HairIO: hare as interaktiewe materiaal: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

HairIO: Menslike hare as 'n interaktiewe materiaal

Hare is 'n unieke en min ondersoekde materiaal vir nuwe draagbare tegnologie. Die lang geskiedenis van kulturele en individuele uitdrukking maak dit 'n vrugbare plek vir nuwe interaksies. In hierdie instruksies sal ons jou wys hoe om interaktiewe haarverlengings te maak wat vorm en kleur verander, aanraak en kommunikeer via bluetooth. Ons gebruik 'n pasgemaakte stroombaan, 'n Arduino Nano, 'n Adafruit Bluetooth -bord, vormgeheue -legering en termochrome pigmente.

This Instructable is geskep deur Sarah Sterman, Molly Nicholas en Christine Dierk, en dokumenteer die werk wat in die Hybrid Ecologies Lab by UC Berkeley met Eric Paulos gedoen is. 'N Ontleding van hierdie tegnologie en volledige studie kan gevind word in ons referaat, aangebied tydens TEI 2018. In hierdie instruksies vind u uitgebreide hardeware-, sagteware- en elektroniese dokumentasie, asook inligting oor die ontwerpbesluite wat ons geneem het en die stryd waarmee ons te kampe gehad het..

Ons begin met 'n kort stelseloorsig en voorbeelde van hoe om HairIO te gebruik. Vervolgens bespreek ons die betrokke elektronika, gaan dan na die hardeware en skep die haarverlengings. Die laaste afdelings dek die kode en 'n paar wenke vir die aanpassing.

Skakels na spesifieke hulpbronne word in elke afdeling verskaf, en word ook aan die einde versamel.

Lekker maak!

Stap 1: Hoe werk dit?

Oorsig

Die HairIO -stelsel werk uit twee basiese beginsels: kapasitiewe aanraking en weerstandbiedende verhitting. Deur aan te raak, kan ons die haarverlenging laat reageer op aanraking. En deur die verlenging te verhit, kan ons kleurverandering veroorsaak met termochrome pigmente, en vormverandering met 'n vormgeheue -legering. Met 'n bluetooth -chip kan toestelle soos telefone en skootrekenaars ook met die hare kommunikeer, óf om 'n vorm of kleurverandering te veroorsaak, óf 'n sein te ontvang wanneer 'n aanraking aan die hare waargeneem word.

Voorbeeld interaksies en gebruike

HairIO is 'n navorsingsplatform, wat beteken dat ons graag wil sien wat u daarmee doen! Sommige interaksies wat ons ontwerp het, word aangetoon in die video's hierbo of in ons volledige video op Youtube.

'N Vleg veranderende vlegsel kan die draer in kennis stel van 'n sms deur die oor van die draer saggies te kietel terwyl dit beweeg.

Of miskien kan dit die draer aanwysings gee deur na die gesigsveld te beweeg om aan te dui in watter rigting hy moet draai.

Die hare kan dramaties verander, vir styl of prestasie. Die styl kan die hele dag verander, of bywerk vir 'n spesifieke gebeurtenis.

Die hare kan ook sosiale interaksies moontlik maak; stel jou voor dat jy die vergrote hare van 'n vriend vleg, en dan die haarkleur van die vriend kan verander deur van ver af aan jou eie vlegsel te raak.

Komponente

Alle waarneming, logika en beheer word hanteer deur 'n pasgemaakte stroombaan en die Arduino Nano, wat op die kop gedra word. Hierdie stroombaan het twee hoofkomponente: 'n kapasitiewe aanraakwaarnemingskring en 'n dryfkring om krag na die vlegsel oor te skakel. 'N Kommersiële haarverlenging word gevleg om 'n nitinoldraad, wat 'n vormgeheue -legering is. Hierdie draad hou een vorm as dit koel is, en beweeg na 'n tweede vorm wanneer dit verhit word. Ons kan byna enige tweede vorm in die draad oefen (wat later in hierdie instruksies beskryf word). Twee LiPo -batterye voed die beheerkring op 5V en die hare op 3.7V.

