HairIO: Interaktiv material sifatida sochlar: 12 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

HairIO: Inson sochlari interaktiv material sifatida

Soch-bu yangi kiyiladigan texnologiyalar uchun noyob va kam o'rganilgan material. Uning uzoq yillik madaniy va individual ifodasi uni yangi o'zaro ta'sirlar uchun samarali saytga aylantiradi. Bu yo'riqnomada biz sizga shakli va rangini o'zgartiradigan, teginishni sezadigan va bluetooth orqali muloqot qiladigan interaktiv sochlarni qanday yasashni ko'rsatamiz. Biz maxsus sxema, Arduino Nano, Adafruit Bluetooth platasi, xotira qotishmasi va termoxrom pigmentlardan foydalanamiz.

Bu ko'rsatma Sara Sterman, Molli Nikolay va Kristin Dierk tomonidan yaratilgan, UC Berklidagi gibrid ekologiyalar laboratoriyasida Erik Paulos bilan qilingan ishlarni hujjatlashtirgan. Ushbu texnologiyaning tahlili va to'liq o'rganilishini bizning TEI 2018 ko'rgazmasida topishingiz mumkin. Ushbu yo'riqnomada siz apparat, dasturiy ta'minot va elektronikaning to'liq hujjatlarini, shuningdek, biz qabul qilgan dizayn qarorlari va biz duch kelgan kurashlar haqidagi ma'lumotlarni topasiz..

Biz tizim haqida qisqacha ma'lumot va HairIO -dan foydalanish misollaridan boshlaymiz. Keyin biz elektronikani muhokama qilamiz, keyin qo'shimcha qurilmaga o'tamiz va soch turmagini yaratamiz. Oxirgi bo'limlar kodni va o'zgartirishlar kiritish bo'yicha ba'zi maslahatlarni o'z ichiga oladi.

Har bir bo'limda ma'lum manbalarga havolalar ko'rsatiladi va oxirida yig'iladi.

Baxtli qilish!

1 -qadam: Bu qanday ishlaydi?

Sharh

HairIO tizimi ikkita asosiy printsip asosida ishlaydi: sig'imli sensorli va rezistiv isitish. Tegishni sezish orqali biz sochlarning kengayishiga teginishga javob bera olamiz. Kengaytmani qizdirish orqali biz termokromik pigmentlar yordamida rang o'zgarishiga va shaklni xotira qotishmasi yordamida o'zgartirishga olib kelishi mumkin. Bluetooth chipi telefonlar va noutbuklar kabi qurilmalarga ham sochlar bilan aloqa o'rnatishga, shaklini yoki rangini o'zgartirishga, yoki sochga tegishi sezilganda signalni qabul qilishga imkon beradi.

O'zaro ta'sir va foydalanish misollari

HairIO - bu tadqiqot platformasi, demak, siz u bilan nima qilayotganingizni ko'rishni xohlaymiz! Biz yaratgan ba'zi o'zaro ta'sirlar yuqoridagi videolarda yoki Youtube -dagi to'liq videomizda ko'rsatilgan.

Shaklini o'zgartiradigan bint, egasi harakatlanayotganda qulog'ini ohista qichishtirib, matnli xabar oluvchiga xabar berishi mumkin.

Yoki u egasiga qaysi tomonga burilish kerakligini ko'rsatish uchun ko'rish maydoniga o'tib, ko'rsatma berishi mumkin.

Sochlar uslubi yoki ishlashi uchun keskin o'zgarishi mumkin. Uslub kun bo'yi o'zgarishi yoki ma'lum bir voqea uchun yangilanishi mumkin.

Sochlar, shuningdek, ijtimoiy o'zaro ta'sir o'tkazishi mumkin; tasavvur qiling -a, do'stingizning cho'zilgan sochlarini o'rab oling, so'ngra uzoqdan o'z sochingizga tegib, do'stingizning soch rangini o'zgartira olasiz.

Komponentlar

Barcha sezish, mantiq va nazoratni maxsus sxema va boshiga taqilgan Arduino Nano boshqaradi. Bu sxema ikkita asosiy komponentdan iborat: sig'imli sensorli sezish davri va quvvatni ortiqcha oro bermay uzatishga mo'ljallangan. Tijorat soch kengaytmasi shakli xotirali qotishma bo'lgan nitinol simining atrofida o'ralgan. Bu sim soviganida bitta shaklga ega bo'ladi va qizdirilganda ikkinchi shaklga o'tadi. Biz deyarli har qanday ikkinchi shaklni simga o'rgatishimiz mumkin (keyinchalik bu yo'riqnomada tasvirlangan). Ikkita LiPo batareyasi 5V kuchlanishli boshqaruv pallasida, 3,7V sochlarda ishlaydi.

