HairIO: Интерактивдүү материал катары чач: 12 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

HairIO: Адамдын чачы интерактивдүү материал катары

Чач-бул жаңы кийилүүчү технологиялар үчүн уникалдуу жана аз изилденген материал. Анын маданий жана жекече билдирүүсүнүн узак тарыхы аны жаңы мамилелер үчүн жемиштүү сайтка айландырат. Бул Нускамада биз сизге формасын жана түсүн өзгөрткөн, тийүүнү сезген жана bluetooth аркылуу баарлашкан интерактивдүү чач жасалгаларын жасоону көрсөтөбүз. Биз ыңгайлаштырылган схеманы, Arduino Nano, Adafruit Bluetooth тактасын, эстутум формасын жана термохромдук пигменттерди колдонобуз.

Бул көрсөтмө Сара Стерман, Молли Николас жана Кристин Диер тарабынан түзүлгөн, UC Берклидеги Гибрид Экология Лабораториясында Эрик Паулос менен бирге жасалган иштерди документтештирүү. Бул технологиянын анализин жана толук изилдөөнү TEI 2018де көрсөтүлгөн биздин кагаздан тапса болот. Бул Нускамада сиз комплекстүү жабдыктарды, программалык камсыздоону жана электрониканын документтерин, ошондой эле биз кабыл алган дизайн чечимдери жана биз туш болгон күрөштөр жөнүндө маалыматты таба аласыз..

Биз системанын кыскача серепин жана HairIOду колдонуу мисалдарынан баштайбыз. Кийинки биз тартылган электрониканы талкуулайбыз, андан кийин аппараттык жабдууларга өтүү жана чач жасалгаларын түзүү. Акыркы бөлүмдөр кодду жана өзгөртүүлөрдү киргизүү боюнча кээ бир кеңештерди камтыйт.

Белгилүү булактарга шилтемелер ар бир бөлүмдө берилет, ошондой эле аягында чогултулат.

Бактылуу кылуу!

1 -кадам: Бул кантип иштейт?

Обзор

HairIO системасы эки негизги принцип боюнча иштейт: сыйымдуу тийүү жана каршылыктуу жылытуу. Тийүүнү сезүү менен, чачтын узарышына тийүүгө жооп бере алабыз. Жана кеңейтүүнү жылытуу менен, термохромдук пигменттер менен түстүн өзгөрүшүнө жана форманын эстутум эритмеси менен форманын өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн. Bluetooth чипи телефондор жана ноутбуктар сыяктуу түзмөктөргө чач менен байланышууга, формасын же түсүн өзгөртүүгө же чачка тийүү сезилгенде сигналды алууга мүмкүнчүлүк берет.

Мисал Өз ара аракеттенүү жана колдонуу

HairIO - бул изилдөө платформасы, демек, сиз муну менен эмне кылганыңызды көргүбүз келет! Биз иштеп чыккан кээ бир өз ара аракеттер жогорудагы видеолордо же Youtube'дагы толук видеобузда көрсөтүлгөн.

Формасы өзгөргөн өрүм кыймылдап жатканда кулагына акырын кытыгылап, текст кабарын колдонуучуга билдириши мүмкүн.

Же, балким, ал колдонуучуга кайсы багытты буруш керектигин көрсөтүү үчүн көрүү талаасына өтүп, багыт бере алат.

Чач стиль же спектакль үчүн кескин өзгөрүшү мүмкүн. Стиль күн бою өзгөрүшү мүмкүн же белгилүү бир окуяга жаңыртылышы мүмкүн.

Чач ошондой эле коомдук өз ара аракеттенүүнү иштете алат; досуңуздун чачын өрүп, анан алыстан өзүңүздүн өрүмүңүзгө тийип, досунун чачынын түсүн өзгөртө алаарыңызды элестетиңиз.

Компоненттер

Бардык сезүү, логика жана көзөмөлдү салт схемасы жана башына тагылган Arduino Nano башкарат. Бул схемада эки негизги компонент бар: сыйымдуу сенсордук схема жана токту кубаттуулукка которуу үчүн диск схемасы. Коммерциялык чач узартуу формасы эстутум эритмеси болгон нитинол зымынын айланасына өрүлгөн. Бул зым муздак болгондо бир формага ээ болот, ал эми ысытылганда экинчи формага өтөт. Биз зымга дээрлик бардык экинчи форманы үйрөтө алабыз (кийинчерээк бул Нускамада сүрөттөлгөн). Эки LiPo батарейкасы башкаруу схемасын 5В, ал эми чачын 3.7V түзөт.

