HairIO: Интерактив материал болох үс: 12 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

HairIO: Хүний үсийг интерактив материал болгон ашигладаг

Үс бол өмсдөг шинэ технологийн хувьд өвөрмөц бөгөөд бага судлагдсан материал юм. Соёл, хувь хүний илэрхийлэлтэй урт түүх нь түүнийг шинэ харилцааны үр өгөөжтэй сайт болгодог. Энэхүү зааварчилгаанд бид хэлбэр, өнгөө өөрчилж, мэдрэгчийг мэдэрч, bluetooth -ээр харилцдаг интерактив үсний засалтуудыг хэрхэн хийхийг танд үзүүлэх болно. Бид захиалгат хэлхээ, Arduino Nano, Adafruit Bluetooth самбар, санах ойн хайлш, термохром пигментүүдийг ашиглах болно.

Энэхүү зааварчилгааг Сара Стерман, Молли Николас, Кристин Дийер нар бүтээсэн бөгөөд UC Berkeley дахь Эрлийз экологийн лабораторид Эрик Паулостой хийсэн ажлыг баримтжуулсан болно. Энэхүү технологийн дүн шинжилгээ, бүрэн судалгааг TEI 2018 -д толилуулсан манай нийтлэлээс олж болно. Энэхүү зааварт та техник хангамж, програм хангамж, электроникийн иж бүрэн баримт бичиг, дизайны шийдвэр, тулгарсан тэмцлийн талаархи мэдээллийг олж авах боломжтой..

Бид системийн товч тойм, HairIO -ийг хэрхэн ашиглах жишээнээс эхлэх болно. Дараа нь бид холбогдох электроникийн талаар ярилцаж, дараа нь тоног төхөөрөмж рүү шилжиж, үс өргөтгөл хийх болно. Сүүлийн хэсэгт код болон өөрчлөлт оруулах зарим зөвлөмжийг багтаасан болно.

Тодорхой эх сурвалжуудын холбоосыг хэсэг бүрт өгөх бөгөөд эцэст нь цуглуулах болно.

Аз жаргалтай хийцгээе!

Алхам 1: Энэ нь хэрхэн ажилладаг вэ?

Тойм

HairIO систем нь багтаамжийн мэдрэгч ба эсэргүүцэлтэй халаалт гэсэн хоёр үндсэн зарчмаар ажилладаг. Хүрэхийг мэдрэх замаар бид үсний сунгалтыг хүрэхэд хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой. Өргөтгөлийг халаах замаар бид термохромын пигментээр өнгөний өөрчлөлт, хэлбэрийн санах ойн хайлшаар хэлбэрээ өөрчилж болно. Bluetooth чип нь утас, зөөврийн компьютер зэрэг төхөөрөмжүүдтэй үстэй харилцах, хэлбэр, өнгийг өөрчлөх, эсвэл үсэнд хүрэхийг мэдрэх үед дохио хүлээн авах боломжийг олгодог.

Харилцаа холбоо ба хэрэглээний жишээ

HairIO бол судалгааны платформ бөгөөд бид үүнийг ашиглан юу хийж байгааг харах дуртай болно гэсэн үг юм. Бидний зохион бүтээсэн зарим харилцан үйлчлэлийг дээрх видеонууд эсвэл Youtube дээрх бүрэн видеон дээр харуулав.

Хэлбэр өөрчлөгдөж буй сүлжих нь хөдлөхдөө чихийг нь зөөлөн гижигдэх замаар мессежийг эзэмшигчид мэдэгдэж болно.

Эсвэл энэ нь эзэмшигчид аль чиглэл рүү эргэхээ зааж өгөх талбар руу шилжих чиглэл өгч магадгүй юм.

Үс нь загвар, гүйцэтгэлийн хувьд эрс өөрчлөгдөж болно. Загвар нь нэг өдрийн турш өөрчлөгдөж, эсвэл тодорхой үйл явдлыг шинэчлэх боломжтой.

Үс нь нийгмийн харилцааг идэвхжүүлж чаддаг; Найзынхаа өсгөсөн үсийг сүлжиж, дараа нь алс холоос өөрийн сүлжихэд хүрч найзынхаа үсний өнгийг өөрчилж чадна гэж төсөөлөөд үз дээ.

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Бүх мэдрэхүй, логик, хяналтыг тусгай хэлхээ, толгой дээр зүүсэн Arduino Nano удирддаг. Энэ хэлхээ нь хоёр үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй: мэдрэгчтэй мэдрэгчтэй багтаамж ба хүчийг сүлжих сүлжээнд шилжүүлэх хөтчийн хэлхээ. Арилжааны үсний өргөтгөлийг хэлбэрийн санах ойн хайлш болох нитинол утсаар сүлжсэн байна. Энэхүү утас нь хөргөхөд нэг хэлбэрийг барьж, халаахад хоёр дахь хэлбэрт шилжих болно. Бид бараг бүх хоёр дахь хэлбэрийг утас руу сургах боломжтой (энэ зааварт дараа тайлбарласан болно). Хоёр LiPo батерей нь хяналтын хэлхээг 5V, үсийг 3.7V хүчдэлээр тэжээдэг.