2 -qadam: elektronika

Tekshirish va sig'im sensorli

Kapasitiv sensorli kontaktlarning zanglashi Disneyning Touché loyihasidan Arduino -da Touche -ni takrorlash bo'yicha ajoyib ko'rsatma orqali moslashtirilgan. Ushbu sozlash chastotali sig'imli sensorli sensorni qo'llab -quvvatlaydi va oddiy teginish/tegmaslikdan ko'ra murakkabroq imo -ishoralarni aniqlash imkonini beradi. Bu erda bitta eslatma shundaki, sig'imli sensorli kontaktlarning zanglashiga va kodiga ma'lum bir Arduino chipi - Atmega328P kiradi. Agar siz boshqa mikrokontroller chipidan foydalanishni tanlasangiz, siz kodni qayta loyihalashingiz yoki muqobil sezish mexanizmini topishingiz kerak bo'ladi.

Boshqaruv sxemasi mantiq uchun Arduino Nano -ni va analogli multipleksorni ishlatadi, bir xil sxemalar va batareyalardan bir nechta bintlarni ketma -ket boshqarishga imkon beradi. Kapasitiv teginish deyarli bir vaqtning o'zida kanallar o'rtasida tez almashish orqali seziladi (shunchalik tezki, biz ikkalasini ham birdaniga sezamiz). Tarmoqlarning harakatlanishi mavjud kuch bilan cheklangan. Kuchliroq yoki qo'shimcha batareyalarni bir vaqtda ishga tushirishga imkon berishi mumkin, lekin biz bu erda soddaligi uchun uni ketma -ket ishga tushirish bilan cheklaymiz. Taqdim etilgan sxemada ikkita bintni boshqarish mumkin (lekin sxemadagi multipleksor to'rttagacha bo'lishi mumkin!).

O'chirishning eng oddiy versiyasi uchun multipleksorni qoldiring va bitta bantni to'g'ridan -to'g'ri Arduino -dan boshqaring.

Drayv davri va termistor

Biz sig'im bilan teginishni bir xil simga o'tkazamiz (nitinol). Bu shuni anglatadiki, ortiqcha oro bermay simlar/murakkablik va sxemada ko'proq bo'ladi.

Chalg'igan pallasida soch faolligini yoqish va o'chirish uchun ikkita qutbli tranzistorlar (BJT) mavjud. Bu oddiy (va umuman yaxshiroq) MOSFETlardan ko'ra, bipolyar o'tish tranzistorlari bo'lishi muhim, chunki BJTlarda ichki sig'im yo'q. MOSFETning ichki sig'imi sensorli sezish sxemasini bosib ketadi.

Shuningdek, biz sig'imli sensorli sensorlar uchun quvvatni emas, balki erni ham, quvvatni ham almashtirishimiz kerak, chunki erga ulangan elektroddan sig'imli signal yo'q.

Sig'imli teginish va haydash uchun alohida manbalardan foydalanadigan muqobil dizayn bu sxemani ancha soddalashtirishi mumkin, ammo bu mexanik dizaynni murakkablashtiradi. Agar sig'im sezgichi haydovchining quvvatidan ajratilgan bo'lsa, biz bitta kalitni o'chirishimiz mumkin va bu FET yoki boshqa biror narsa bo'lishi mumkin. Bunday echimlar Katia Vega's Hairware -da bo'lgani kabi, sochlarning o'zini metallizlashni ham o'z ichiga olishi mumkin.

Bluetooth chipi

Biz ishlatgan bluetooth chip - bu Adafruit kompaniyasining Bluefruit do'sti. Bu modul o'z -o'zidan tuzilgan va faqat aloqa mantig'ini boshqaradigan Arduino -ga ulanishi kerak.

Batareya tanlash

Batareyalar uchun siz Arduino -ni quvvatlantirish uchun etarlicha kuchlanishni ta'minlaydigan va nitinolni haydash uchun etarlicha tokni ta'minlaydigan qayta zaryadlanuvchi batareyalarga ega bo'lishni xohlaysiz. Bu batareyalar bir xil bo'lishi shart emas. Aslida, Arduino -ni qoraytirmaslik uchun biz barcha dastlabki prototiplarimizni ikkita batareyadan yasadik: biri boshqaruv uchun, ikkinchisi haydovchi uchun.

Arduino Nano kamida 5V kuchlanish talab qiladi va nitinol maksimal 2 Amperni tortadi.