2 -кадам: Электроника

Control жана Capacitive Touch

Сыйымдуу сенсордук схема Диснейдин Touché долбоорунан ылайыкташтырылган, бул сонун инструкция Ардуинодогу Тушту көчүрүү боюнча. Бул орнотуу шыпырылган жыштыктагы сыйымдуу сенсордук сезүүнү колдойт жана жөнөкөй тийүүгө/тийүүгө караганда татаал жаңсоону таанууга мүмкүндүк берет. Бул жерде бир эскертүү - сыйымдуу сенсордук схема жана код белгилүү бир Arduino чипин, Atmega328P деп эсептейт. Эгерде сиз башка микроконтроллердин чипин колдонууну чечсеңиз, анда кодду кайра иштеп чыгууңуз же альтернативдүү сезүү механизмин табышыңыз керек болот.

Башкаруу схемасы логика үчүн Arduino Nano жана аналогдук мультиплексорду колдонуп, ошол эле схемадан жана батареялардан өчүрүлгөн бир нече өрүмдөрдү ырааттуу башкарууга мүмкүндүк берет. Сыйымдуу тийүү каналдар ортосунда тез өтүү менен дээрлик бир убакта сезилет (ушунчалык тез болгондуктан, биз экөөнү тең бир убакта сезип жаткандайбыз). Өрүмдөрдү иштетүү колдо бар күч менен чектелген. Күчтүүрөөк же кошумча батарейкаларды кошуу менен бир убакта иштетүү мүмкүн болмок, бирок бул жерде жөнөкөйлүк үчүн аны ырааттуу иштетүү менен чектейбиз. Берилген схемалык схема эки өрүмдү башкара алат (бирок схемада мультиплексор төрткө чейин колдой алат!).

Райондун эң жөнөкөй версиясы үчүн мультиплексорду калтырып, бир өрүмдү түздөн -түз Arduinoдон башкарыңыз.

Drive Circuit жана Thermistor

Биз активдештирүү менен бир эле зымга сыйымдуу тийүүнү аткарабыз (нитинол). Бул өрүмдө зымдардын аздыгын/татаалдыгын жана схемада көбүрөөк дегенди билдирет.

Айдоочу схемасы чачты иштетүүнү күйгүзүү жана өчүрүү үчүн биполярдык туташуу транзисторлорунан (BJTs) турат. Бул биполярдык транзисторлор болушу керек, тескерисинче кеңири таралган (жана жалпысынан жакшыраак) MOSFETтер, анткени BJTsдин ички сыйымдуулугу жок. MOSFETтин ички сыйымдуулугу тийүү сезүү схемасын басып калат.

Ошондой эле, сыйымдуу тийүү сезгичтиги үчүн, кубаттуулукту эле эмес, жерди да, кубатты да которушубуз керек, анткени жерге коюлган электроддон сыйымдуу сигнал жок.

Сыйымдуу тийүү жана диск үчүн өзүнчө булактарды колдонгон альтернативдүү дизайн бул схеманы абдан жөнөкөйлөтөт, бирок механикалык дизайнды татаалдаштырат. Эгерде сыйымдуулук сезгичтиги диск үчүн кубаттуулуктан обочолонгон болсо, анда биз кубаттуулуктун бир эле которгучунан кутула алабыз, ал FET же башка нерсе болушу мүмкүн. Мындай чечимдер Катя Веганын Hairware сыяктуу чачтын өзүн металлдаштырууну камтышы мүмкүн.

Bluetooth чипи

Биз колдонгон bluetooth чипи Адафруттун Bluefruit досу. Бул модуль өзүнчө камтылган жана байланыштын логикасын башкара турган Arduinoго гана тиркелиши керек.

Батареяны тандоо

Батареялар үчүн, сиз Arduino кубаттуулугу үчүн жетиштүү чыңалууну жана нитинол айдоого жетиштүү токту камсыз кыла ала турган кайра заряддалуучу батареяларды каалайсыз. Булар бир эле батарея болушу шарт эмес. Чындыгында, Arduino браунуна жол бербөө үчүн, биз бардык алгачкы прототиптерибизди эки батарея менен жасадык: бирин башкаруу үчүн, экинчисин дискке.

Arduino Nano жок дегенде 5В талап кылат жана нитинол болжол менен 2 Амперди тартат.