Алхам 2: Электроник

Хяналт ба багтаамжийн мэдрэгч

Конденсаторын мэдрэгчтэй хэлхээг Disney -ийн Touché төслөөс Arduino дээр Touche -ийг хуулбарлах гайхалтай зааврын дагуу тохируулсан болно. Энэхүү тохиргоо нь мэдрэгчтэй давтамж бүхий багтаамж мэдрэгчийг дэмждэг бөгөөд энгийн хүрэлт/хүрэхгүй байхаас илүү нарийн дохио зангаа таних боломжийг олгодог. Энд нэг тэмдэглэл бол багтаамжийн мэдрэгчтэй хэлхээ ба код нь тодорхой Arduino чип болох Atmega328P гэж тооцогддог. Хэрэв та өөр микроконтроллерийн чип ашиглахаар шийдсэн бол кодыг дахин төлөвлөх эсвэл өөр мэдрэх механизм хайх шаардлагатай болж магадгүй юм.

Хяналтын хэлхээ нь логикийг ашиглахын тулд Arduino Nano, аналог мультиплексорыг ашигладаг бөгөөд нэг хэлхээ ба батерейнаас олон сүлжихийг дараалан удирдах боломжийг олгодог. Сувгийн хооронд хурдан шилжих замаар багтаамжийн мэдрэгч бараг нэгэн зэрэг мэдрэгддэг (маш хурдан бөгөөд энэ нь бид хоёуланг нь нэгэн зэрэг мэдэрч байгаа юм шиг). Бэхэлгээг идэвхжүүлэх нь байгаа хүчээр хязгаарлагддаг. Илүү хүчирхэг эсвэл нэмэлт батерейг багтаах нь нэгэн зэрэг ажиллах боломжийг олгодог боловч энд энгийн байдлаар бид дараалсан идэвхжүүлэлтээр хязгаарладаг. Өгөгдсөн хэлхээний схем нь хоёр сүлжихийг хянах боломжтой (гэхдээ хэлхээний мультиплексор нь 4 хүртэл дэмждэг!).

Хэлхээний хамгийн энгийн хувилбарын хувьд мультиплексорыг орхиж, ганц сүлжих сүлжээг Arduino -оос шууд удирдана.

Хөдөлгүүрийн хэлхээ ба термистор

Бид идэвхжүүлэлт (нитинол) -той ижил утсан дээр багтаамжийн мэдрэгчийг хийдэг. Энэ нь сүлжихэд цөөн утас/нарийн төвөгтэй байдал, хэлхээнд илүү их гэсэн үг юм.

Хөдөлгүүрийн хэлхээ нь үсний идэвхжүүлэлтийг асаах, унтраах хоёр туйлт уулзвар транзистор (BJTs) -аас бүрдэнэ. BJT нь дотоод багтаамжгүй тул эдгээр нь илүү түгээмэл (ерөнхийдөө илүү сайн) MOSFET -ээс илүү хоёр туйлт холболттой транзистор байх нь чухал юм. MOSFET -ийн дотоод багтаамж нь мэдрэгч мэдрэгч хэлхээг дарах болно.

Түүнчлэн газардуулсан электродоос багтаамжийн дохио байхгүй тул багтаамж мэдрэгчийг мэдрэхийн тулд бид зөвхөн хүчийг бус харин газар болон хүчийг солих шаардлагатай болно.

Конденсатор болон хөтөчийн тусдаа эх үүсвэрийг ашигладаг өөр загвар нь энэ хэлхээг ихээхэн хялбарчилж болох боловч механик загварыг илүү төвөгтэй болгодог. Хэрэв багтаамжийн мэдрэх чадвар нь хөтөчийн хүчнээс тусгаарлагдсан бол бид хүчийг ганцхан унтраалгаар зайлуулж чадна, энэ нь FET эсвэл өөр зүйл байж болно. Ийм шийдэл нь Katia Vega's Hairware -ийн нэгэн адил үсийг өөрөө металлжуулж болно.

Bluetooth чип

Бидний ашигладаг bluetooth чип бол Adafruit -ийн Bluefruit Friend юм. Энэ модуль нь бие даасан бөгөөд зөвхөн харилцааны логикийг зохицуулах Arduino -д залгагдах ёстой.

Батерейны сонголт

Батерейны хувьд та Arduino -ийг тэжээх хангалттай хүчдэл, нитинолыг жолоодох хангалттай гүйдэл өгөх боломжтой цэнэглэдэг батерейг хүсч байна. Эдгээр нь ижил батерей байх албагүй. Үнэн хэрэгтээ, Arduino -г шарахаас зайлсхийхийн тулд бид анхны бүх загвараа хоёр батерейгаар хийсэн: нэг нь хяналт, нөгөө нь хөтөч.

Arduino Nano нь дор хаяж 5В хүчдэл шаарддаг бөгөөд нитинол нь хамгийн ихдээ 2 ампер авдаг.