Sochni haydash uchun ValueHobby -dan 3,7 V batareyani va Arduino -ni quvvatlantirish uchun ValueHobby -dan 7,4 V batareyani tanladik. Oddiy 9V batareyalarni ishlatmaslikka harakat qiling; ular 15 daqiqada foydadan past bo'ladi va ko'p chiqindilarni keltirib chiqaradi. (Biz bilamiz, chunki biz harakat qildik …)

Har xil tafsilotlar

Batareyani kuzatish: haydovchi batareyasining quvvat liniyasi va analog pin orasidagi 4,7k Ohmli rezistor haydovchi batareyasining zaryadlanishini kuzatishga imkon beradi. Batareyani analog pin orqali Arduino yoqilmasligi uchun sizga bu rezistor kerak (bu yomon bo'lardi: siz buni xohlamaysiz). Arduino batareyasini faqat kod yordamida kuzatish mumkin - kodni demo qilish uchun dasturiy ta'minot bo'limiga qarang.

Jumper: Agar siz hamma narsani quvvatlantirish uchun bitta batareyadan foydalanmoqchi bo'lsangiz, ikkita batareya ulagichi o'rtasida o'tish joyi bor. Bu Arduino-ni xiralashtirish xavfini tug'diradi, lekin batareyani to'g'ri tanlash va haydovchining dasturiy ta'minotga asoslangan PWM bilan ishlash kerak. (Garchi biz bunga hali erishmagan bo'lsak ham.) (Agar siz urinib ko'rsangiz - bu qanday ketayotganini bizga xabar bering!)

3 -qadam: elektronika yig'ilishi

Zanjirni birlashtirish

Biz sxemani dastlab ikki qismdan iborat qilib, haydovchi va boshqaruv davrlarini moslashuvchan simi bilan bog'ladik. Bizning o'rnatilgan PCB versiyamizda sxemalar bitta taxtaga yig'ilgan. Avvalgi sxema bintlarni boshga moslashuvchan joylashtirish imkonini beradi, lekin ikkinchisini yig'ish ancha sodda. Siz bizning Github repo -dan taxtaning sxematik va tartibli fayllarini topishingiz mumkin. Zanjirlarni yasashning ikkita usuli bor: 1) sxemaga muvofiq teshikli komponentli qo'lda yasalgan taxtadan yasalgan versiya yoki 2) biz taqdim etayotgan taxta faylidan (yuqoridagi havola) va sirtga o'rnatish komponentlari bilan yig'amiz..

Komponentlar

PCB + braids uchun materiallar ro'yxati bu erda.

Biz o'zimizni boshqa Tegirmonda sinovdan o'tkazgan PCB -larni maydalab oldik, so'ngra biz oxirgi PCB -larni ko'rfazning eng zo'r sxemalaridan buyurtma qildik. Ham ichki, ham professional taxta ishlab chiqarish juda yaxshi ishlaydi, garchi barcha viyalarni qo'l bilan yopish yoki lehimlash-bu og'riq.

Maslahatlar

• Biz lehim pastasi va qayta ishlaydigan pech yoki issiq plastinani sirtga o'rnatish qismlari uchun ishlatardik, so'ngra teshik qismlarini qo'lda lehimladik.
• Biz tezkor prototip yaratish uchun taxtali/perfli taxta versiyasini va ishonchliligi uchun tenglikni tavsiya qilamiz.
• Biz Nano -ni PCB -da ushlab turish uchun qisqa ayol sarlavhalarini ishlatamiz, shuning uchun uni olib qo'yish mumkin. Bluetooth chipini Arduino ustidan joylashtirish uchun etarlicha baland ko'tarish uchun uzun ayol boshlarini taxtaga unchalik yaqin bo'lmagan holda lehimlash mumkin. (Siz tasodifan qisqa tutashuvni oldini olish uchun Kapton tasmasini ham qo'shishni xohlaysiz).
• Bluetooth chipini PCB tartibidagi pinlar tartibiga mos kelish uchun, erkak boshlariga teskari qilib lehimlash kerak. (Albatta, siz ushbu tartibni o'zgartirishingiz mumkin.) Nega bunday qildik? Chunki bu pinlarni Arduino tartibiga yanada yaxshiroq moslashtiradi.

4 -qadam: Soch uskunalari haqida umumiy ma'lumot

HairIO - bu ikkita uzunlikdagi simga o'ralgan, konnektorga va haroratni tartibga solish uchun termistorga o'ralgan soch turmagi. To'liq yig'ilgandan so'ng uni termoxrom pigmentlar bilan bo'r bilan bo'yash mumkin. HairIO sochlarini yasashning o'zi bir necha bosqichlardan iborat:

1) Shakl xotira qotishmasini xohlagan shaklga o'rgating.

2) izolyatsiyalangan mis simga uzunlikdagi xotira qotishmasini burish va lehimlash orqali ichki simni yig'ing.

3) Termistorni siqish va izolyatsiya qilish.

4) simni va termistorni ulagichga ulang.

5) Tel atrofidagi sochlarni o'rang.