Чачты айдаш үчүн ValueHobbyден 3.7 В батареяны, ал эми Arduino'ду иштетүү үчүн ValueHobbyден 7.4V батареяны тандап алдык. Кадимки 9В батареяларды колдонбоого аракет кылыңыз; алар 15 мүнөттүн ичинде пайдалуулугунан төмөн түшөт жана көп калдыктарга алып келет. (Билебиз, анткени биз аракет кылдык …)

Ар кандай маалыматтар

Батареяны көзөмөлдөө: диск батареясынын кубат линиясы менен аналогдук пиндин ортосундагы 4.7k Ohm резистору диск батареясынын зарядын көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет. Батарейканы аналогдук пин аркылуу Arduino күйгүзбөө үчүн сизге бул резистор керек (бул жаман болмок: муну кылгыңыз келбейт). Arduino батарейкасын жөн эле код менен көзөмөлдөсө болот - кодду демо кылуу үчүн программалык камсыздоо бөлүмүн караңыз.

Jumper: Эгер бардыгын кубаттоо үчүн бир батареяны колдонууну кааласаңыз, эки батарея коннекторунун ортосунда секирүүчү үчүн орун бар. Бул Arduino-ны караңгылатуу коркунучуна алып келет, бирок батареяны туура тандоо жана дисктин программалык камсыздоого негизделген PWMи менен ал иштеши керек. (Биз али ала элекпиз да.) (Эгер сиз аракет кылып көрсөңүз - ал кандай болуп жатканын бизге билдириңиз!)

3 -кадам: Электрондук Ассамблея

Циркти бирге коюу

Биз чынжырды алгач эки бөлүктөн туруп, дискти жана башкаруу схемаларын ийкемдүү кабель менен туташтырдык. Биздин интегралдык PCB версиясында микросхемалар бир тактага тыгыздалат. Мурунку схема өрүмдү башына ийкемдүү жайгаштырууга мүмкүндүк берет, бирок экинчисин чогултуу алда канча жөнөкөй. Тактайдын схемасын жана жайгашуу файлдарын биздин Github репо -дан таба аласыз. Микросхемаларды жасоонун эки жолу бар: 1) схемага ылайык тешикчелүү компоненттери бар перформанстын версиясын кол менен жасоо, же 2) биз берген такта файлынан ПХБны жасоо (жогорудагы шилтеме) жана үстүңкү бөлүктүн компоненттери менен чогултуу.

Компоненттер

PCB версиясы + өрүм үчүн материалдардын эсеби бул жерде.

Биз тестирлөө ПКБларыбызды башка фрезердик станокто өзүбүздүн фрезерлеп, андан соң эң сонун ПХБ -ларыбызды эң сонун Bay Area схемаларынан заказ кылдык. Үйдө да, профессионалдык такта өндүрүшү да жакшы иштейт, бирок бардык виастарды кол менен каптоо же ширетүү оорутат.

Кеңештер

• Биз бетине орнотуучу компоненттер үчүн ширетүүчү пастаны жана рефлоу мешин же ысык плитаны колдонгонбуз, андан кийин тешик аркылуу тетиктерди кол менен ширеткенбиз.
• Биз бат прототиптөө үчүн breadboard/perf board версиясын жана ишенимдүүлүк үчүн ПХБны сунуштайбыз.
• Нанону ПХБда кармап туруу үчүн, биз кыска аял баштарын колдонобуз, ошондо ал алынышы мүмкүн. Узун аялдардын башын Bluetooth микросхемасын Arduino'нун үстүнө уялай турганчалык бийик көтөрүү үчүн такай тактайга такаш керек. (Ошондой эле кокусунан кысылып калбоо үчүн Каптон тасмасын кошкуңуз келет).
• Bluetooth чипи, чынында, PCB макетиндеги пин заказына дал келиши үчүн, анын эркек баштарына тескери ширетилиши керек. (Албетте, сиз бул макетти өзгөртө аласыз.) Эмне үчүн биз мындай кылдык? Анткени, бул казыктар Arduino макетине эң сонун дал келет.

4 -кадам: Hair Hardware Overview

HairIO - бул туташтыргычка жана температураны жөнгө салуу үчүн термисторго бекитилген эки узундуктагы зымдын тегерегине өрүлгөн чач узартуу. Аны толук кураштыргандан кийин термохромдук пигменттер менен борлоштурса болот. HairIO өрүмүн жасоо өзү бир нече этаптан турат:

1) Форма эс тутумун каалоо формасына үйрөтүңүз.

2) Ички зымды изоляцияланган жез зымга узундугу эстутум эритмесин кысуу жана ширетүү аркылуу чогултуңуз.

3) Термисторду кысыңыз жана жылуулаңыз.

4) Зым менен термисторду туташтыргычка туташтырыңыз.

5) Чачты зымдын айланасына өрүү.

6) Чачты бор.