Бид үсээ арчлахын тулд ValueHobby -ээс 3.7 В зай, ValduHobby -ээс 7.4V батерейг сонгож Arduino -г тэжээдэг. Ердийн 9V батерейг ашиглахгүй байхыг хичээгээрэй; Тэд ашиг тусынхаа түвшинг 15 минутын дотор шавхаж, маш их хог хаягдал үүсгэдэг. (Бид хичээсэн тул бид мэднэ …)

Төрөл бүрийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл

Зайны хяналт: Драйвын батерейны тэжээлийн шугам ба аналог зүүний хоорондох 4.7k Ом эсэргүүцэл нь хөтчийн батерейны цэнэгийг хянах боломжийг бидэнд олгодог. Батерейг аналог зүүгээр Arduino асаахгүй байхын тулд танд энэ эсэргүүцэл хэрэгтэй болно (энэ нь муу байх болно: та үүнийг хийхийг хүсэхгүй байна). Arduino батерейг зөвхөн кодоор хянах боломжтой - үүнийг кодчилох програм хангамжийн хэсгийг үзнэ үү.

Үсрэгч: Хэрэв та бүх батерейг цэнэглэхийн тулд ганц батерей ашиглахыг хүсч байвал хоёр батерейны холболтын хооронд холбогчийг байрлуулах зай бий. Энэ нь Arduino-ийг борлуулах эрсдэлтэй боловч батерейны зохистой сонголт, хөтөчийн зарим програм хангамж дээр суурилсан ХОУХ-ийн тусламжтайгаар ажиллах ёстой. (Хэдийгээр бид хараахан амжаагүй байгаа.) (Хэрэв та үүнийг туршиж үзвэл яаж болохыг бидэнд мэдэгдээрэй!)

Алхам 3: Электроникийн угсралт

Цахилгаан хэлхээг хамтад нь байрлуулах

Бид хэлхээг анх хоёр хэсгээс бүтээсэн бөгөөд хөтөч ба хяналтын хэлхээг уян хатан кабелиар холбосон. Манай ПХБ -ийн нэгдсэн хувилбарт хэлхээнүүд нь нэг самбар дээр хураагдсан байдаг. Өмнөх схем нь толгой дээр сүлжихийг илүү уян хатан байрлуулах боломжийг олгодог боловч хоёр дахь нь угсрахад илүү хялбар байдаг. Та манай Github репо дээрээс самбарын схем, байршлын файлуудыг олж болно. Цахилгаан хэлхээг хийх хоёр арга бий: 1) схемийн дагуу цооногоор хийсэн бүрдэл хэсгүүд бүхий гар хийцийн самбар хийх, эсвэл 2) бидний өгсөн самбар дээрх файлаас ПХБ-ийг хийж, гадаргуу дээр холбох эд ангиудтай угсрах..

Бүрэлдэхүүн хэсгүүд

ПХБ -ийн хувилбар + сүлжих материалын нэхэмжлэх энд байна.

Бид туршилтын ПХБ -ээ өөр тээрэм дээр тээрэмдэж, дараа нь ПХБ -ийг хамгийн сайн Bay Area Circuits -аас захиалав. Дотоод болон мэргэжлийн хавтангийн үйлдвэрлэл хоёулаа сайн ажиллах болно, гэхдээ бүх нүхийг гараар бүрэх эсвэл гагнах нь өвдөлт юм.

Зөвлөмж

• Бид гадаргуу дээр холбох эд ангиудад гагнуурын оо, дахин асаах зуух эсвэл халуун хавтан ашиглаж, дараа нь нүхний хэсгүүдийг гараар гагнав.
• Прототипийг хурдан гаргахын тулд breadboard/perf board хувилбарыг, найдвартай байдлыг хангахын тулд ПХБ -ийг санал болгож байна.
• Наног ПХБ -д байрлуулахын тулд бид богино эмэгтэй толгойн толгойг ашигладаг бөгөөд ингэснээр үүнийг салгаж болно. Урт эмэгтэй толгойг bluetooth чипийг Arduino-ийн дээгүүр үүрлэх хангалттай өндөрт өргөхийн тулд самбар дээр тийм ч сайн биш байдлаар гагнах боломжтой. (Та санамсаргүй байдлаар богиносохоос сэргийлэхийн тулд Каптон соронзон хальс нэмж оруулах хэрэгтэй болно).
• Блютүүт чипийг ПХБ-ийн зохион байгуулалт дээрх зүү захиалгад нийцүүлэхийн тулд эрэгтэй толгойнуудаа дээрээс нь доош нь гагнах хэрэгтэй. (Мэдээжийн хэрэг та энэ загварыг өөрчилж болно.) Бид яагаад үүнийг хийсэн юм бэ? Учир нь энэ нь тээглүүрүүдийг Arduino -ийн зохион байгуулалтанд илүү сайн нийцүүлдэг.

Алхам 4: Үсний тоног төхөөрөмжийн ерөнхий тойм

HairIO бол температурыг зохицуулах зориулалттай холбогч ба термистор дээр бэхлэгдсэн хоёр урттай утсаар сүлжсэн үсний өргөтгөл юм. Үүнийг бүрэн угсарсны дараа термохром пигментээр шохойжуулж болно. HairIO сүлжих нь өөрөө хэд хэдэн үе шатаас бүрдэнэ.

1) Хэлбэр санах ойн хайлшийг хүссэн хэлбэрт сургах.