Stap 2: Elektronika

Beheer en kapasitiewe aanraking

Die kapasitiewe aanraakkring is aangepas by Disney se Touché -projek, via hierdie wonderlike Instructable op die herhaling van Touche op Arduino. Hierdie opset ondersteun geveerde frekwensie kapasitiewe aanraakwaarneming, en maak voorsiening vir meer komplekse gebaarherkenning as eenvoudige aanraking/geen aanraking. Een opmerking hier is dat die kapasitiewe aanraakbaan en kode 'n spesifieke Arduino -chip, die Atmega328P, aanneem. As u kies om 'n alternatiewe mikrobeheerder-chip te gebruik, moet u die kode moontlik herontwerp of 'n alternatiewe waarnemingsmeganisme soek.

Die beheerkring gebruik 'n Arduino Nano vir die logika en 'n analoog multiplexer om opeenvolgende beheer van verskeie vlegsels uit dieselfde stroombane en batterye moontlik te maak. Kapasitiewe aanraking word byna gelyktydig waargeneem deur vinnig tussen kanale te skakel (so vinnig dat dit basies is asof ons beide tegelyk aanvoel). Die werking van die vlegsels word beperk deur die beskikbare krag. Deur meer kragtige of bykomende batterye in te sluit, kan gelyktydige bediening moontlik wees, maar hier beperk ons dit tot opeenvolgende werking vir eenvoud. Die skematiese stroombaan kan twee vlegsels beheer (maar die multiplexer in die stroombaan kan tot vier ondersteun!).

Vir die eenvoudigste weergawe van die kring, laat die multiplexer buite en beheer 'n enkele vlegsel direk vanaf die Arduino.

Aandrywingskring en termistor

Ons voer kapasitiewe aanraking op dieselfde draad as die bediening (die nitinol). Dit beteken minder drade/kompleksiteit in die vlegsel en meer in die kring.

Die dryfkring bestaan uit 'n stel bipolêre aansluitingstransistors (BJT's) om die haaraktiwiteit aan en af te skakel. Dit is belangrik dat dit bipolêre aansluitingstransistors is, eerder as die meer algemene (en oor die algemeen beter) MOSFET's, omdat BJT's nie 'n interne kapasitansie het nie. Die interne kapasitansie van 'n MOSFET sal die aanraakwaarnemingskring oorweldig.

Ons moet ook beide die grond en die krag verander, eerder as net die krag, ter wille van die kapasitiewe aanraking, aangesien daar geen kapasitiewe sein van 'n geaarde elektrode is nie.

'N Ander ontwerp wat afsonderlike bronne vir kapasitiewe aanraking en aandrywing gebruik, kan hierdie stroombaan aansienlik vereenvoudig, maar dit maak die meganiese ontwerp ingewikkelder. As die kapasitiewe sensing geïsoleer is van die krag vir aandrywing, kan ons met 'n enkele skakelaar vir krag wegkom, en dit kan 'n VOO of enigiets anders wees. Sulke oplossings kan insluit om die hare self te metalliseer, soos in Katia Vega's Hairware.

Bluetooth -skyfie

Die bluetooth -chip wat ons gebruik het, is die Bluefruit Friend van Adafruit. Hierdie module is selfstandig en hoef slegs aan die Arduino gekoppel te word, wat die logika rondom kommunikasie sal hanteer.

Seleksie van batterye

Vir batterye wil u herlaaibare batterye hê wat genoeg spanning kan verskaf om die Arduino aan te dryf, en genoeg stroom om die nitinol aan te dryf. Dit hoef nie dieselfde battery te wees nie. Om die Arduino nie te laat bruin nie, het ons al ons aanvanklike prototipes gemaak met twee batterye: een vir beheer en een vir aandrywing.

Die Arduino Nano benodig ten minste 5V, en die nitinol trek 'n maksimum van ongeveer 2 ampère.