Биз этаптардын ар бирине кийинки бөлүмдөрдө деталдуу түрдө кайрылабыз.

5 -кадам: Чач зымдарын чогултуу

Биринчи этаптар форманы өзгөртүүнү жана резистивдүү жылытууну камсыз кылган ички зымдарды чогултууну камтыйт. Бул жерде сиз өрүмдүн узундугун, ысытылганда каалаган формасын жана туташтыргычтын түрүн чечесиз. Эгерде бардык өрүмдөрдүн жалпы туташтыргычы бар болсо, анда аларды бир эле схемада ар кандай формага жана түскө, ошондой эле чачтын түрлөрүнө жана узундугуна алмаштырууга болот.

Белгилүү бир өрүмдүн формасынын өзгөрүшүн каалабасаңыз, форманы эстетүүчү эритмесин кадимки зымдын узундугу менен алмаштырса болот. Эгерде сиз сыйымдуу тийүүнү колдоону кааласаңыз, эң жакшы эффект үчүн алмаштыруучу зым изоляцияланбаган болушу керек.

Shape Memory эритмесин окутуу

Биз колдонгон форма эстутумунун эритмеси-никин-титандын эритмеси. Качан муздак болгондо, ал бир калыпта калат, бирок ысытылганда "машыккан" абалына кайтат. Ошентип, эгер биз ысытканда тарамдалган өрүмдү кааласак, анда ал муздак болгондо түз болушу мүмкүн, бирок тарамышка үйрөтүлүшү керек. Сиз каалаган дээрлик бардык форманы түзө аласыз, бирок зымдын салмагын көтөрүү мүмкүнчүлүгү анын диаметри менен чектелген.

Нитинолду өрүмдүн каалаган узундугуна чейин кесип, өрүү учурунда ийри сызыктарга, жана үстү менен астына туташуу үчүн бир аз кошумча калтырыңыз.

Нитинол үйрөтүү үчүн бул фантастикалык инструкцияны караңыз.

Биз эксперимент кылган өрүмдөрдүн түрлөрүнө тармалдар, чачтын тик туруусуна мүмкүндүк берүүчү тик бурчтар жана нитинолго такыр үйрөтүү кирет. Бул жалкоо көрүнүшү мүмкүн, бирок чачты кыймылга келтиргенде ар кандай формада түздөөгө мүмкүндүк берет. Зым муздаганда ийилген формаңызды кармайт, мис. тармал, анан ысытканда ошол формадан түздөп алыңыз. Супер сонун, жана алда канча жеңил!

Сымдарды чогултуу

Нитинол изоляцияланбаган жана бир гана багытта иштейт. Толук схеманы түзүү үчүн, түбүнө туташып, үстүнө туташтыргычка кайтуу үчүн экинчи, изоляцияланган зым керек. (Изоляцияланбаган зым нитинолго тийгенде кыска туташууга алып келет, ал тургай ысытууга да жол бербейт.)

Изоляцияланган жез зымдын узундугун нитинол менен бирдей кылып кесип алыңыз. Биз 30 AWG магнит зымын колдондук. Эки четинен изоляцияны алып салыңыз. Магниттик зым үчүн, жабууну изоляция кылгычтарга чейин зымды ачык жалын менен акырын күйгүзүү менен жок кылууга болот жана аны аарчууга болот (бул күйгүзгүчкө 15 секунддай убакыт кетет). Көңүл бургула, бул зым күйгөн жерде бир аз морт болот.

Нитинол жөнүндө кызыктуу факт: Тилекке каршы, ширетүүчү нитинолго жабышкысы келбейт. (Бул абдан оорутат.) Эң жакшы чечим - бул нитинолго механикалык байланыш түзүү үчүн кримперди колдонуу, андан кийин электрдик туташууну камсыз кылуу үчүн ширетүүчү кошуу.

Нитинол менен жаңы изоляцияланбаган жез зымдын учтарын чогуу кармагыла да, чыйраткычка салыңыз. Аларды бирге бекем бириктирип коюңуз. Кошумча туташуу күчү керек болсо, кичине ширетүүчү кошуңуз. Кримпти жана калган зымдын куйругун жылуулукту кыскартуу менен жаап коюңуз, ошондо кийүүчүңүз учтуу учтары менен өздөрүн чукубайт. Төмөндө кандай кримприт колдонуунун мааниси жок, анткени бул эки зымдын ортосундагы механикалык байланышты түзүү.

Экинчи аягында, биз ар бир зымдын учуна кримприца кошобуз. Бул жерде криминалдын түрү маанилүү. Сиз туташтыргычы үчүн жупталуу crimp колдонуу керек. Зымдардын бул учтары туташтыргычка туташтырылып, плата менен байланышат.