2) Дотоод утсыг угсарч, урт хэлбэрийн санах ойн хайлшийг тусгаарласан зэс утсаар гагнах.

3) Термисторыг хавчих, тусгаарлах.

4) Утас ба термисторыг холбогч руу холбоно уу.

5) Утасны эргэн тойронд үсээ сүлжих.

6) Үсний шохой.

Бид үе шат бүрийг дараагийн хэсгүүдэд нарийвчлан авч үзэх болно.

Алхам 5: Үсний утас угсрах

Эхний үе шатууд нь хэлбэрээ өөрчлөх, эсэргүүцэлтэй халаалт өгөх дотоод утсыг угсрах явдал юм. Эндээс та сүлжих урт, халаахад хүссэн хэлбэр, ашиглах холбогчийн төрлийг шийднэ. Хэрэв бүх сүлжих сүлжээ нийтлэг холбогчтой бол тэдгээрийг нэг хэлхээний самбар дээр сольж, янз бүрийн хэлбэр, өнгөний хувиргалт хийх, мөн үсний төрөл, уртыг өөрчлөх боломжтой.

Хэрэв та тодорхой сүлжих хэлбэрийг өөрчлөхийг хүсэхгүй байгаа бол хэлбэрийн санах ойн хайлшийг ердийн утсаар сольж болно. Хэрэв та багтаамжийн мэдрэгчийг дэмжихийг хүсч байвал хамгийн сайн үр дүнд хүрэхийн тулд солих утсыг тусгаарлахгүй байх ёстой.

Хэлбэр санах ойн хайлшийг сургах

Энд бидний ашигладаг хэлбэрийн санах ойн хайлш нь никин-титаны хайлш болох нитинол юм. Хөргөхөд энэ нь нэг хэлбэртэй хэвээр үлддэг боловч халаахад "сургагдсан" төлөв рүү буцдаг. Тиймээс, хэрэв бид халаахад буржгар сүлжихийг хүсч байвал хөргөхөд шулуун байж болно, гэхдээ буржгар болгоход сургах хэрэгтэй. Утасны жинг өргөх чадвар нь диаметрээр хязгаарлагддаг боловч та хүссэн бараг ямар ч хэлбэрийг бий болгож чадна.

Нитинолыг сүлжихийн хүссэн уртаар хайчилж, сүлжих явцад муруй, дээд ба доод хэсэгт холболт хийхэд бага зэрэг нэмэлт үлдээнэ.

Нитинол сургахын тулд энэхүү гайхалтай зааврыг үзнэ үү.

Бидний туршиж үзсэн сүлжих төрөлд буржгар үс, шулуун өнцгөөр гулзайлгах, үсийг босоо байрлуулах, нитинолыг огт сургахгүй байх зэрэг орно. Энэ нь залхуу мэт сонсогдож болох ч үсийг хөдөлгөхөд ямар ч хэлбэрээс тэгшлэх боломжийг олгодог. Утас нь хөргөхөд нугалсан хэлбэрийг хадгалах болно. буржгар, дараа нь халаахад энэ хэлбэрээс нь тэгшлээрэй. Маш гайхалтай, илүү хялбар!

Утас угсрах

Нитинол нь тусгаарлагдаагүй бөгөөд зөвхөн нэг чиглэлд ажилладаг. Бүрэн хэлхээг бий болгохын тулд бидэнд хоёр дахь, тусгаарлагдсан утас хэрэгтэй бөгөөд доод хэсэгт холбож, дээд талын холбогч руу буцна. (Тусгаарлагдаагүй утас нь нитинол хүрэх үед богино холболт үүсгэж, бүр халахаас сэргийлнэ.)

Нитинолтой ижил урттай тусгаарлагдсан зэс утсыг хайчилж ав. Бид 30 AWG соронзон утас ашигласан. Хоёр төгсгөлд тусгаарлагчийг зайлуулна. Соронзон утасны хувьд бүрхүүлийг тусгаарлагч хавтан хүртэл утсыг ил галаар зөөлөн шатааж арилгаж болно (энэ нь асаагууртай бол ойролцоогоор 15 секунд шаардагдана). Энэ нь утсыг шатсан газарт бага зэрэг эмзэг болгодог гэдгийг анхаарна уу.

Нитинолын тухай хөгжилтэй баримт: Харамсалтай нь гагнуур нь нитинолыг наалдуулах дургүй байдаг. (Энэ бол маш их өвдөлт юм.) Хамгийн сайн шийдэл бол нитинол руу механик холболт хийх, дараа нь цахилгаан холболтыг хангахын тулд гагнуур нэмж өгөх явдал юм.

Нитинол ба шинээр тусгаарлагдаагүй зэс утсыг үзүүрээр нь барьж, үрчлээнд оруулна. Тэднийг хамтад нь хатуу хавчуулаарай. Хэрэв нэмэлт холболтын хүч шаардлагатай бол бага зэрэг гагнуур нэмнэ. Үрчлээ болон үлдсэн сүүлний утсыг халуунаар нь тагла. Хоёр утсыг механик холболт хийх нь зөвхөн доод хэсэгт ямар төрлийн хавчаар хийх нь хамаагүй.