Ons het 'n 3,7 V -battery van ValueHobby gekies om die hare te dryf, en 'n 7,4V -battery van ValueHobby om die Arduino aan te dryf. Probeer om nie gewone 9V -batterye te gebruik nie; dit sal binne 15 minute minder as bruikbaar wees en baie vermorsing veroorsaak. (Ons weet, want ons het probeer …)

Diverse besonderhede

Batterymonitering: 'n weerstand van 4.7k Ohm tussen die kraglyn van die dryfbattery en 'n analoog pen kan ons die lading van die dryfbattery monitor. U benodig hierdie weerstand om te voorkom dat die battery die Arduino aanskakel via die analoog pen (wat sleg sou wees: u wil dit nie doen nie). Die Arduino -battery kan met net 'n kode gemonitor word - sien die afdeling oor sagteware vir die demonstrasie van hierdie kode.

Jumper: Daar is plek vir 'n jumper tussen die twee batterykonnekte, as u 'n enkele battery wil gebruik om alles aan te dryf. Dit loop die risiko om die Arduino uit te blaas, maar met die regte batteryseleksie en 'n sagteware-gebaseerde PWM van die aandrywer, behoort dit te werk. (Alhoewel ons dit nog nie reggekry het nie.) (As u dit probeer, laat ons weet hoe dit gaan!)

Stap 3: Elektroniese samestelling

Om die kring saam te stel

Ons het die stroombaan oorspronklik in twee dele ontwerp, wat die dryf- en beheerkringe met 'n buigsame kabel verbind het. In ons geïntegreerde PCB -weergawe word die stroombane tot een bord gekondenseer. Die voormalige skema maak dit moontlik om die vlegsels meer buigsaam op die kop te plaas, maar die tweede is baie makliker om te monteer. U kan die bordskemas en uitleglêers in ons Github -repo vind. Daar is twee maniere om die stroombane te maak: 1) maak 'n perf-board-weergawe met die hand deur komponente volgens die skematiese hand, of 2) maak die PCB uit die kaartlêer wat ons verskaf (skakel hierbo) en monteer dit met oppervlaktemonteringskomponente.

Komponente

Die materiaalbrief vir die PCB -weergawe + vlegsels is hier.

Ons het ons toets -PCB's self op 'n Othermill gemaal, en ons laaste PCB's bestel by die uitstekende Bay Area Circuits. Sowel die interne as die professionele bordvervaardiging sal goed werk, alhoewel die handvatsel of soldeer van al die vias 'n pyn is.

Wenke

• Ons het soldeerpasta en 'n terugvloeibak of 'n kookplaat gebruik vir die komponente wat op die oppervlak gemonteer is, en daarna die deurkomponente met die hand gesoldeer.
• Ons beveel die broodbord-/perf -bord -weergawe aan vir 'n vinnige prototipe, en die PCB vir betroubaarheid.
• Ons gebruik kort vroulike opskrifte om die Nano op die PCB te hou, sodat dit verwyderbaar kan word. Lang vroulike kopstukke kan in 'n heeltemal spoel aan die bord gesoldeer word om die Bluetooth-chip hoog genoeg te lig om bo die Arduino te nestel. (U wil ook Kapton -band byvoeg om toevallige korting te voorkom).
• Die bluetooth-chip moet eintlik onderstebo aan die manlike koptekste gesoldeer word om by die penorde in die PCB-uitleg te pas. (U kan hierdie uitleg natuurlik verander.) Waarom het ons dit gedoen? Omdat dit die penne beter by die Arduino -uitleg pas.

Stap 4: Oorsig van hardeware

HairIO is 'n haarverlenging wat gevleg is om twee verbindingslengtes draad, wat op 'n aansluiting en 'n termistor aangebring is om temperatuur te reguleer. Na volledige montering kan dit met termochrome pigmente gekalk word. Die maak van 'n HairIO -vlegsel bestaan uit verskillende fases:

1) Leer die vormgeheue -legering op na die begeertevorm.

2) Monteer die interne draad deur 'n lengte -vormgeheue -legering in 'n geïsoleerde koperdraad te krimp en soldeer.