Туруу өрүмүн жасоо:

Өрүү өтө тымызын же өтө драмалуу болушу мүмкүн. Эгерде сиз драмалык эффектти кааласаңыз, жогорудагы баш кийимдин сүрөтүндөй же видеонун аткаруучу абалында, дагы бир кошумча кадам керек. Өрүүчүлөр көтөрүүдөн көрө бурулууну жакшы көрүшөт, андыктан туура багытта калуу үчүн аларды бекемдөө керек. Биздин кашаа сунулган Z түрүндө (сүрөттү караңыз). Биз нитинолго криминкадан түшүрдүк, андан кийин кронштейнди кримппке кошуп, акыры баарын жылуулукка жана электр лентасына жаптык.

Thermistor даярдоо

Термистор-бул жылуулукка сезгич каршылык, ал өрүмдүн температурасын өлчөөгө мүмкүндүк берет. Биз муну колдонуучунун кийиши үчүн өрүм эч качан өтө ысып кетпеши үчүн колдонобуз. Биз термисторду өрүм тиркеле турган ошол туташтыргычка кошобуз.

Биринчиден, жылуулукту термистордун бутуна түшүрүп, аны кыскартуу үчүн жылуулук тапанчасын колдонуңуз. Бул буттарды жылуулап, термистордун изоляцияланбаган нитинолго кыска түшүүсүн алдын алат. Кычышуу үчүн аягында ачык турган бир аз зым калтырыңыз. Дагы, бул crimps сиздин туташтыргычы үчүн ылайыктуу болушу керек.

Термистордун учтарын кысыңыз. Мүмкүн болсо, бир аз жылуулукту кыскартуунун биринчи тишине кыскартууну алыңыз. Баарын аягына чейин койбоңуз, анткени зымдар дагы эле жакшы электрдик туташуу үчүн туташышы керек.

Эми термистор туташтыргычка тиркелүүгө даяр.

Коннекторду чогултуу

Сиз өрүмдүн үстүндө 4-терминалдуу туташтыргычтын бардык түрүн колдоно аласыз; кээ бир эксперименттерден кийин, биз Molex Nanofit туташтыргычтарын чечтик. (Бул биздин ПХБ колдонгон нерселер.) Алардын схемада төмөн профили бар, аларды бекитип туруу үчүн клип менен бекем механикалык туташуусу бар, бирок киргизүүгө жана алып салууга оңой.

Nanofit туташтыргычы үч этапта чогуу барат:

Биринчиден, термистордун эки бүктөлгөн учун туташтыргычтын эркек жарымындагы эки борбордук идишке салыңыз.

Андан кийин, өрүлгөн зымдын эки бүктөлгөн үстүнкү учтарын туташтыргычтын эркек жарымындагы эң сол жана эң оң жактагы идиштерге салыңыз.

Булар орнотулгандан кийин кармагычты идишке салыңыз. Бул өрүмдү туташтыргычтан сууруп албашы үчүн, бырыштарды кармап турууга жардам берет.

Коннектордун аялдын жарымы схемада, чачтын терминалдарын дискке жана сыйымдуу сенсордук схемага, ал эми термистордук терминалдарды температураны сезүү үчүн Arduino менен байланыштырат.

Барууга даяр

Эми зым өрүлгөнгө даяр.

6 -кадам: өрүү жана бор

Чачты ички зымдардын айланасына өрүүнүн бир нече жолу бар. Сыйымдуу тийүү үчүн кээ бир зымдар ачык болушу керек. Бирок, толугу менен табигый көрүнүүчү өрүмгө ээ болуу жана технологияны жашыруу үчүн, зымды толугу менен ичине өрүүгө болот. Мындай өрүү натыйжалуу тийүү сезгичтигин кыла албайт, бирок ал дагы эле түсү жана формасынын кескин өзгөрүшү менен иштей алат.

Өрүү Style 1: Capacitive тийүү үчүн 4-Strand

Бул өрмө үйрөткүчү сизге 4 талдуу өрүмдү кантип жасоону көрсөтөт. Сиздин учурда "жиптердин" бири чынында зымдар экенин унутпаңыз! Үч чач жип жана бир зым менен 4 жиптүү үлгүгө ылайык, өрүүбүздү орнотуу үчүн жогорудагы сүрөттөрдү карап көрүңүз.

Өрүлгөн стиль 2: Көрүнбөгөн зымдар

Бул өрүмдө сиз үч талдуу өрүм жасайсыз (көпчүлүк "өрүм" деп ойлогондо ушуну ойлошот), жана сиз зымдарды жиптердин бири менен бириктирип коюңуз. Бул жерде үч талдуу өрүм үчүн эң сонун окуу куралы.