6) Sochni tebeşir qiling.

Biz har bir bosqichni keyingi bo'limlarda batafsil ko'rib chiqamiz.

5 -qadam: soch tolalarini yig'ish

Birinchi bosqichlar shakli o'zgarishi va rezistiv isitishni ta'minlaydigan ichki simlarni yig'ishni o'z ichiga oladi. Bu erda siz ortiqcha oro bermay uzunligini, qizdirilganda kerakli shaklni va ulagich turini aniqlaysiz. Agar barcha bantlar umumiy ulagichga ega bo'lsa, ularni har xil shakl va ranglarni, shuningdek sochlarning turlarini va uzunliklarini bir xil platada osongina almashtirish mumkin.

Agar siz ma'lum bir ortiqcha oro bermay shaklni o'zgartirishni xohlamasangiz, shakli xotira qotishmasini oddiy sim uzunligiga almashtirish mumkin. Agar siz sig'imli teginishni qo'llab -quvvatlamoqchi bo'lsangiz, yaxshi ta'sir qilish uchun almashtirish simini izolyatsiya qilmaslik kerak.

Shakl xotira qotishmasini o'rgatish

Bu erda biz foydalanadigan shaklli xotira qotishmasi-nikel-titan qotishmasi. Sovuq bo'lganda, u bitta shaklda qoladi, lekin qizdirilganda u "o'rgatilgan" holatga qaytadi. Agar biz qizdirilganda jingalak bo'lishni xohlasak, u salqin bo'lganda to'g'ri bo'lishi mumkin, lekin uni o'rashga o'rgatish kerak. Siz xohlagan deyarli har qanday shaklni yaratishingiz mumkin, lekin simning og'irlikni ko'tarish qobiliyati uning diametri bilan cheklangan.

Nitinolni kerakli uzunlikdagi ortiqcha oro bermay kesib oling, ortiqcha oro bermay paytida egri chiziqlar uchun, ortiqcha va pastda esa ulanish uchun qoldiring.

Nitinolni o'rgatish uchun ushbu ajoyib ko'rsatmaga qarang.

Biz tajriba o'tkazgan soch turmalari orasida buruqlar, sochlarning tik turishiga imkon beradigan to'g'ri burchakli burilishlar va umuman nitinolni o'rgatish yo'q. Bu dangasa tuyulishi mumkin, lekin u harakat qilganda sochni har qanday shakldan to'g'rilashga imkon beradi. Tel siz sovutganda egiladigan shaklga ega bo'ladi, masalan. jingalak, keyin qizdirilganda bu shakldan to'g'rilang. Juda zo'r va juda ham oson!

Simlarni yig'ish

Nitinol izolyatsiya qilinmagan va faqat bitta yo'nalishda ishlaydi. To'liq kontaktlarning zanglashiga olib kelish uchun biz pastki qismdan ulanadigan va tepadagi ulagichga qaytadigan ikkinchi izolyatsiyalangan simga muhtojmiz. (Izolyatsiya qilinmagan sim nitinolga tegsa qisqa tutashuvga olib keladi va hatto qizib ketishiga yo'l qo'ymaydi.)

Izolyatsiya qilingan mis simni uzunligini nitinol bilan bir xil qilib kesib oling. Biz 30 ta AWG magnit simini ishlatdik. Ikkala uchidan ham izolyatsiyani olib tashlang. Magnitli simlar uchun qoplamani izolyatsiya plitalari bo'lmaguncha simni ochiq olov bilan muloyimlik bilan yoqib olib tashlash mumkin va uni o'chirish mumkin (bu zajigalka taxminan 15 soniya davom etadi). E'tibor bering, bu yoqilgan joyda simni biroz mo'rt qiladi.

Nitinol haqida qiziqarli fakt: Afsuski, lehim nitinolga yopishishni yoqtirmaydi. (Bu juda og'riqli.) Eng yaxshi yechim - bu qisqich yordamida nitinolga mexanik aloqa o'rnatish, keyin elektr aloqasini ta'minlash uchun lehim qo'shish.

Nitinol va yangi izolyatsiya qilinmagan mis simning uchini bir -biriga mahkam bog'lab, qisqichga soling. Ularni bir -biriga mahkam bog'lab qo'ying. Agar qo'shimcha ulanish kuchi kerak bo'lsa, ozgina lehim qo'shing. Qisqichbaqasimon va simning qolgan dumini issiqlik qisqichi bilan yoping, shunda kiyim egasi uchlari uchiga tegmaydi. Pastki qismida qanday kıvrımdan foydalanish muhim emas, chunki bu faqat ikkita sim o'rtasida mexanik aloqa o'rnatish.

