซม. และ 18 ซม. จากปลายนิ้วกลางถึงฐานมือ ว้าว มือฉันไซส์ XL!>> https://www.glove.org/glovemeasure.htm เมื่อคุณแกะลายฉลุแล้ว ตัดชิ้นส่วนออก 1 x ฝ่ามือ1 x นิ้วโป้ง1 x ตัวชี้ 1 x นิ้วชี้1 x นิ้วนาง1 x นิ้วก้อย

ขั้นตอนที่ 3: ร่องรอยการนำไฟฟ้า

นำผ้านำไฟฟ้ายืดชิ้นหนึ่งมาเปิดเตารีด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ร้อนเกินไปที่จะเผาผ้านำไฟฟ้า (อาจเปลี่ยนเป็นสีทองได้) หลอมรวมชิ้นส่วนที่หลอมละลายได้เข้ากับด้านที่เรียบกว่าของชิ้นส่วนของผ้านำไฟฟ้าแบบยืดได้ ตัดผ้าที่นำไฟฟ้าเป็นเส้นกว้าง 5 มม. ซึ่งยาวพอที่จะเอื้อมถึงจากปลายนิ้วไปถึงหลังมือ - วนเป็นวงกลมรอบปลายนิ้วของคุณ ยาวประมาณ 20 ซม. วางนิ้วและนิ้วหัวแม่มือออก แล้วมัดแถบผ้าที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าตามที่แสดงในรูปภาพ ปล่อยให้ปลายยาวเพื่อให้สามารถเชื่อมต่อได้ในขั้นตอนที่ 5!

ขั้นตอนที่ 4: เย็บผ้า

ร้อยด้ายด้วยด้ายธรรมดาและเย็บชิ้นส่วนเข้าด้วยกัน - ดูภาพประกอบต่อไปนี้ว่าควรเย็บอย่างไร แทนที่จะเย็บขอบเข้าหากันเป็นตะเข็บวิ่ง ฉันใช้ตะเข็บริม แต่ไม่ได้พับผ้า เกิน. วิธีนี้ไม่ได้ทำให้รอยเย็บสวยงามที่สุด แต่ลดปริมาณผ้าลง >> https://www.sewdresses.com/wp-content/uploads/2f7cf27e287fe92-g.webp

ขั้นตอนที่ 5: ติดตามการนำไฟฟ้าอีกครั้ง

ที่ด้านหลังมือของถุงมือให้ทำเครื่องหมายตำแหน่งของตัวเชื่อมการเชื่อมต่อ สำหรับสิ่งนี้ ให้ใช้ plug stencil ที่สามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่: >> https://kobakant.at/downloads/stencils/SensitiveFingertips-plug.pdf คุณยังสามารถดาวน์โหลดขนาดต้นฉบับของภาพประกอบแผนผังได้จากที่นี่:>> https:// farm4.static.flickr.com/3401/3659523353_6ae26c39fb_o_d-j.webp

ขั้นตอนที่ 6: การแยกตัว

ตัดแถบจากผ้าเจอร์ซีย์ที่คุณต้องการแยกร่องรอยที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า คุณไม่จำเป็นต้องใช้ผ้าทาทับกาวหากคุณไม่ต้องการ แต่กาวมักจะเหนียวและทาได้สม่ำเสมอกันยาก ดังนั้นจึงดูเลอะเทอะเล็กน้อย คุณสามารถใช้แป้งหรือแป้งเด็กกับกาวเมื่อแห้งเพื่อขจัดความเหนียว การปิดกาวด้วยแถบผ้าเป็นวิธีง่ายๆ และดูไม่เลว นำกาวผ้ายืดออกแล้วทาหนาประมาณ 1 มม. และสม่ำเสมอกับรอยนำไฟฟ้า สมเหตุสมผลที่จะทำทีละข้าง รอให้กาวแห้งประมาณ 10-15 นาที (เมื่อเงาสีน้ำเงินหายไป) ก่อนเพิ่มแถบผ้า มิฉะนั้น กาวจะซึมผ่านเนื้อผ้า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณปล่อยให้จุดเริ่มต้นของร่องรอยนำไฟฟ้าอยู่ที่ปลายนิ้วสัมผัส ! มิฉะนั้นคุณจะไม่สามารถสร้างเซ็นเซอร์ได้

ขั้นตอนที่ 7: ผ้าเซนเซอร์ Eeonyx

ผ้าเซ็นเซอร์ Eeonyx ในการสร้างเซ็นเซอร์ คุณจะต้องตัดผ้ายืดแบบ Piezoresistive เคลือบ Eeonyx RL-5-129 SL-PA แบบวงรี วงรีควรมีขนาดใหญ่พอที่จะคลุมปลายนิ้วได้ ขนาดเท่ากับปลายลายฉลุนิ้ว

ขั้นตอนที่ 8: วงจรกรอง Pullup และ Low-pass

ตัดแผ่นไม้อัดขนาด 8 x 9 รูให้ใหญ่ เส้นทองแดงวิ่งในระยะทางที่สั้นกว่า ประสานตัวเก็บประจุ 4.7uF หนึ่งตัว (ฟิลเตอร์กรองความถี่ต่ำ) และตัวต้านทาน 50K โอห์มหนึ่งตัว (ตัวต้านทานแบบดึงขึ้น) ระหว่างอินพุตแต่ละตัวกับ + โปรดดูภาพถ่ายและแผนภาพอย่างใกล้ชิดเพื่อดูว่าสิ่งต่าง ๆ เชื่อมต่อกันอย่างไร