Термохромдук пигменттер менен бор

Эгерде сиз өрүлгөн чачтын түсүн өзгөрткүсү келсе, анда аны термохромдук пигменттер менен борлош керек. Биринчиден, өрүмдү пластикалык жабылган үстөлдүн үстүнө илип коюңуз (нерселер бир аз ирээтсиз болуп калат). Термохромдук сыя үчүн коопсуздук көрсөтмөлөрүн аткарыңыз (керек болсо кол кап кийиңиз!). Сөзсүз түрдө аба маскасын кийиңиз - эч качан бөлүкчөлөр менен дем алгыңыз келбейт. Эми оорутуучу щетканы алып, өрмөгүңүздүн үстүнөн термохромдуу порошокту алыңыз. Чачты акырын "боёп", мүмкүн болушунча чачты порошок менен сүртүңүз. Сиз кээ бир нерселерди жоготосуз (бирок пластикалык стол үстүңө түшүп калса, аны кийинки өрүм үчүн куткара аласыз). Муну кантип аткарганыбызды көрүү үчүн биз жогоруда бөлүшкөн убакыт саатын көрө аласыз!

7 -кадам: Техниканы кийүү

Райондук такталар жана батареялар чач боосуна, же чач кыскычка орнотулушу мүмкүн. Же болбосо, тымызын стиль үчүн өрүмдөр учтарындагы узун зымдар менен жасалышы мүмкүн. Бул зымдар табигый чачтын, баш кийимдердин, жоолуктун же башка өзгөчөлүктөрдүн астына, дененин башка жерине, мисалы көйнөктүн астына же моюн орогучка түшүрүлүшү мүмкүн. Мына ушундай жол менен, чач кие турган технология катары азыраак байкалат.

Электр схемасы кыскарышы мүмкүн, кошумча өзгөртүүлөр жана интегралдык логика жана Bluetooth чиптери менен. Мындай кичинекей схема декоративдүү чач кыстыргычка оңой эле катылып калат, бирок кубаттуулук көйгөй бойдон кала берет, анткени батарейкалар учурда кичинекей болуп калышат. Албетте, аны дубалга сайып койсоңуз болот, бирок андан кийин өтө алыска бара алган жоксуз.

Супер эрте жасалган прототипти жогорудагы видеодон көрө аласыз. (Акыркы корпустун дагы сүрөттөрү коомдук демо кийин кошулат.)

Корпус

Көп өтпөй биздин github репонун схемасы үчүн 3D басып чыгаруучу корпусун таба аласыз. Бул чач боосуна жылдырылышы мүмкүн, же башка форма факторлору үчүн өзгөртүлүшү мүмкүн.

8 -кадам: Программаны карап чыгуу

Биздин github реподо сиз чачты башкаруунун ар кандай жолдорун көрсөткөн бир нече Arduino эскиздерин таба аласыз.

Эскиз 1: demo_timing

Бул диск функциясынын негизги демосу. Чач белгиленген секунддун ичинде күйүп -өчөт жана күйүп турганда борттогу LEDди жаркырат.

Эскиз 2: demo_captouch

Бул сыйымдуу тийүү сезиминин демосу. Чачка тийүү борттогу LEDди күйгүзөт. Сиз чөйрөңүзгө жана схемаңызга жараша сыйымдуулуктун босоголорун тууралашыңыз керек болот.

Эскиз 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Bluetooth байланышы, сыйымдуу сенсордук сенсор жана дисктин интеграцияланган демосу. Смартфонго Bluefruit LE Connect тиркемесин түшүрүп алыңыз. Өрүм тийгенде, код bluetooth сигналын жөнөтүп, натыйжаны колдонмого басып чыгарат. Колдонмодогу контроллердеги баскычтарды басуу өрүмдөрдү иштетүүнү баштайт жана токтотот. Pinouts биздин PCB версиясы үчүн орнотулганын эске алыңыз. Эгерде сиз PCH схемасындагыдай мультиплексор INH пинди санариптик пинге туташтырган болсоңуз, анда пинди төмөн түшүрүү үчүн кодго сызык кошууга туура келиши мүмкүн (биз аны жерге кыскартып койдук).

Бул кодго колдонмодогу UART интерфейси аркылуу "c" белгисин жөнөтүү менен шартталган калибрлөө ыкмасы да кирет.