Boshqa tomondan, biz har bir sim uchiga kıvrım qo'shamiz. Bu erda kıvrımın turi muhim. Ulagich uchun siz bog'lovchi kıvrımdan foydalanishingiz kerak. Simlarning bu uchlari elektron karta bilan bog'lanish uchun ulagichga biriktiriladi.

Tik turadigan bint yasash:

Braidlar juda nozik yoki juda dramatik bo'lishi mumkin. Agar siz dramatik effektga ega bo'lishni xohlasangiz, yuqoridagi bosh kiyimdagi rasmda yoki oldingi videoda, yana bir qadam kerak. Braidlar ko'tarishdan ko'ra burilishni afzal ko'radi, shuning uchun ularni to'g'ri yo'nalishda ushlab turish uchun mustahkamlash kerak. Bizning tayanchimiz Z-ga o'xshash shaklga ega (rasmga qarang). Biz qisqichni nitinolga qo'ydik, so'ngra mahkamlagichni kıvrılmaya lehimladik va nihoyat, hamma narsani issiqlik qisqarishi va elektr lenta bilan yopdik.

Termistorni tayyorlash

Termistor-bu issiqlikka sezgir qarshilik, bu bizga ortiqcha oro bermay haroratini o'lchash imkonini beradi. Biz bundan ortiqcha oro bermay foydalanuvchining kiyishi uchun hech qachon qizib ketmasligiga ishonch hosil qilish uchun foydalanamiz. Biz termistorni ortiqcha oro bermay ulanadigan ulagichga qo'shamiz.

Birinchidan, issiqlikni termistorning oyoqlariga siljiting va uni kamaytirish uchun issiqlik tabancasidan foydalaning. Bu termistorning izolyatsiyalanmagan nitinolga tutashishini oldini olish uchun oyoqlarni izolyatsiya qiladi. Qisish uchun oxirigacha bir oz sim qoldiring. Shunga qaramay, bu burmalar sizning ulagichingiz uchun mos bo'lishi kerak.

Termistorning uchlarini mahkamlang. Iloji bo'lsa, qisqichbaqasimon tishning birinchi tishlariga ozgina issiqlik tushadi, bu esa stressni kamaytiradi. Hammasini oxirigacha qo'ymang, chunki yaxshi elektr aloqasi uchun simlar hali ham ulanishi kerak.

Endi termistor ulagichga ulanishga tayyor.

Ulagichni yig'ish

Tarmoqning yuqori qismida siz har qanday 4-terminalli ulagichdan foydalanishingiz mumkin; bir oz tajribadan so'ng, biz Molex Nanofit ulagichlarini tanlashga qaror qildik. (Bu bizning PCB -dan foydalanadi.) Ular elektron platada past profilga ega, qulflangan holda ushlab turish uchun mahkamlagich bilan mustahkam mexanik aloqa mavjud, lekin ularni kiritish va olib tashlash oson.

Nanofit ulagichlari uch bosqichda birlashadi:

Birinchidan, termistorning ikkita o'ralgan uchini ulagichning erkak yarmidagi ikkita markaziy idishga joylashtiring.

Keyin, o'ralgan simning ikkita o'ralgan yuqori uchini ulagichning erkak yarmidagi eng chap va o'ng tomonidagi rozetkalarga joylashtiring.

Ular joyiga qo'yilgach, ushlagichni idishlarga soling. Bu qisqichlarni joyida ushlab turishga yordam beradi, shuning uchun ortiqcha oro bermay ulagichni tortib olmaydi.

Ulagichning urg'ochi yarmi elektron platada joylashgan va soch terminallarini qo'zg'aysan pallasida va sig'imli sensorli kontaktlarning zanglashiga, termistor terminallarini esa haroratni sezish uchun Arduino -ga ulaydi.

Ketishga tayyor

Endi simni o'rashga tayyor.

6 -qadam: to'qish va bo'r

Sochni ichki simlar atrofiga o'rashning bir necha yo'li mavjud. Sig'imli sensorli sezish uchun ba'zi simlar ochiq bo'lishi kerak. To'liq tabiiy ko'rinishga ega bo'lish va texnologiyani yashirish uchun simni to'liq ichki tomondan o'rash mumkin. Bu turdagi ortiqcha oro bermay sensorli sensorni aniq bajarolmaydi, lekin u baribir rang va shaklning keskin o'zgarishiga ta'sir qilishi mumkin.

Braid Style 1: Capacitive Touch uchun 4-Strand

Bu o'rgatuvchi sizga 4 ipli bantni qanday yasashni ko'rsatib beradi. Shuni yodda tutingki, sizning holatingizda "iplar" dan biri aslida simlardir! Uchta soch tolasi va bitta simli 4 ipli naqshga rioya qilib, biz to'qish uchun yuqoridagi rasmlarga qarang.