ขั้นตอนที่ 9: เสียบปลั๊กและสายเคเบิล

ติดตามลายฉลุสายเคเบิลสองครั้งบนชิ้นส่วนของผ้าไม่ยืด ตัดสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ ของผ้านำไฟฟ้าที่ยืดออกแล้วรวมเข้ากับตำแหน่งของ Xs ที่ทำเครื่องหมายบนลายฉลุสายเคเบิล เตรียมจักรเย็บผ้าของคุณด้วยด้ายนำไฟฟ้า ม้วนด้ายนำไฟฟ้า 2 ชั้น 117/17 ลงบนกระสวย สำหรับด้ายบนของจักรเย็บผ้า คุณสามารถใช้สีใดก็ได้ตามต้องการ ควรทำให้สาย GND โดดเด่นโดยเลือกสีที่แตกต่างจากส่วนที่เหลือ เย็บจากแพทช์ของผ้านำไฟฟ้าตลอดเมตรของผ้าที่ไม่ยืดไปยังปลายอีกด้านหนึ่ง (ดูรูปและลายฉลุ) เหลือประมาณ 10-15 ซม. ของด้ายนำไฟฟ้าที่ต้องเย็บติดกับแผ่นไม้อัดในภายหลัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าด้ายไม่หลุดลุ่ยหรือสัมผัสกันระหว่างกัน ระยะห่างควรอยู่ที่ประมาณ 2 มม. เพื่อให้สอดคล้องกับระยะห่างของรูบนแผ่นไม้อัด เมื่อเย็บด้ายทั้งหมดแล้ว ให้เจาะจุกยางตัวเมียผ่านแผ่นผ้านำไฟฟ้า เพื่อไม่ให้หน้าของจุกปิดอยู่ที่ด้านข้างของด้ายนำไฟฟ้า หากผ้าที่คุณใช้ค่อนข้างบาง คุณสามารถเสริมความแข็งแรงที่ส่วนหัวด้วยชั้นพิเศษและส่วนเชื่อมต่อที่หลอมละลายได้ วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้ผ้าป๊อปเปอร์ฉีกผ้าเมื่อคุณเชื่อมต่อและถอดปลั๊กออก คุณยังสามารถเพิ่มส่วนเชื่อมต่อแบบหลอมละลายที่ด้านบนของด้านที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของเกลียวได้ เพื่อที่ว่าเมื่อคุณเย็บและหมุนสายด้านในออก คุณจะสามารถหลอมรวมได้ หลอมได้โดยการรีดทับ และจะหยุดเกลียวไม่ให้สัมผัสไม่ดีภายในสายเคเบิล วางด้านขวาเข้าด้วยกัน (เย็บแผลเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าโดยหันออกด้านนอก) แล้วเย็บชิ้นส่วนสำหรับปลั๊กและสายเคเบิลเข้าด้วยกัน โดยปล่อยให้ปลายเปิดโดยให้เกลียวนำไฟฟ้าหลวมเปิดอยู่ หมุนสายเคเบิลด้านในออก และปิดด้วยมือ เย็บด้ายนำไฟฟ้าที่หลวมเข้ากับแผ่นไม้อัด ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีใครสัมผัสกัน คุณสามารถใช้กาวผ้าบางส่วนเพื่อแยกพวกมันออกเมื่อเย็บทั้งหมดแล้ว

ขั้นตอนที่ 10: การเชื่อมต่อและเรียกใช้แอปพลิเคชัน

ตั้งแต่ปลายนิ้ว ไปจนถึงปุ่มเปิดบนถุงมือ ไปจนถึงจุกบนปลั๊ก ไปจนถึงเกลียวบนสายเคเบิลไปยังบอร์ดต่อพ่วง ไปจนถึงส่วนหัวและใน Arduino สิ่งเหล่านี้ควรตรงกัน: อินพุตแบบอนาล็อก 0 = นิ้วนาง อนาล็อก Input 1 = นิ้วชี้ Analog Input 2 = นิ้วก้อย Analog Input 3 = นิ้วชี้ Analog Input 4 = Thumb สำหรับ Arduino microcontroller code และการประมวลผลรหัส visualization โปรดดูที่นี่ >> https://www.kobakant.at/DIY/?cat= 347 เสียบทุกอย่างเข้าด้วยกันและเรียกใช้แอปพลิเคชัน ดูว่าช่วงของเซ็นเซอร์สำหรับนิ้วแต่ละนิ้วอยู่ที่ใด และคุณสามารถกำหนดเกณฑ์ของคุณในโค้ดได้ เรียกใช้แอปพลิเคชันอีกครั้งเพื่อทำงานกับขีดจำกัดใหม่ กด 'g' (กราฟ) และ 'd' (วาด) เพื่อสลับระหว่างมุมมองอินพุตดิบและมุมมองอินพุตที่กำหนด ฉันหวังว่าทุกอย่างจะได้ผล และโปรดแจ้งให้เราทราบหากมีสิ่งใดไม่ชัดเจน สนุก!