3) Krimp en isoleer 'n termistor.

4) Bevestig die draad en termistor aan 'n aansluiting.

5) Vleg hare om die draad.

6) Kryt die hare.

Ons sal elk van die fases in detail in die volgende afdelings behandel.

Stap 5: Monteer die haardrade

Die eerste fases behels die montering van die interne drade wat vormverandering en weerstandbiedende verhitting bied. Hier bepaal u die lengte van die vlegsel, die gewenste vorm wanneer dit verhit word en die tipe koppelstuk wat u sal gebruik. As al die vlegsels 'n algemene koppelingstipe het, kan hulle maklik op dieselfde printbord omgeruil word vir verskillende vorm- en kleurbewerkings, sowel as tipes en lengtes van hare.

As u nie die vormverandering in 'n spesifieke vlegsel wil hê nie, kan die vormgeheue -legering vervang word met 'n lengte gereelde draad. As u kapasitiewe aanraking wil ondersteun, moet die vervangingsdraad vir die beste effek ongeïsoleer word.

Die opleiding van die vormgeheue -legering

Die vormgeheue-legering wat ons hier gebruik, is nitinol, 'n nikkel-titaanlegering. As dit afkoel, bly dit in een vorm, maar as dit verhit word, keer dit terug na die 'opgeleide' toestand. As ons dus 'n vlegsel wil hê wat krul as dit verhit word, kan dit reguit wees as dit koel is, maar word opgelei tot 'n krul. U kan byna elke vorm skep wat u wil, alhoewel die draad se vermoë om gewig te lig beperk word deur die deursnee daarvan.

Sny die nitinol tot die verlangde lengte van die vlegsel, en laat 'n bietjie ekstra oor vir die krommes tydens die vleging, en vir verbindings bo en onder.

Sien hierdie fantastiese Instructable om nitinol op te lei.

Tipes vlegsels waarmee ons geëksperimenteer het, sluit in krulle, reghoekige draaie sodat die hare regop kan staan en glad nie die nitinol oefen nie. Dit klink dalk lui, maar dit laat die hare reguit raak as dit geaktiveer word. Die draad hou 'n vorm waarin u dit buig as dit koel is, bv. 'n krul, en trek dan uit die vorm wanneer dit verhit word. Super cool, en baie makliker!

Die samestelling van die drade

Die nitinol is nie -geïsoleer en loop slegs in een rigting. Om 'n volledige stroombaan te skep, benodig ons 'n tweede, geïsoleerde draad om aan die onderkant aan te sluit en terug te keer na die aansluiting aan die bokant. ('N Ongeïsoleerde draad veroorsaak 'n kortsluiting as dit die nitinol raak, en verhoed dat dit verhit word.)

Sny 'n lengte geïsoleerde koperdraad tot dieselfde lengte as die nitinol. Ons het 30 AWG -magneetdraad gebruik. Verwyder die isolasie aan beide kante. Vir magneetdraad kan die laag verwyder word deur die draad saggies met 'n oop vlam te brand totdat die isolasie brand en dit kan afgevee word (dit neem ongeveer 15 sekondes met 'n aansteker). Let daarop dat dit die draad effens broos maak op die verbrande plek.

Prettige feit oor Nitinol: Ongelukkig hou soldeerselle nie daarvan om by nitinol te hou nie. (Dit is 'n groot pyn.) Die beste oplossing is om 'n krimp te gebruik om 'n meganiese verbinding met die nitinol te skep en dan soldeer by te voeg om 'n elektriese verbinding te verseker.

Hou die einde van die nitinol en die nuut -geïsoleerde koperdraad bymekaar en steek dit in 'n krimp. Krimp hulle stewig saam. As 'n ekstra verbindingsterkte nodig is, voeg 'n klein bietjie soldeer by. Bedek die krimp en die oorblywende stert van die draad met 'n hittekrimp sodat u draer nie met die puntige punte kan steek nie. Dit maak nie saak watter krimp jy aan die onderkant gebruik nie, want dit is bloot 'n meganiese verbinding tussen die twee drade.