Capacitive Touch Калибрлөө

Сыйымдуу тийүү сезгичтиги нымдуулук, же компьютерге туташтыруу сыяктуу экологиялык факторлорго сезгич болгондуктан, бул код так сыйымдуу тийүү сезүү үчүн ылайыктуу чекти аныктоого мүмкүндүк берет. Мунун мисалын demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch кодунан таба аласыз. Бир эскертүү, сыйымдуулук жылуулук менен да өзгөрөт. Иштетүүдөн кийинки жылуулук "тийген" абалды козгой турган маселени биз азырынча чече элекпиз.

Батареяны көзөмөлдөө

Батареяны көзөмөлдөө мисалдары demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch эскизинде. Борттогу LED бир батареянын заряды белгилүү бир чектен төмөн түшкөндө күйөт, бирок ал башкаруучу батарея менен диск батареясын айырмалабайт.

Температураны бөгөттөө (Коопсуздукту өчүрүү)

Өрүмдүн температурасын көзөмөлдөө, эгер ал өтө ысып кетсе, электр энергиясын өчүрө алабыз. Бул маалыматтар өрүмгө токулган термистордон чогултулат. Буга мисал demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch эскизинде болот.

9 -кадам: Кодду жүктөө жана өзгөртүү

Биз HairIO үчүн код жазуу жана такталарга жүктөө үчүн стандарттык Arduino чөйрөсүн колдонобуз.

Arduino Nanos бир нече булактардан алынышы мүмкүн; биз Arduino чөйрөсү менен иштөө үчүн кошумча программалык камсыздоону талап кылган буларды сатып алдык. Сиз аларды машинаңызга орнотуу үчүн бул көрсөтмөлөрдү аткарсаңыз болот. Эгерде сиз стандарттуу Arduino Nano (б.а. буларды) колдонсоңуз, анда кошумча кадам жасоонун кажети жок.

Кодду өзгөртүп жатканда, аппараттык казыктарыңыз сиздин схемаңызга дал келерин текшериңиз. Эгер пинти алмаштырсаңыз, тактаңыздын дизайнын жана кодун жаңыртууну унутпаңыз.

Белгилей кетчү нерсе, биз колдонгон Illutron сыйымдуу сенсордук китепканасы белгилүү бир аппараттык чипке (Atmega328p) таянат. Эгерде сиз башка микроконтроллерди колдонууну кааласаңыз, анда анын туура келгенин текшериңиз же бул кодду өзгөртүүгө туура келет. (Биз бул долбоордун төмөнкү деңгээлдеги кодуна киргибиз келген жок, андыктан Illutronдун ишин терең баалайбыз. Аппараттык убакыт менен синхрондоштуруу абдан түктүү болуп кетиши мүмкүн!)

10 -кадам: Келечектеги Дизайндар: Өзгөртүүлөр үчүн идеялар жана көрсөтмөлөр

Жылуулук реакциясы

Эгерде сиз өрүмдөрдүн жылуулукка жооп берүүчү жүрүм -туруму жөнүндө көбүрөөк билгиңиз келсе, анда биздин кагаздан чачтын математикалык моделдерин таба аласыз. Негизги нерсе, түстүн жана форманын өзгөрүшү зымдын айланасындагы изоляциялоочу чачтын көлөмүнө жана берилген кубаттуулуктун көлөмүнө жараша (ар кандай убакта жана ар кандай тартипте) ишке ашат (анын ылдамдыгы кандай тез өзгөрөт)

Райондук өркүндөтүүлөр:

• Bluetooth модулун оңго жылдыруу сизге үймөктүн бийиктигин кыскартууга мүмкүндүк берет, анткени ал Arduino USB туташтыргычына кирбейт. Bluetooth модулдары бар Arduino такталары дагы бар (бирок алардын көпчүлүгүндө башка чип бар, ошондуктан аларды колдонуу кодду өзгөртүүнү камтыйт).
• Батарея коннекторунун издери сиз колдонгон батареялардын түрүнө жараша өзгөрүшү мүмкүн.
• Коммутатордун изи жалпы болуп саналат жана, балким, сиз колдонгуңуз келген нерсенин изи менен алмаштырылышы керек.
• Сиз өрүм аркылуу кубатты көзөмөлдөө үчүн диск схемасын PWM жөндөмдүү болушуңуз мүмкүн; бул үчүн диск сигналынын пини D3 же башка жабдыктын PWM пинине которулушу керек.
• Эгерде сиз мультиплексордун жупташуусун тескери бурсаңыз (мис., Braid1 drive жана braid2 0 каналга тийип, жана braid2 drive жана braid1 1 каналга тийип, экөөнүн тең тийүүсүнүн ордуна, бир каналда бир эле өрүү үчүн), сиз сыйымдуулугун сезе аласыз Экинчи өрүмдү айдап бара жатканда, бир өрүмгө тийип коюңуз, эч нерсе сыйдырбай жатканда, сыйымдуулугун сезүүгө тыюу салынат.