Braid 2 -uslub: ko'rinmas simlar

Siz bu tokchada uchta ipdan yasalgan tok yasaysiz (ko'pchilik "bint" deb o'ylaganda shunday o'ylaydi) va siz simlarni faqat bitta ip bilan bog'lab qo'yasiz. Mana, uchta ipdan yasalgan bintlar uchun ajoyib qo'llanma.

Termokrom pigmentlari bilan bo'r

Agar siz soch turmagi rangini o'zgartirishni xohlasangiz, uni termokrom pigmentlar bilan bo'r bilan bo'yashingiz kerak. Birinchidan, bintlarni biror narsaga, plastmassa bilan yopilgan stol ustiga osib qo'ying (ishlar biroz chalkashib ketadi). Termokromik siyohingiz uchun xavfsizlik ko'rsatmalariga rioya qiling (agar kerak bo'lsa qo'lqop kiying!). Albatta, havo niqobini taqing - siz hech qachon zarrachali moddalar bilan nafas olishni xohlamaysiz. Endi, og'riq cho'tkasini oling va tepasidan boshlab, ortiqcha oro bermay, termokromli kukunni oling. Kukunni iloji boricha ortiqcha oro bermay, ortiqcha oro bermay pastga "bo'yab" qo'ying. Siz ozgina yo'qotasiz (lekin agar u sizning plastmassangizga tushsa, uni keyingi o'rash uchun qutqarishingiz mumkin). Biz qanday bahslashganimizni ko'rish uchun biz yuqorida aytib o'tgan vaqt oralig'ini ko'rishingiz mumkin!

7 -qadam: Texnikani kiyish

Elektron platalar va batareyalar bosh tasmasi yoki soch qisqichiga o'rnatilishi mumkin. Shu bilan bir qatorda, yanada nozikroq uslub uchun, bintlarni uchlarida uzunroq simlar yordamida yasash mumkin. Bu simlarni tabiiy sochlar, bosh kiyimlar, sharflar yoki boshqa xususiyatlar ostiga, tananing boshqa joyiga, masalan, ko'ylak ostiga yoki marjonga qo'yish mumkin. Shunday qilib, kiyiladigan texnologiya sifatida sochlar darhol sezilmaydi.

O'chirish sxemasi qisqarishi mumkin, qo'shimcha tuzatishlar va o'rnatilgan mantiq va bluetooth chiplari. Bunday kichikroq sxemani dekorativ soch qisqichi va boshqalarga osonroq yashirish mumkin edi, lekin quvvat masalasi bo'lib qolaveradi, chunki hozirda batareyalar juda kichik. Albatta, siz uni devorga ulashingiz mumkin edi, lekin keyin uzoqqa borolmaysiz.

Yuqoridagi videoda juda erta prototip kiyilganini ko'rishingiz mumkin. (Ochiq demolardan so'ng qo'shiladigan oxirgi qo'shimchalarning boshqa rasmlari.)

Qoplama

Yaqinda siz bizning github repo -da sxemalar uchun 3D bosma korpusini topa olasiz. Bu soch turmagiga yopishtirilishi yoki boshqa shakl omillari uchun o'zgartirilishi mumkin.

8 -qadam: dasturiy ta'minotga umumiy nuqtai

Bizning github repo -da siz sochni boshqarishning turli usullarini ko'rsatadigan bir nechta Arduino eskizlarini topasiz.

Eskiz 1: demo_timing

Bu haydovchi funktsiyasining asosiy demosi. Sochlar bir necha soniya ichida yonadi va o'chadi, yonib turgan vaqtda LED yonadi.

2 -eskiz: demo_captouch

Bu sig'imli sensorli sensorli demo. Sochga tegish bortdagi LEDni yoqadi. Atrof -muhitga va kontaktlarning zanglashiga qarab sig'imli sensorli chegaralarni sozlashingiz kerak bo'lishi mumkin.

3 -eskiz: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Bluetooth aloqasi, sig'imli sensorli sensor va haydovchining birlashtirilgan demosi. Smartfonga Bluefruit LE Connect ilovasini yuklab oling. Tarmoqqa tekkanida, kod bluetooth signalini yuboradi va natijani ilovaga chop etadi. Ilovadagi tekshirgich tugmachalarini bosish bintlarni ishga tushirishini to'xtatadi. E'tibor bering, pinouts bizning PCB versiyamiz uchun o'rnatiladi. Agar siz INH multiplexer pinini PCB sxemasida bo'lgani kabi raqamli pinga ulagan bo'lsangiz, uni pastga tushirish uchun kodga chiziq qo'shishingiz kerak bo'lishi mumkin (biz uni erga qisqartirdik).

Ushbu kod, shuningdek, ilovadagi UART interfeysi orqali "c" belgisini yuborish orqali ishga tushiriladigan kalibrlash usulini ham o'z ichiga oladi.