Aan die ander kant voeg ons 'n krimp by elke draadpunt. Hier maak die tipe krimp saak. U moet die paringsklem vir u aansluiting gebruik. Hierdie ente van die drade word aan die aansluiting gekoppel om met die printplaat te skakel.

'N Stand-up Braid maak:

Die vlegsels kan baie subtiel of baie dramaties wees. As u 'n dramatiese effek wil hê, soos die hooftooi -prent hierbo, of vroeër in die performatiewe situasievideo, is nog 'n bykomende stap nodig. Die vlegsels verkies om te draai eerder as om op te lig, daarom moet hulle vasgemaak word om in die regte rigting te bly. Ons stut het die vorm van 'n uitgerekte Z (kyk na die prentjie). Ons het 'n krimp op die nitinol gegooi, daarna die stut aan die krimp gesoldeer en uiteindelik die hele ding bedek met hitte krimp en elektriese band.

Berei die termistor voor

Die termistor is 'n hitte-sensitiewe weerstand waarmee ons die temperatuur van die vlegsel kan meet. Ons gebruik dit om te verseker dat die vlegsel nooit te warm word vir die gebruiker om te dra nie. Ons voeg die termistor by dieselfde aansluiting waarmee die vlegsel geheg sal word.

Skuif eers die hitte krimp op die bene van die termistor en gebruik 'n hittegeweer om dit af te krimp. Dit sal die bene isoleer, om te voorkom dat die termistor kortkom na die nie -geïsoleerde nitinol. Laat 'n bietjie draad aan die einde blootgestel vir 'n krimp. Weereens, hierdie krimp moet die geskikte wees vir u aansluiting.

Krimp die ente van die termistor. As u kan, kry 'n bietjie van die hitte krimp in die eerste tande van die krimp as rekverligting. Moet dit egter nie heeltemal opneem nie, aangesien die drade steeds moet aansluit vir 'n goeie elektriese verbinding.

Nou is die termistor gereed om aan die aansluiting gekoppel te word.

Die montering van die aansluiting

U kan enige vorm van 4-terminale aansluiting aan die bokant van die vlegsel gebruik; na 'n bietjie eksperimenteer, besluit ons op Molex Nanofit -verbindings. (Dit is wat ons PCB gebruik.) Hulle het 'n lae profiel op die printplaat, 'n stewige meganiese verbinding met 'n klem om hulle vas te hou, maar is steeds maklik om in te sit en te verwyder.

Die Nanofit -verbindings gaan in drie fases saam:

Steek eers die twee krimppunte van die termistor in die twee middelste houers op die manlike helfte van die aansluiting.

Steek dan die twee gekromde bo-ente van die vlegdraad in die houers links en regs op die manlike helfte van die aansluiting.

Sodra dit op hul plek is, steek die houer in die houers. Dit help om die krimpies vas te hou sodat die vlegsel nie die aansluiting trek nie.

Die vroulike helfte van die aansluiting is op die printplaat en verbind die haarterminale met die dryfkring en kapasitiewe aanraakbaan, en die termistor -aansluitings met die Arduino vir temperatuurwaarneming.

Reg om te gaan

Nou is die draad gereed om gevleg te word.

Stap 6: Vleg en kryt

Daar is verskillende maniere om die haarverlenging om die binneste drade te vleg. Vir kapasitiewe aanraakwaarneming moet 'n paar draad blootgestel word. Om 'n heeltemal natuurlike vlegsel te hê en die tegnologie te verberg, kan die draad heeltemal aan die binnekant gevleg word. Hierdie soort vlegsel kan nie effektief aanraakwaarneming doen nie, maar kan steeds optree met dramatiese kleur- en vormverandering.

Braid Style 1: 4-Strand vir kapasitiewe aanraking

Hierdie handleiding sal u wys hoe u die 4-string vlegsel doen. Hou in gedagte dat een van die 'stringe' in u geval eintlik die drade is! Kyk na die foto's hierbo vir ons vlegopstelling, volgens die vierstrengpatroon met drie haarstringe en een draad.