• Кээ бир өзгөртүүлөр бир батареяга логиканы да, дискти да башкарууга мүмкүндүк бериши мүмкүн. Бир нече ойлор төмөнкүлөрдү камтыйт:

  • Жогорку чыңалуу (мис. 7.4 LiPo батареясы) Arduinoны сыйымдуу сезүү схемасы жана санарип пин аркылуу артка жылдырат. Бул узак мөөнөттүү келечекте Arduino үчүн жакшы эмес. Бул емкостный сезүү схемасы менен чачтын ортосундагы башка транзисторду кошуу менен чечилиши мүмкүн.
  • Чачка ашыкча күч тартуу Ардуинону кызартып жибериши мүмкүн. Бул диск сигналын PWM'дин жардамы менен чечилиши мүмкүн.

Программалык камсыздоону жакшыртуу

Шыпырылган жыштык сыйымдуу тийүү сезгичтери тийүүнүн көптөгөн түрлөрүн аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн, мис. бир же эки манжа, чымчуу, айлануу … Бул жерде биз көрсөткөн негизги босогого караганда татаал классификация схемасын талап кылат. Сыйымдуулугу температурага жараша өзгөрөт. Муну эске алуу үчүн сенсордук кодду жакшыртуу сезүүнү ишенимдүү кылат

Албетте, эгер сиз HairIO версиясын түзсөңүз, анда биз бул жөнүндө уккубуз келет

11 -кадам: Коопсуздук эскертмелери

HairIO - бул изилдөө платформасы, ал коммерциялык же күнүмдүк колдонуу үчүн арналган эмес. Өзүңүздүн HairIOну жасоодо жана кийүүдө төмөндөгү ойлорду эске алыңыз:

Жылуулук

HairIO каршылыктуу жылытуу менен иштегендиктен, ысып кетүү мүмкүнчүлүгү бар. Эгерде термистор иштебей калса же өрүмгө жакын болбосо, анда температураны туура окуй албай калышы мүмкүн. Эгерде сиз температураны өчүрүү кодун кошпосоңуз, ал ойлогондон дагы ысышы мүмкүн. Биз HairIO менен күйүккө эч качан кабылган жокпуз, бирок бул маанилүү нерсе.

Батарейкалар

HairIOдо биз LiPo батареяларын энергия булагы катары колдонобуз. LiPos сонун куралдар, анткени алар кайра заряддалат жана кичинекей пакетте жогорку токту жеткире алат. Аларга да кылдат мамиле кылуу керек; эгер туура эмес заряддалса же тешилсе, алар өрттөнүп кетиши мүмкүн. Сураныч, LiPosго кам көрүү жөнүндө көбүрөөк билүү үчүн бул шилтемелерди караңыз: кылдат жетекчилик; тез кеңештер.

Термохромдук пигменттер

Биз колдонгондор уулуу эмес, бирок аларды жебегиле. Эмнени сатып алсаңыз, коопсуздук көрсөтмөлөрүн окуңуз.

12 -кадам: Шилтемелер жана шилтемелер

Бул жерде биз оңой жетүү үчүн ушул Нускамада шилтемелерди жана шилтемелерди чогултабыз:

HairIO

HairIO: Интерактивдүү материал катары адамдын чачы - Бул HairIO биринчи жолу көрсөтүлгөн академиялык документ.

HairIO Github репо - Бул жерде сиз бул демо үчүн колдонулган бардык схемалардын жана коддордун гит -репоун, ошондой эле маанилүү компоненттер үчүн кээ бир маалымат баракчаларын таба аласыз.

Youtube - Чачты иш жүзүндө көрүңүз!

HairIO үчүн PCB материалдары

Capacitive Touch

Touché: Адамдар, экрандар, суюктуктар жана күнүмдүк объекттерде Touch өз ара аракеттенүүсүн күчөтүү

Arduino коду үчүн Touche + Illutron Github репонун Arduino версиясы үчүн инструкция

Bluetooth

Bluetooth модулу

Bluetooth колдонмосу

LiPo батареясынын коопсуздугу

Толук гид

Ыкчам кеңештер

Чачка байланыштуу башка техника

Hairware, Катя Вега

От, Көрүнбөгөн

Авторлор

Гибрид экология лабораториясы

Кристин Диерк

Молли Николас

Сара Стерман