Sensorli kalibrlash

Kapasitiv sensorli sensor atrof -muhit omillariga, masalan, namlikka yoki kompyuterga ulanganiga yoki sezilmasligiga sezgir bo'lgani uchun, bu kod sizga aniq sig'imli sensorli sensorlar uchun tegishli chegara qiymatini aniqlash imkonini beradi. Bunga misolni demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch kodidan topishingiz mumkin. Bir eslatma shundaki, issiqlik bilan sig'im ham o'zgaradi. Biz haligacha harakatdan keyin issiqlik "tegilgan" holatni keltirib chiqaradigan masalani hal qilmadik.

Batareya monitoringi

Batareya monitoringi misollari demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch eskizida keltirilgan. Batareya zaryadi ma'lum bir chegaradan pastga tushganda, ichki LED yonadi, lekin u boshqaruv batareyasi va haydovchi batareyasini farq qilmaydi.

Haroratni qulflash (Xavfsizlikni o'chirish)

Bog'lamaning haroratini kuzatish, agar u juda qizib ketsa, quvvatni o'chirishga imkon beradi. Bu ma'lumotlar ortiqcha oro bermay termistordan yig'ilgan. Bunga misolni demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch eskizida topish mumkin.

9 -qadam: Kodni yuklash va o'zgartirish

Biz HairIO uchun kod yozish va uni taxtalarga yuklash uchun standart Arduino muhitidan foydalanamiz.

Arduino Nanosni bir nechta manbalardan olish mumkin; Biz Arduino muhiti bilan ishlash uchun qo'shimcha dasturiy ta'minotni talab qiladigan ularni sotib oldik. Siz ularni mashinangizga o'rnatish uchun ushbu ko'rsatmalarga amal qilishingiz mumkin. Agar siz standart Arduino Nano -dan (ya'ni, bulardan) foydalansangiz, qo'shimcha qadamni bajarishingiz shart emas.

Kodni o'zgartirganda, sizning qurilmangiz pinlari sizning sxemangizga mos kelishiga ishonch hosil qiling. Agar siz pinni o'zgartirsangiz, taxtangiz dizayni va kodini yangilaganingizga ishonch hosil qiling.

Shuni ta'kidlash kerakki, biz foydalanadigan Illutron sig'imli sensorli kutubxonasi ma'lum bir apparat chipiga (Atmega328p) tayanadi. Agar siz boshqa mikrokontrolderdan foydalanmoqchi bo'lsangiz, uning mos kelishiga ishonch hosil qiling yoki siz ushbu kodni o'zgartirishingiz kerak bo'ladi. (Biz bu loyihaning past darajadagi kodiga kirishni xohlamadik, shuning uchun Illutron ishini chuqur qadrlaymiz. Uskuna vaqtini sinxronlash juda tukli bo'lishi mumkin!)

10 -qadam: Kelajakdagi dizaynlar: o'zgartirishlar uchun g'oyalar va ko'rsatmalar

Issiqlikka javob

Agar siz bintlarning issiqlikka javob berish xatti -harakatlari haqida ko'proq bilmoqchi bo'lsangiz, bizning maqolamizda sochlarning matematik modellarini topishingiz mumkin. Ularning asosiysi shundaki, rang va shakl o'zgarishi har xil vaqtda va turli tartibda o'tkaziladi, ular sim atrofidagi izolyatsion sochlarning miqdori va etkazib beriladigan quvvat miqdoriga bog'liq (bu uning tez qizib ketishini o'zgartiradi)

O'chirish yaxshilanishi:

• Bluetooth modulini o'ngga siljitish sizga yig'ilish balandligini qisqartirishga imkon beradi, chunki u Arduino USB ulagichiga kirmaydi. Bundan tashqari, bluetooth modullari o'rnatilgan Arduino platalari mavjud (lekin ularning ko'pchiligi boshqa chipga ega, shuning uchun ulardan foydalanish kod o'zgarishini o'z ichiga oladi).
• Batareya ulagichining izlari siz foydalanadigan batareyalar turiga qarab o'zgarishi mumkin.
• Kommutator izi umumiydir va ehtimol siz foydalanmoqchi bo'lgan narsaning izi bilan almashtirilishi kerak.
• Siz ortiqcha oro bermay orqali quvvatni boshqarish uchun haydovchi sxemasini PWM bilan boshqarishni xohlashingiz mumkin; Buning uchun haydovchi signal pimi D3 yoki boshqa apparat PWM piniga o'tkazilishi kerak.
• Agar siz multipleksor juftliklarini teskari aylantirsangiz (masalan, 0 kanalda braid1 drayv va braid2 teginish, 1 kanalda braid2 drayv va braid1 teginish o'rniga bitta telekanlda bir xil o'rash uchun teginish). haydash paytida hech qanday sig'imli sezgiga yo'l qo'ymaslik o'rniga, ikkinchi o'rash paytida bitta o'rashga teging.