Braid Style 2: Onsigbare drade

In hierdie vlegsel doen jy 'n drie-string vlegsel (dit is waaraan die meeste mense dink as hulle dink aan 'n vlegsel '), en jy bondel die drade net met een van die drade. Hier is 'n goeie handleiding vir 'n drie-string vlegsel.

Kalk met termochrome pigmente

As u wil hê dat 'n vlegsel van kleur moet verander wanneer dit geaktiveer word, moet dit met termochrome pigmente gekalk word. Hang eers die vlegsels aan iets bo 'n tafel wat met plastiek bedek is (dinge raak 'n bietjie deurmekaar). Volg die veiligheidsinstruksies vir u termochrome ink (dra handskoene indien nodig!). Dra beslis 'n lugmasker - u wil nooit deeltjies inasem nie. Neem nou 'n pynborsel en skep 'n bietjie termochrome poeier op u vlegsel, begin bo. "Verf" die vlegsel saggies en borsel die poeier soveel as moontlik in die vlegsel. U verloor 'n paar (maar as dit op u plastiese tafeldoek val, kan u dit vir die volgende vlegsel red). U kan die tydsverloop wat ons hierbo gedeel het, sien om te sien hoe ons dit gedoen het!

Stap 7: Dra die tegnologie

Die kringblaaie en batterye kan op 'n kopband of haarklem gemonteer word. Alternatiewelik, vir 'n meer subtiele styl, kan die vlegsels gemaak word met langer drade aan die ente. Hierdie drade kan onder natuurlike hare, hoede, serpe of ander funksies na 'n ander plek op die liggaam gelei word, soos onder 'n hemp of 'n halssnoer. Op hierdie manier word die hare minder onmiddellik opgemerk as 'n draagbare tegnologie.

Die stroombane kan verminder word, met ekstra hersienings en geïntegreerde logika en bluetooth -skyfies. So 'n kleiner stroombaan sou makliker op 'n dekoratiewe haarklem, ens. Weggesteek word, maar krag bly 'n probleem, aangesien die batterye op die oomblik net so klein word. U kan dit natuurlik aan die muur steek, maar dan kan u nie ver kom nie.

U kan 'n baie vroeë prototipe in die video hierbo sien dra. (Meer afbeeldings van die finale omhulsels word bygevoeg na 'n openbare demonstrasie.)

Omhulsel

U kan binnekort 'n 3D -afdrukbare omhulsel vir die stroombane vind in ons github -repo. Dit kan op 'n haarband gegly word of vir ander vormfaktore aangepas word.

Stap 8: Sagteware -oorsig

In ons github -repo vind u verskeie Arduino -sketse wat verskillende maniere toon om die hare te beheer.

Skets 1: demo_timing

Dit is 'n basiese demonstrasie van die dryffunksies. Die hare word binne 'n vasgestelde tydperk van sekondes aan en af, en die LED aan boord flits as dit aan is.

Skets 2: demo_captouch

Dit is 'n demonstrasie van die kapasitiewe aanraakwaarneming. Deur die hare aan te raak, word die LED aan boord aangeskakel. Miskien moet u die kapasitiewe aanraakdrempels aanpas, afhangende van u omgewing en stroombaan.

Skets 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

'N Geïntegreerde demo van bluetooth -kommunikasie, kapasitiewe aanraakwaarneming en aandrywing. Laai die Bluefruit LE Connect -app af op 'n slimfoon. Die kode sal 'n Bluetooth -sein stuur as die vlegsel aangeraak word, en die resultaat word na die app gedruk. Deur op die knoppies op die beheerder in die app te druk, begin en stop die werking van die vlegsels. Let daarop dat die pinouts opgestel is vir ons PCB -weergawe. As u die multiplexer INH -pen aan 'n digitale pen gekoppel het, soos in die PCB -skema, moet u moontlik 'n reël in die kode byvoeg om die pen laag te maak (ons het dit net tot op die grond gesny).