Нөгөө төгсгөлд бид утасны үзүүр бүрт хавчуурга нэмнэ. Энд үрчлээний төрөл чухал юм. Та холбогчдоо холбох хавчаарыг ашиглах ёстой. Утасны эдгээр үзүүрүүд нь хэлхээний самбартай холбогдохын тулд холбогчдод бэхлэгдэх болно.

Босоо сүлжих хийх:

Бэхэлгээ нь маш нарийн, эсвэл маш гайхалтай байж болно. Хэрэв та гайхалтай эффект авахыг хүсч байгаа бол дээрх толгойн гоёлын зураг эсвэл өмнөх видео бичлэг дээр нэмэлт алхам хийх шаардлагатай болно. Бэхэлгээ өргөхөөс илүү мушгихыг илүүд үздэг тул зөв чиглэлд байхын тулд бэхэлсэн байх ёстой. Манай бэхэлгээ нь сунгасан Z хэлбэртэй (зураг харна уу). Бид нитинол дээр хавчуулгыг гулсуулж, дараа нь бэхэлгээг хавчаар руу гагнаж, эцэст нь дулааныг багасгаж, цахилгаан соронзон хальсаар бүрхэв.

Термисторыг бэлтгэж байна

Термистор бол халуунд мэдрэмтгий эсэргүүцэл бөгөөд сүлжих температурыг хэмжих боломжийг олгодог. Энэхүү сүлжих нь хэрэглэгч хэзээ ч хэт халахгүй байхын тулд бид үүнийг ашигладаг. Бид термисторыг сүлжихийг холбосон холбогч дээр нэмэх болно.

Нэгдүгээрт, халаагчийг термисторын хөл рүү шургуулж, халаах буу ашиглан доошлуулна. Энэ нь термисторыг тусгаарлагдаагүй нитинол руу богиносохоос урьдчилан сэргийлэхийн тулд хөлийг дулаалах болно. Төгсгөлд нь бага зэрэг утсыг үлдээгээрэй. Дахин хэлэхэд эдгээр хавчуурууд нь таны холбогчдод тохирсон байх ёстой.

Термисторын үзүүрийг хавчих. Болж өгвөл бага зэрэг дулааныг үрчийлгэхийн тулд үрчлээний эхний шүд рүү оруулаарай. Цахилгаан холболт сайн байхын тулд утаснууд холбогдох ёстой хэвээр байгаа тул битгий хэтрүүлээрэй.

Одоо термисторыг холбогчдод холбоход бэлэн боллоо.

Холбогчийг угсрах

Сүлжмэлийн дээд хэсэгт та ямар ч төрлийн 4 терминал холбогч ашиглаж болно; Туршилтын дараа бид Molex Nanofit холбогчийг сонгохоор шийдсэн. (Энэ бол бидний ПХБ -ийн ашигладаг зүйл юм.) Тэд хэлхээний самбар дээр намхан профайлтай, түгжээтэй байлгахын тулд хавчаар бүхий хатуу механик холболттой боловч оруулахад хялбар байдаг.

Nanofit холбогч нь гурван үе шаттайгаар явагддаг.

Нэгдүгээрт, термисторын хоёр хавчсан үзүүрийг холбогчийн эрэгтэй хагас дээрх хамгийн төв хэсэгт байрлах хоёр саванд хийнэ.

Дараа нь сүлжсэн утасны хоёр хавчуулсан дээд үзүүрийг холбогчийн эрэгтэй хагас дээрх хамгийн зүүн ба хамгийн баруун талын саванд хийнэ.

Эдгээрийг байрлуулсны дараа бэхэлгээг саванд хийнэ. Энэ нь хавчаарыг бэхлэхэд тусалдаг бөгөөд ингэснээр сүлжих нь холбогчийг салгадаггүй.

Холбогчийн эмэгтэй хагас нь хэлхээний самбар дээр байдаг бөгөөд үсний хавчаарыг хөтөчийн хэлхээ ба багтаамжийн мэдрэгчтэй хэлхээнд холбож, термисторын терминалуудыг Arduino -той холбож температурыг мэдэрдэг.

Явахад бэлэн

Одоо утас сүлжихэд бэлэн боллоо.

Алхам 6: Нэхэх, шохойлох

Дотоод утсыг тойруулан үс сунгах хэд хэдэн арга байдаг. Мэдрэмжийг мэдрэхийн тулд зарим утсыг ил гаргах ёстой. Гэсэн хэдий ч бүрэн байгалийн гаралтай сүлжсэн байх, мөн технологийг нуухын тулд утсыг бүхэлд нь дотор талаас нь сүлжиж болно. Энэ төрлийн сүлжих нь үр дүнтэй мэдрэгчийг хийж чадахгүй ч өнгө, хэлбэрийн гайхалтай өөрчлөлтийг өдөөж чаддаг.

Braid Style 1: Capacitive Touch-д зориулсан 4-Strand

Энэхүү сүлжих заавар нь 4 ширхэг сүлжихийг хэрхэн яаж хийхийг танд үзүүлэх болно. Таны тохиолдолд "хэлхээ" -ийн нэг нь үнэндээ утаснууд гэдгийг санаарай! Гурван үстэй, нэг утастай 4 судалтай загварыг дагаж сүлжих тохиргоогоо дээрх зургуудаас үзээрэй.