• Ba'zi o'zgartirishlar bitta batareyani mantiq va haydovchini boshqarishga imkon berishi mumkin. Bir nechta fikrlarga quyidagilar kiradi:

  • Yuqori kuchlanish (masalan, 7.4 LiPo batareyasi) Arduino -ni sig'imli sezgich sxemasi va raqamli pin orqali orqaga qaytaradi. Bu Arduino uchun uzoq muddatda yaxshi emas. Buni sig'im sezgich sxemasi va sochlar orasidagi boshqa tranzistorni qo'shish orqali aniqlash mumkin.
  • Sochning haddan tashqari kuchlanishi Arduino -ni qizarib yuborishi mumkin. Buni haydovchi signalini PWM yordamida aniqlash mumkin.

Dasturiy ta'minotni takomillashtirish

Siqilgan chastotali sig'imli sensorli sensorli teginishning ko'p turlarini aniqlash uchun foydalanish mumkin, masalan. bir yoki ikki barmoq, chimchilash, burish … Bu biz ko'rsatadigan asosiy chegaradan ko'ra murakkab tasnif sxemasini talab qiladi. Harorat bilan sig'im o'zgaradi. Buni hisobga olish uchun sensorli sensorli kodni takomillashtirish sensorni yanada ishonchli qiladi

Albatta, agar siz HairIO versiyasini tayyorlasangiz, biz bu haqda eshitishni istardik

11 -qadam: xavfsizlik qoidalari

HairIO - bu tadqiqot platformasi va tijorat yoki kundalik foydalanish uchun mo'ljallanmagan. O'zingizning HairIO -ni yaratishda va kiyishda quyidagi fikrlarga e'tibor bering.

Issiqlik

HairIO rezistiv isitish tizimi bilan ishlaganligi sababli, qizib ketish ehtimoli bor. Agar termistor ishlamay qolsa yoki to'rga etarlicha yaqin bo'lmasa, u haroratni to'g'ri o'qiy olmasligi mumkin. Agar siz haroratni o'chirish kodini kiritmasangiz, u kutilganidan ko'proq qizib ketishi mumkin. Biz hech qachon HairIO bilan kuyish holatini boshdan kechirmagan bo'lsak -da, bu juda muhim.

Batareyalar

HairIO -da biz LiPo batareyalaridan quvvat manbai sifatida foydalanamiz. LiPos - bu ajoyib vositalar, chunki ular qayta zaryadlanuvchi va kichik tok ichida yuqori tokni etkazib berishi mumkin. Ularga ham ehtiyotkorlik bilan munosabatda bo'lish kerak; noto'g'ri zaryadlangan yoki teshilgan bo'lsa, ular yonib ketishi mumkin. Iltimos, LiPos -ga g'amxo'rlik qilish haqida ko'proq ma'lumot olish uchun ushbu havolalarni ko'ring: batafsil qo'llanma; tezkor maslahatlar.

Termokrom pigmentlari

Biz ishlatadiganlar toksik emas, lekin ularni yemang. Har bir narsani sotib olish uchun xavfsizlik ko'rsatmalarini o'qing.

12 -qadam: havolalar va havolalar

Bu erda biz ushbu yo'riqnomadagi havolalar va havolalarni to'playmiz, shunda ularga oson kirish mumkin:

HairIO

HairIO: Inson sochlari interaktiv material sifatida - Bu HairIO birinchi marta taqdim etilgan ilmiy maqola.

HairIO Github repo - Bu erda siz ushbu demo uchun ishlatilgan barcha sxemalar va kodlarning repo -ro'znomasini, shuningdek muhim komponentalar uchun ba'zi ma'lumotlar jadvallarini topasiz.

Youtube - Sochlarni amalda ko'ring!

HairIO PCB uchun materiallar ro'yxati

Kapasitiv teginish

Touché: Odamlar, ekranlar, suyuqliklar va kundalik narsalarga teginish ta'sirini kuchaytirish

Arduino kodi uchun Touche + Illutron Github repo Arduino versiyasi uchun ko'rsatma

Bluetooth

Bluetooth moduli

Bluetooth ilovasi

LiPo batareyasi xavfsizligi

To'liq qo'llanma

Tezkor maslahatlar

Soch bilan bog'liq boshqa texnika

Soch buyumlari, Katya Vega

Yong'in, ko'rinmas

Mualliflar

Gibrid ekologiya laboratoriyasi

Kristin Dierk

Molli Nikolay

Sara Sterman