Hierdie kode bevat ook 'n kalibreringsmetode, wat veroorsaak word deur 'n 'c' karakter te stuur via die UART -koppelvlak in die app.

Kapasitiewe aanrakingskalibrasie

Omdat kapasitiewe aanraakwaarneming sensitief is vir omgewingsfaktore soos humiditeit, of om aan te sluit op 'n rekenaar of nie, kan u met hierdie kode 'n geskikte drempelwaarde bepaal vir akkurate kapasitiewe aanraakwaarneming. U kan 'n voorbeeld hiervan vind in die demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -kode. Een opmerking is dat kapasitansie ook verander met hitte. Ons het nog nie die probleem hanteer waar hitte na aktivering die 'aangeraakte' toestand veroorsaak nie.

Batterymonitering

Voorbeelde van batterymonitering is in die demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -skets. Die ingeboude LED sal brand wanneer die laai van een battery onder 'n sekere drempel val, alhoewel dit nie 'n onderskeid maak tussen die bedieningsbattery en die dryfbattery nie.

Temperatuurvergrendeling (veiligheid afgeskakel)

Deur die temperatuur van die vlegsel te monitor, kan ons die krag afskakel as dit te warm word. Hierdie data word versamel uit die termistor wat in die vlegsel geweef is. 'N Voorbeeld hiervan kan gevind word in die demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -skets.

Stap 9: Laai en wysig die kode

Ons gebruik die standaard Arduino -omgewing om kode vir HairIO te skryf en dit op die borde op te laai.

Arduino Nanos kan uit verskeie bronne verkry word; ons het dit gekoop, wat ekstra firmware benodig om met die Arduino -omgewing te werk. U kan hierdie instruksies volg om dit op u masjien op te stel. As u 'n standaard Arduino Nano (dit wil sê hierdie) gebruik, hoef u nie die ekstra stap te doen nie.

As u die kode verander, moet u seker maak dat u hardeware -penne by u stroombaan pas. As u 'n speld verander, moet u die ontwerp en kode van die bord opdateer.

Dit is belangrik om daarop te let dat die Illutron kapasitiewe aanraakbiblioteek wat ons gebruik, staatmaak op 'n spesifieke hardeware -chip (die Atmega328p). As u 'n ander mikrobeheerder wil gebruik, moet u seker maak dat dit versoenbaar is, anders moet u die kode verander. (Ons wou nie in die lae kode vir hierdie projek ingaan nie, so ons waardeer Illutron se werk opreg. Sinchronisasie met hardeware-tydsberekening kan behoorlik harig word!)

Stap 10: Toekomstige ontwerpe: idees en riglyne vir wysigings

Hitte -reaksie

As u meer wil weet oor die hitte -reaksiegedrag van die vlegsels, kan u wiskundige modelle van die hare in ons artikel vind. Die belangrikste ding is dat die kleur- en vormverandering op verskillende tye en in verskillende ordes sal werk, gebaseer op die hoeveelheid isolerende hare om die draad en die hoeveelheid krag wat verskaf word (wat verander hoe vinnig dit opwarm)

Kringverbeterings:

• As u die bluetooth -module na regs skuif, kan u die stapelhoogte korter maak, aangesien dit nie die Arduino USB -aansluiting raak nie. Daar is ook Arduino -borde met geïntegreerde bluetooth -modules (maar die meeste van hulle het 'n ander chip, dus die gebruik daarvan kan kodeveranderings behels).
• Die voetspore van die batteryaansluiting kan verander na gelang van die tipe batterye wat u gebruik.
• Die skakelvoetspoor is algemeen en moet waarskynlik vervang word met die voetspoor van wat u wil gebruik.
• Miskien wil u die dryfbaan kan PWM om die krag deur die vlegsel te beheer; Om dit te kan doen, moet die dryfseinpen oorgeskakel word na D3 of 'n ander hardeware PWM -pen.
• As u die multiplexer -parings omkeer (bv. Braid1 drive en braid2 touch op kanaal 0, en braid2 drive en braid1 touch op kanaal 1, in plaas van beide touch en drive vir dieselfde braid op 'n enkele kanaal), sal u in staat wees om kapasitief te voel raak aan die een vlegsel terwyl u met die ander vlegsel ry, in plaas daarvan dat u hoegenaamd geen kapasitiewe sensing kan doen terwyl iets bestuur nie.