Braid Style 2: Үл үзэгдэх утас

Энэ сүлжихэд та гурван утастай сүлжмэл хийдэг (ихэнх хүмүүс "сүлжих" гэж бодохдоо үүнийг л боддог), та утаснуудаа зөвхөн нэг утсаар холбоно. Гурван судалтай сүлжихэд зориулсан гайхалтай гарын авлага энд байна.

Термохромын пигментүүдээр шохой хийх

Хэрэв та сүлжихийг асаахад өнгөө өөрчлөхийг хүсч байвал термохромын пигментээр шохойлох ёстой. Нэгдүгээрт, сүлжсэн эдлэлийг хуванцар бүрээстэй ширээн дээр өлгөх (бүх зүйл бага зэрэг эмх замбараагүй болно). Термохромын бэхний аюулгүй ажиллагааны зааврыг дагана уу (шаардлагатай бол бээлий өмс!). Агаарын маск зүүх нь гарцаагүй - та хэзээ ч тоосонцороор амьсгалахыг хүсдэггүй. Одоо өвчин намдаах сойз авч, дээд талаас нь эхэлж сүлжихдээ термохромын нунтаг хийнэ. Сүлжсэн сүлжээгээ зөөлөн "будаж", нунтагыг аль болох сүлжсэн сүлжээгээр самна. Та бага зэрэг алдах болно (гэхдээ хэрэв энэ нь ширээний хуванцар даавуунд унавал та үүнийг дараагийн сүлжихэд аврах болно). Та бидний хэрхэн хуваалцсаныг үзэхийн тулд дээр дурдсан цагийн хуваарийг үзэх боломжтой.

Алхам 7: Технологийг өмсөх

Хэлхээний самбар ба батерейг толгойн тууз эсвэл үсний хавчаар дээр суулгаж болно. Эсвэл илүү нарийн хэв маягийн хувьд сүлжихийг төгсгөлд нь урт утсаар хийж болно. Эдгээр утаснууд нь байгалийн үс, малгай, ороолт эсвэл бусад шинж чанаруудын доор биеийн өөр хэсэгт, тухайлбал цамц, зүүлт зүүх боломжтой. Ийм байдлаар үсийг өмсдөг технологийн хувьд тэр дор нь анзаарах нь бага байдаг.

Нэмэлт засвар, логик, bluetooth чипийг нэгтгэн хэлхээг багасгаж болно. Ийм жижиг хэлхээг гоёл чимэглэлийн үсний хавчаар гэх мэт хэсэгт нуух нь илүү хялбар байдаг, гэхдээ батерей нь одоогоор маш бага хэмжээтэй байгаа тул эрчим хүчний асуудал хэвээр байх болно. Мэдээжийн хэрэг та үүнийг хананд залгаж болох боловч дараа нь тийм ч хол явж чадахгүй байв.

Та супер эртний загварыг өмсөж байгааг дээрх видеоноос харж болно. (Олон нийтийн демо үзүүлсний дараа эцсийн хашаа байшингийн бусад зургийг нэмж оруулах болно.)

Хашаа

Та удахгүй манай github репо дээрээс хэлхээний зориулалттай 3D хэвлэх зориулалттай хаалт олж авах боломжтой болно. Үүнийг үсний туузан дээр шургуулж, эсвэл бусад хэлбэрийн хүчин зүйлээр өөрчилж болно.

Алхам 8: Програм хангамжийн тойм

Манай github репо дээр та үсийг хянах янз бүрийн аргуудыг харуулсан хэд хэдэн Arduino тоймыг олох болно.

Ноорог 1: demo_timing

Энэ бол хөтчийн функцын үндсэн демо юм. Үс нь тогтоосон секундын дотор асаж, унтарч, асаалттай байхдаа самбар дээрх LED -ийг анивчдаг.

Ноорог 2: demo_captouch

Энэ бол мэдрэгчтэй багтаамжийн демо юм. Үсэнд хүрэхэд самбар дээрх LED асах болно. Та хүрээлэн буй орчин, хэлхээнээс хамааран багтаамжийн мэдрэгчтэй босгыг тохируулах шаардлагатай болж магадгүй юм.

Ноорог 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Bluetooth холбоо, багтаамж мэдрэгч, хөтөчийн нэгдсэн демо. Bluefruit LE Connect програмыг ухаалаг гар утсан дээрээ татаж аваарай. Код нь сүлжихэд хүрэх үед bluetooth дохио илгээж үр дүнг апп дээр хэвлэнэ. Аппликешн дээрх хянагчийн товчлуурыг дарахад сүлжих ажиллагааг эхлүүлж, зогсоох болно. Тэмдэглэгээ нь бидний ПХБ хувилбарт тохируулагдсан болохыг анхаарна уу. Хэрэв та ПХБ -ийн схемийн нэгэн адил INH мультиплексор зүүг дижитал зүүтэй холбосон бол энэ зүүг бага жолоодохын тулд кодонд мөр нэмж оруулах шаардлагатай болж магадгүй юм (бид үүнийг богино холбосон).

Энэ код нь апп дахь UART интерфейсээр "c" тэмдэгт илгээх замаар тохируулагдсан аргыг агуулдаг.

Мэдрэгч багтаамжийн тохируулга

Мэдрэмжийн багтаамж мэдрэгч нь чийгшил, компьютерт холбогдсон эсэх зэрэг хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлүүдэд мэдрэмтгий байдаг тул энэ код нь багтаамжийн мэдрэгчийг зөв мэдрэх босго утгыг тодорхойлох боломжийг танд олгоно. Үүний жишээг demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch кодоос олж болно. Нэг тэмдэглэл бол багтаамж нь дулаанаар өөрчлөгддөг. Ажиллуулсны дараа дулаан нь "хүрэхэд" төлөвийг өдөөдөг асуудлыг бид одоо болтол шийдээгүй байна.

Батерейны хяналт

Батерейг хянах жишээ нь demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch ноорог дээр байна. Хяналтын батерей болон хөтчийн батерейг ялгахгүй ч гэсэн нэг батерейны цэнэг тодорхой босго хэмжээнээс доогуур байх үед самбар дээрх LED асах болно.

Температурын түгжээ (Аюулгүй байдлыг унтраах)

Сүлжмэлийн температурыг хянах нь хэт халуун байвал цахилгаан тэжээлийг унтраах боломжийг олгодог. Энэхүү өгөгдлийг сүлжихэд нэхсэн термистороос цуглуулдаг. Үүний жишээг demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch ноорог дээрээс олж болно.

Алхам 9: Кодыг ачаалж, өөрчлөх

Бид HairIO код бичих, самбар дээр байршуулахын тулд Arduino -ийн стандарт орчинг ашигладаг.

Arduino Nanos -ийг хэд хэдэн эх сурвалжаас авах боломжтой; бид Arduino орчинд ажиллахын тулд нэмэлт програм хангамж шаарддаг эдгээрийг худалдаж авсан. Та эдгээр зааврыг дагаж машин дээрээ тохируулах боломжтой. Хэрэв та стандарт Arduino Nano (өөрөөр хэлбэл эдгээрийг) ашигладаг бол нэмэлт алхам хийх шаардлагагүй болно.

Кодыг өөрчлөхдөө тоног төхөөрөмжийн тээглүүр нь таны хэлхээнд нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв та зүүгээ өөрчилсөн бол самбарынхаа дизайн, кодыг шинэчлэхээ мартуузай.

Бидний ашигладаг Illutron багтаамжийн мэдрэгчтэй номын сан нь тодорхой тоног төхөөрөмжийн чип (Atmega328p) дээр суурилдаг болохыг анхаарах нь чухал юм. Хэрэв та өөр микроконтроллер ашиглахыг хүсч байвал энэ нь нийцэж байгаа эсэхийг шалгаарай, эс тэгвэл та кодыг өөрчлөх шаардлагатай болно. (Бид энэ төслийн доод түвшний кодонд орохыг хүсээгүй тул Illutron-ийн ажлыг гүнээ үнэлж байна. Тоног төхөөрөмжийн цагтай синхрончлох нь үнэхээр үсэрхэг болно!)

Алхам 10: Ирээдүйн загвар: Өөрчлөлт хийх санаа, удирдамж

Дулааны хариу урвал

Хэрэв та сүлжмэлийн дулааны хариу урвалын талаар илүү ихийг мэдэхийг хүсч байвал үсний математик загварыг манай нийтлэлээс олж болно. Тэдний гол зүйл бол өнгө, хэлбэрийн өөрчлөлт нь утасны эргэн тойронд байгаа тусгаарлагчийн үс, нийлүүлсэн тэжээлийн хэмжээ (энэ нь хэрхэн хурдан халах зэргийг өөрчилдөг) дээр үндэслэн өөр өөр цаг хугацаанд, өөр өөр дарааллаар ажиллах болно

Хэлхээний сайжруулалт:

• Bluetooth модулийг баруун тийш шилжүүлэх нь Arduino USB холбогчтой ажиллахгүй тул овоолох өндрийг богино болгох боломжийг танд олгоно. Bluetooth модулиудтай Arduino самбарууд байдаг (гэхдээ тэдгээрийн ихэнх нь өөр чиптэй тул кодын өөрчлөлтийг ашиглах шаардлагатай болно).
• Батерейны холболтын ул мөр нь таны ашиглаж буй батерейны төрлөөс хамаарч өөрчлөгдөж болно.
• Шилжүүлэгчийн ул мөр нь ерөнхий шинж чанартай тул ашиглахыг хүсч буй зүйлийнхээ ул мөрөөр солигдох ёстой.
• Та сүлжих замаар хүчийг хянахын тулд хөтөчийн хэлхээг ХОУХШ -д удирдахыг хүсч болно. Үүний тулд хөтчийн дохионы зүүг D3 эсвэл өөр техник хангамжийн ХОУХ -ны зүү болгон солих шаардлагатай.
• Хэрэв та мультиплексор хослолыг эргүүлбэл (жишээ нь: 1 суваг дээр сүлжих1 хөтөч ба сүлжих2 хүрэлт, 1 суваг дээрх сүлжих2 хөтөч ба сүлжих1 хүрэлт, нэг суваг дээр нэг сүлжихийн оронд хүрнэ). Юу ч жолоодож байхад ямар ч багтаамж мэдрэхээс урьдчилан сэргийлэхийн оронд нөгөө сүлжихдээ нэг сүлжихэд хүрнэ үү.

• Зарим өөрчлөлт нь нэг батерейг логик болон жолоодлогыг хянах боломжийг олгодог. Үүнд хэд хэдэн анхаарах зүйлс орно.

  • Өндөр хүчдэл (жишээ нь 7.4 LiPo батерей) нь Arduino -ийг багтаамж мэдрэх хэлхээ ба дижитал зүүгээр дамжуулан жолоодох болно. Энэ нь урт хугацаанд Arduino -ийн хувьд сайн зүйл биш юм. Үүнийг багтаамж мэдрэх хэлхээ ба үсний хооронд өөр транзистор оруулах замаар засч залруулж болно.
  • Үсээ хэт их хүчээр татах нь Arduino -ийг бор болгох боломжтой. Үүнийг ХБХ -ны хөтчийн дохиог ашиглан засах боломжтой.

Програм хангамжийн сайжруулалт

Шүүрдэх давтамжийн багтаамж мэдрэгчийг олон төрлийн хүрэлтийг илрүүлэхэд ашиглаж болно. нэг эсвэл хоёр хуруу, чимхэх, эргүүлэх … Энэ нь бидний энд үзүүлж буй үндсэн босго хэмжээнээс илүү нарийн ангиллын схемийг шаарддаг. Температурын нөлөөгөөр багтаамж өөрчлөгддөг. Үүнийг анхаарч үзэхийн тулд мэдрэгчтэй кодыг сайжруулснаар мэдрэх чадварыг илүү найдвартай болгоно

Мэдээжийн хэрэг, хэрэв та HairIO -ийн хувилбарыг хийвэл бид үүнийг сонсохдоо баяртай байх болно

Алхам 11: Аюулгүй байдлын тэмдэглэл

HairIO бол судалгааны платформ бөгөөд арилжааны болон өдөр тутмын хэрэглээнд зориулагдаагүй болно. HairIO -г өөрийн гараар хийх, өмсөхдөө дараах зүйлсийг анхаарна уу.

Дулаан

HairIO нь эсэргүүцэлтэй халалтаар ажилладаг тул хэт халах магадлал бий. Хэрэв термистор бүтэлгүйтсэн эсвэл сүлжихэд ойрхон биш байвал температурыг зөв уншиж чадахгүй байж магадгүй юм. Хэрэв та температурыг хаах кодыг оруулаагүй бол энэ нь төлөвлөснөөс илүү халах болно. Бид HairIO -тай түлэгдэж байгаагүй ч энэ бол чухал асуудал юм.

Батерей

HairIO -д бид LiPo батерейг тэжээлийн эх үүсвэр болгон ашигладаг. LiPos бол маш сайн хэрэгсэл юм, учир нь тэд цэнэглэгддэг бөгөөд жижиг гүйдэлд өндөр гүйдэл дамжуулж чаддаг. Тэд мөн болгоомжтой хандах ёстой; буруу цэнэглэх, цоолох тохиолдолд гал авалцах боломжтой. LiPos -ийг халамжлах талаар илүү ихийг мэдэхийн тулд эдгээр лавлагааг үзнэ үү: нарийвчилсан гарын авлага; хурдан зөвлөгөө.

Термохром пигментүүд

Бидний хэрэглэдэг зүйл хоргүй боловч идэж болохгүй. Худалдан авсан бүх зүйлийн аюулгүй байдлын зааврыг уншина уу.

Алхам 12: Лавлагаа ба холбоос

Энд бид хялбархан хандах үүднээс энэхүү зааварт заасан линк, холбоосыг цуглуулдаг.

HairIO

HairIO: Хүний үсийг интерактив материал болгон ашигладаг - Энэ бол HairIO -ийг анх танилцуулсан эрдэм шинжилгээний баримт бичиг юм.

HairIO Github репо - Энд та энэ демо дээр ашигласан бүх схем, кодын репо репо, түүнчлэн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн зарим мэдээллийн хүснэгтийг олох болно.

Youtube - Үсийг хэрхэн яаж хийхийг нь үзээрэй!

HairIO ПХБ -ийн материалын хуудас

Capacitive Touch

Touché: Хүн, дэлгэц, шингэн болон өдөр тутмын объектуудын мэдрэгчтэй харилцан үйлчлэлийг сайжруулах

Arduino кодын Touche + Illutron Github репо -ийн Arduino хувилбарт заавар өгөх боломжтой

Bluetooth

Bluetooth модуль

Bluetooth програм

LiPo батерейны аюулгүй байдал

Нарийвчилсан гарын авлага

Түргэн зөвлөмжүүд

Үстэй холбоотой бусад техник

Үсний хэрэгсэл, Катя Вега

Гал, Үл үзэгдэгч

Зохиогчид

Эрлийз экологийн лаборатори

Кристин Диерк

Молли Николас

Сара Стерман