• Sommige wysigings kan toelaat dat een battery beide logika en dryf beheer. Verskeie oorwegings sluit in:

  • Hoë spanning (bv. 'N 7.4 LiPo -battery) sal die Arduino terugjaag deur die kapasitiewe sensorkring en die digitale pen. Dit is op die lang termyn nie goed vir die Arduino nie. Dit kan opgelos word deur 'n ander transistor tussen die kapasitiewe sensorkring en die hare in te sluit.
  • As die hare te veel krag trek, kan die Arduino bruin word. Dit kan opgelos word deur PWM op die dryfsein.

Sagtewareverbeterings

Geveerde frekwensie kapasitiewe aanraakwaarneming kan gebruik word om baie tipes aanraking op te spoor, bv. een of twee vinger, knyp, draai … Dit verg 'n meer ingewikkelde indelingskema as die basiese drempelwaarde wat ons hier demonstreer. Kapasiteit verander met temperatuur. Deur die aanraakwaarnemingskode te verbeter om dit in ag te neem, word dit meer betroubaar

As u natuurlik 'n weergawe van HairIO maak, hoor ons graag daarvan

Stap 11: Veiligheidsaantekeninge

HairIO is 'n navorsingsplatform en is nie bedoel as 'n kommersiële of daaglikse produk nie. Let op die volgende oorwegings wanneer u u eie HairIO maak en dra:

Hitte

Aangesien HairIO deur resistiewe verhitting werk, is die moontlikheid oorverhit. As die termistor misluk of nie naby die vlegsel is nie, kan die temperatuur nie behoorlik gelees word nie. As u nie die temperatuuruitsluitkode insluit nie, kan dit verder verhit as wat bedoel is. Alhoewel ons nog nooit brandwonde met HairIO ondervind het nie, is dit 'n belangrike oorweging.

Batterye

In HairIO gebruik ons LiPo -batterye as ons kragbronne. LiPos is uitstekende hulpmiddels, aangesien dit herlaaibaar is en hoë stroom in 'n klein pakkie kan lewer. Hulle moet ook versigtig behandel word; as dit onbehoorlik aangekla of deurboor word, kan dit aan die brand raak. Sien hierdie verwysings vir meer inligting oor die versorging van u LiPos: deeglike gids; vinnige wenke.

Termochromiese pigmente

Diegene wat ons gebruik, is nie giftig nie, maar moet dit asseblief nie eet nie. Lees die veiligheidsgidse vir alles wat u koop.

Stap 12: Verwysings en skakels

Hier versamel ons die verwysings en skakels in hierdie instruksies vir maklike toegang:

HairIO

HairIO: Menslike hare as interaktiewe materiaal - Dit is die akademiese referaat waarin HairIO die eerste keer aangebied is.

HairIO Github repo - Hier vind u 'n git repo van al die skemas en kode wat vir hierdie demo gebruik is, asook 'n paar gegewensblaaie vir belangrike komponente.

Youtube - Sien die hare in aksie!

Materiaalsak vir HairIO PCB

Kapasitiewe aanraking

Touché: Verbetering van raakinteraksie op mense, skerms, vloeistowwe en alledaagse voorwerpe

Instrueerbaar vir Arduino -weergawe van Touche + Illutron Github -repo vir Arduino -kode

Bluetooth

Bluetooth module

Bluetooth -app

LiPo battery veiligheid

Deeglike gids

Vinnige wenke

Ander haarverwante tegnologie

Haarware, Katia Vega

Vuur, die onsigbare

Die Skrywers

Hybrid Ecologies Lab

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman