HairIO: İnteraktiv material kimi saçlar: 12 addım (şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

HairIO: İnteraktiv bir material olaraq insan saçı

Saç, yeni geyilə bilən texnologiyalar üçün unikal və az araşdırılan bir materialdır. Uzun tarixi mədəni və fərdi ifadəsi onu yeni qarşılıqlı əlaqələr üçün məhsuldar bir sahəyə çevirir. Bu Təlimat kitabında, şəklini və rəngini dəyişdirən, toxunuşu hiss edən və bluetooth vasitəsilə ünsiyyət quran interaktiv saç uzantılarını necə edəcəyinizi sizə göstərəcəyik. Xüsusi bir sxem, Arduino Nano, Adafruit Bluetooth lövhəsi, forma yaddaş ərintisi və termokromik piqmentlərdən istifadə edəcəyik.

Bu Təlimat, Sarah Sterman, Molly Nicholas və Christine Dierk tərəfindən UC Berkeleydəki Hibrid Ekologiyalar Laboratoriyasında Eric Paulos ilə birlikdə edilən işləri sənədləşdirərək yaradılmışdır. Bu texnologiyanın təhlili və tam bir araşdırma TEI 2018 -də təqdim olunan sənədimizdə tapıla bilər. Bu Təlimat kitabçasında hərtərəfli aparat, proqram təminatı və elektronika sənədləri, həmçinin qəbul etdiyimiz dizayn qərarları və qarşılaşdığımız mübarizələr haqqında məlumatlar tapa bilərsiniz..

Qısa bir sistem icmalı və HairIO -dan istifadə nümunələri ilə başlayacağıq. Daha sonra əlaqədar elektronikanı müzakirə edəcəyik, sonra aparata keçək və saç uzantıları yaradaq. Son bölmələr kodu və dəyişiklik etmək üçün bəzi məsləhətləri əhatə edəcək.

Hər bölmədə xüsusi mənbələrə bağlantılar veriləcək və sonunda toplanacaq.

Xoşbəxtlik!

Addım 1: Necə işləyir?

Baxış

HairIO sistemi iki əsas prinsip üzərində işləyir: kapasitiv toxunma və rezistiv isitmə. Toxunma hiss edərək, saç uzatmasının toxunuşlara cavab verməsini təmin edə bilərik. Və uzantını qızdırmaqla, termokromik piqmentlərlə rəng dəyişikliyinə və bir forma yaddaş ərintisi ilə forma dəyişikliyinə səbəb ola bilərik. Bluetooth çipi, telefon və noutbuk kimi cihazların ya saçla əlaqə qurmasına, ya forma və ya rəng dəyişikliyinə səbəb olmasına, ya da saça toxunma hiss edildikdə siqnal almasına imkan verir.

Nümunə Qarşılıqlı və İstifadə

HairIO bir araşdırma platformasıdır, yəni bununla nə etdiyinizi görmək istərdik! Hazırladığımız bəzi qarşılıqlı əlaqələr yuxarıdakı videolarda və ya Youtube -dakı tam videomuzda göstərilmişdir.

Şəkil dəyişdirən bir örgü, hərəkət edərkən qulağını yumşaq bir şəkildə qıdıqlayaraq mətn mesajı sahibini xəbərdar edə bilər.

Və ya bəlkə də istifadəçiyə hansı istiqamətə yönələcəyini göstərmək üçün baxış sahəsinə keçərək istiqamət verə bilər.

Saç üslubu və ya performansı üçün kəskin şəkildə dəyişə bilər. Stil gün boyu dəyişə bilər və ya müəyyən bir hadisə üçün yeniləyə bilər.

Saçlar həm də sosial qarşılıqlı əlaqəni təmin edə bilər; bir dostunuzun böyüdülmüş saçlarını ördüyünüzü, sonra uzaqdan öz örgünüzə toxunaraq dostunuzun saç rəngini dəyişə biləcəyinizi düşünün.

Komponentlər

Bütün hiss etmə, məntiq və idarəetmə xüsusi bir dövrə və başına taxılan Arduino Nano tərəfindən idarə olunur. Bu dövrənin iki əsas komponenti var: kapasitif toxunma algılama dövrəsi və gücü örgüyə çevirmək üçün bir sürücü dövrəsi. Ticari bir saç uzantısı, bir şəkil yaddaşı ərintisi olan bir nitinol telin ətrafında örülür. Bu tel soyuduqda bir forma tutacaq və qızdırıldıqda ikinci bir forma keçəcək. Demək olar ki, hər hansı bir ikinci formanı telə öyrədə bilərik (bu Təlimatda daha sonra təsvir edilmişdir). İki LiPo batareyası idarəetmə dövrəsini 5V -da, saçları isə 3.7V -də gücləndirir.

Addım 2: Elektronika

Nəzarət və Kapasitiv Toxunuş

Kapasitif toxunma dövrəsi, Arduino -da Touche -in təkrarlanması haqqında bu gözəl Təlimat vasitəsi ilə Disney -in Touché layihəsindən uyğunlaşdırılmışdır. Bu qurğu, süpürülmüş frekanslı kapasitiv toxunuş algılamasını dəstəkləyir və sadə toxunma/toxunmadan daha mürəkkəb jest tanıma imkanı verir. Buradakı bir qeyd, kapasitif toxunma dövrəsinin və kodunun müəyyən bir Arduino çipi olan Atmega328P -ni qəbul etməsidir. Alternativ bir mikro nəzarətçi çipindən istifadə etməyi seçsəniz, kodu yenidən dizayn etməli və ya alternativ bir algılama mexanizmi tapmalısınız.

İdarəetmə dövrəsi, məntiq üçün bir Arduino Nano və eyni dövrədən və batareyalardan birdən çox örgüyü ardıcıl idarə etməyə imkan verən analoq multiplekserdən istifadə edir. Kapasitif toxunma, kanallar arasında sürətlə keçməklə demək olar ki, eyni vaxtda hiss olunur (o qədər sürətli ki, hər ikisini bir anda hiss edirik). Örgülərin işə salınması mövcud güclə məhdudlaşır. Daha güclü və ya əlavə batareyalar daxil olmaqla, eyni vaxtda işə sala bilərik, lakin burada sadəlik üçün onu ardıcıl işə salmaqla məhdudlaşdırırıq. Təqdim olunan sxem sxemi iki örgüyü idarə edə bilər (lakin dövrədəki multipleksor dördə qədər dəstəkləyə bilər!).

Dövrün ən sadə versiyası üçün, multipleksoru kənarda qoyun və birbaşa Arduinodan bir örgüyə nəzarət edin.

Sürücü dövrəsi və termistor

Aktivasiya (nitinol) ilə eyni teldə kapasitiv toxunma edirik. Bu, örgüdə daha az tel/mürəkkəblik və dövrədə daha çox deməkdir.

Sürücü dövrəsi, saç aktuasiyasını açmaq və söndürmək üçün bir sıra bipolyar birləşmə transistorlarından (BJT) ibarətdir. Bunların daha çox yayılmış (və ümumiyyətlə daha yaxşı) MOSFET -lərdən çox bipolyar birləşmə tranzistorları olması vacibdir, çünki BJT -lərin daxili tutumu yoxdur. MOSFET -in daxili tutumu toxunma algılama sxemini aşacaq.

Həm də kapasitif toxunma algılaması üçün yalnız gücdən çox, həm zəmini, həm də gücü dəyişdirməliyik, çünki topraklanmış bir elektroddan heç bir kapasitiv siqnal yoxdur.

Tutumlu toxunma və sürücü üçün ayrı mənbələrdən istifadə edən alternativ bir dizayn, bu dövrəni çox asanlaşdıra bilər, lakin mexaniki dizaynı daha da çətinləşdirir. Kapasitiv algılama sürücü üçün gücdən təcrid olunarsa, tək bir güc açarı ilə qaça bilərik və bu FET və ya başqa bir şey ola bilər. Bu cür həllər, Katia Vega's Hairware -də olduğu kimi saçın özünü metallaşdırmasını da əhatə edə bilər.

Bluetooth çipi

İstifadə etdiyimiz bluetooth çipi Adafruit -dən Bluefruit Dostudur. Bu modul özünəməxsusdur və yalnız ünsiyyət ətrafındakı məntiqi idarə edəcək Arduinoya bağlanmalıdır.

Batareya seçimi

Batareyalar üçün, Arduino -nu gücləndirmək üçün kifayət qədər gərginlik və nitinolu idarə etmək üçün kifayət qədər cərəyan verə bilən təkrar doldurulan batareyalar istəyirsiniz. Bunların eyni batareya olması lazım deyil. Əslində, Arduinonun qəhvəyi rəngə çevrilməməsi üçün bütün ilk prototiplərimizi iki batareya ilə hazırladıq: biri idarəetmə üçün, digəri sürücü üçün.

Arduino Nano ən azı 5V tələb edir və nitinol maksimum 2 Amper çəkir.

Saçları idarə etmək üçün ValueHobby -dən 3.7 V batareya və Arduino -nu gücləndirmək üçün ValueHobby -dən 7.4 V batareya seçdik. Daimi 9V batareyaları istifadə etməməyə çalışın; 15 dəqiqə ərzində faydalılıqdan aşağı düşəcək və çoxlu tullantıya səbəb olacaqlar. (Bilirik, çünki sınadıq …)

Müxtəlif detallar

Batareya monitorinqi: Sürücü batareyasının elektrik xətti ilə analoq pin arasındakı 4.7k Ohm müqavimət sürücünün batareyasının yüklənməsini izləməyimizə imkan verir. Batareyanın analog pin vasitəsilə Arduinonu açmaması üçün bu rezistora ehtiyacınız var (pis olardı: bunu etmək istəmirsiniz). Arduino batareyası yalnız kodla izlənilə bilər - bunun kodunu nümayiş etdirmək üçün proqram bölməsinə baxın.

Jumper: Hər şeyi gücləndirmək üçün tək bir batareya istifadə etmək istəyirsinizsə, iki batareya konnektoru arasında tullanan üçün yer var. Bu, Arduinonun qəhvəyi olması riskini yaradır, lakin düzgün batareya seçimi və sürücünün bəzi proqram əsaslı PWM ilə işləməlidir. (Hələ əldə etməsək də.) (Əgər cəhd edirsənsə - necə getdiyini bizə bildir!)

Addım 3: Elektronika Quraşdırması

Dövrün Birlikdə Qaldırılması

Sürücüyü və idarəetmə sxemlərini çevik bir kabel ilə birləşdirən dövrəni əvvəlcə iki hissədən ibarət dizayn etdik. İnteqrasiya edilmiş PCB versiyamızda sxemlər tək bir lövhəyə yığılmışdır. Keçmiş sxem, örgülərin baş üzərində daha çevik yerləşdirilməsinə imkan verir, lakin ikincisinin yığılması daha sadədir. Lövhənin sxematik və layout sənədlərini Github depomuzda tapa bilərsiniz. Dövrləri düzəltməyin iki yolu var: 1) sxemə uyğun olaraq deşikli komponentləri olan bir perf board versiyası və ya 2) PCB-ni təqdim etdiyimiz lövhə sənədindən (yuxarıdakı link) düzəldin və səthə montaj komponentləri ilə yığın.

Komponentlər

PCB versiyası + örgülü materialların siyahısı burada.

Test PCB -lərimizi özgə bir freze üzərində freze etdik, sonra son PCB -lərimizi əla Bay Area Circuits -dən sifariş etdik. Həm daxili, həm də peşəkar lövhə istehsalı yaxşı işləyəcək, baxmayaraq ki, bütün qabları əllə örtmək və ya lehimləmək ağrılıdır.

İpuçları

• Səth montaj komponentləri üçün lehim pastası və yenidən doldurma sobası və ya qaynar lövhədən istifadə etdik, sonra deşik hissələrini əllə lehimlədik.
• Sürətli prototip yaratmaq üçün çörək taxtası/perf board versiyasını və etibarlılıq üçün PCB -ni tövsiyə edirik.
• Nano -nu PCB üzərində tutmaq üçün qısa qadın başlıqlardan istifadə edirik ki, çıxarıla bilsin. Uzun dişi başlıqlar, bluetooth çipini Arduinonun üstünə yerləşdirmək üçün kifayət qədər yüksək səviyyəyə qaldırmaq üçün lövhəyə çox yaxın olmayan şəkildə lehimlənə bilər. (Təsadüfən qısalmanın qarşısını almaq üçün Kapton lentini də əlavə etmək istəyəcəksiniz).
• Bluetooth çipinin, PCB düzülüşündə pin sifarişinə uyğun gəlmək üçün, kişi başlıqlarına tərsinə lehimlənməlidir. (Əlbəttə ki, bu düzeni dəyişə bilərsiniz.) Niyə belə etdik? Çünki sancaqlar Arduino layoutuna daha gözəl uyğunlaşır.

Addım 4: Saç Avadanlığına Baxış

HairIO, temperaturun tənzimlənməsi üçün bir konnektora və bir termistora yapışdırılmış iki tel uzunluğunun ətrafında hörülmüş bir saç uzantısıdır. Tam montajdan sonra termokromik piqmentlərlə təbaşir edilə bilər. HairIO örgüsünün özü bir neçə mərhələdən ibarətdir:

1) Forma yaddaş ərintisini arzu formasına öyrədin.

2) İzolyasiya edilmiş mis telə uzunluqlu yaddaş ərintisini sıxaraq lehimləyərək daxili teli yığın.

3) Termistoru sıxın və izolyasiya edin.

4) Tel və termistoru bir konnektora bağlayın.

5) Telin ətrafına saç örtür.

6) Saçları təbaşir edin.

Mərhələlərin hər birini növbəti hissələrdə ətraflı şəkildə izah edəcəyik.

Addım 5: Saç tellərinin yığılması

İlk mərhələlər, forma dəyişikliyi və rezistiv isitmə təmin edən daxili tellərin yığılmasını əhatə edir. Örgü uzunluğuna, qızdırıldığında istədiyiniz forma və istifadə edəcəyiniz bağlayıcı növünə qərar verdiyiniz yer budur. Bütün örgülərin ortaq bir bağlayıcı növü varsa, müxtəlif forma və rəng hərəkətləri, həm də saç növləri və uzunluqları üçün eyni dövrə lövhəsində asanlıqla dəyişdirilə bilər.

Xüsusi bir örgüdə forma dəyişməsini istəmirsinizsə, forma yaddaş ərintisi adi tel uzunluğunda dəyişdirilə bilər. Kapasitif toxunuşu dəstəkləmək istəyirsinizsə, ən yaxşı təsir üçün əvəz tel izolyasiya edilməməlidir.

Forma Yaddaş Alaşımının Hazırlanması

Burada istifadə etdiyimiz şəkil yaddaş ərintisi, nikel-titan ərintisi olan nitinoldur. Soyuduqda bir formada qalır, ancaq qızdırıldıqda "öyrədilmiş" vəziyyətə qayıdır. Beləliklə, qızdırıldıqda qıvrılan bir örgü istəyiriksə, sərin olduqda düz ola bilər, ancaq qıvrılmaq üçün məşq olun. İstədiyiniz hər hansı bir forma yarada bilərsiniz, baxmayaraq ki, telin çəki qaldırma qabiliyyəti diametri ilə məhdudlaşır.

Nitinolu örgüsün istədiyi uzunluğa kəsin, örgü zamanı əyrilərə və yuxarı və altındakı bağlantılara bir az əlavə buraxın.

Nitinol öyrətmək üçün bu fantastik Təlimata baxın.

Təcrübə etdiyimiz örgü növlərinə buruqlar, saçların düz qalxmasına imkan verən dik açılar və nitinol öyrətməmək daxildir. Bu tənbəl görünə bilər, ancaq saçları hərəkət etdirdikdə hər hansı bir formadan düzəltməyə imkan verir. Tel sərin olduqda əyildiyiniz bir forma sahib olacaq, məsələn. bir qıvrım, sonra qızdırıldıqda bu formadan düzəldin. Super sərin və daha asan!

Tellərin yığılması

Nitinol izolyasiyasızdır və yalnız bir istiqamətdə hərəkət edir. Tam bir dövrə yaratmaq üçün altındakı ikinci bir izolyasiya edilmiş telə qoşulmalı və yuxarıdakı bağlayıcıya qayıtmalıyıq. (İzolasız bir tel nitinola toxunduqda qısa dövrə səbəb olacaq və hətta istiliyin qarşısını alacaq.)

İzolə edilmiş mis telin uzunluğunu nitinol ilə eyni uzunluğa kəsin. 30 AWG maqnit teli istifadə etdik. İzolyasiyanı hər iki tərəfdən çıxarın. Maqnit tel üçün örtük, izolyasiya çarxlarına qədər telin açıq alovla yumşaq bir şəkildə yandırılması ilə çıxarıla bilər və silinə bilər (bu, təxminən 15 saniyə çəkir). Unutmayın ki, bu, yandırılmış yerdə teli bir qədər kövrək edir.

Nitinol haqqında əyləncəli fakt: Təəssüf ki, lehim nitinola yapışmağı sevmir. (Çox ağrılıdır.) Ən yaxşı həll nitinola mexaniki bir əlaqə yaratmaq üçün bir qıvrım istifadə etmək, sonra elektrik bağlantısı təmin etmək üçün lehim əlavə etməkdir.

Nitinolun ucunu və yeni izolyasiya edilməmiş mis teli bir yerdə tutun və bir kıvrım daxil edin. Onları möhkəm bir şəkildə sıxın. Əlavə əlaqə gücünə ehtiyac varsa, kiçik bir lehim əlavə edin. Qıvrımları və qalan tel quyruğunu istilik büzüşüylə örtün ki, geyəniniz özlərini uclu uclarla sıxmasın. Dibində hansı kıvrımdan istifadə etməyinizin əhəmiyyəti yoxdur, çünki bu iki tel arasında mexaniki bir əlaqə yaratmaqdır.

Digər tərəfdən, hər tel ucuna bir qıvrım əlavə edəcəyik. Burada kıvrımın növü önəmlidir. Bağlayıcı üçün bağlama kıvrımından istifadə etməlisiniz. Tellərin bu ucları, dövrə lövhəsi ilə əlaqə qurmaq üçün bağlayıcıya bağlanacaq.

Ayağa qalxma örgüsü hazırlamaq:

Örgülər çox incə və ya çox dramatik ola bilər. Dramatik bir effekt istəsəniz, yuxarıdakı baş geyim şəklindəki kimi və ya daha əvvəlki performans vəziyyətindəki videoda əlavə bir addım lazımdır. Örgülər qaldırmaqdansa əyilməyi üstün tutur, buna görə də düzgün istiqamətdə qalmaq üçün möhkəmləndirilməlidir. Braceimiz uzanmış Z şəklindədir (şəkilə baxın). Nitinol üzərində bir kıvrım sürüşdürdük, sonra dəstəyi kıvrımlara lehimlədik və nəhayət hər şeyi istilik büzücü və elektrik lenti ilə örtdük.

Termistorun hazırlanması

Termistor, örgüsün temperaturunu ölçməyimizə imkan verən istiliyə həssas bir rezistordur. Örgü istifadəçinin geyə bilməyəcəyi üçün heç vaxt çox qızmamasını təmin etmək üçün bundan istifadə edirik. Termistoru, örgüyün bağlanacağı eyni bağlayıcıya əlavə edəcəyik.

Birincisi, istilik daralmasını termistorun ayaqlarına sürüşdürün və onu azaltmaq üçün bir istilik tabancasından istifadə edin. Bu, termistorun izolyasiyasız nitinola qısalmasını qarşısını almaq üçün ayaqları izolyasiya edəcək. Qıvrım üçün ucunda bir az açıq tel buraxın. Yenə də bu qıvrımlar bağlayıcınıza uyğun olanlar olmalıdır.

Termistorun uclarını sıxın. Bacarırsanız, bir az istiliyin gərginliyin azalması olaraq kıvrımın ilk dişlərinə bürün. Yaxşı bir elektrik bağlantısı üçün tellər hələ də bağlanmalı olduğundan, sonuna qədər qoymayın.

İndi termistor konnektora qoşulmağa hazırdır.

Konnektorun yığılması

Örgüsün yuxarı hissəsində hər hansı bir 4 terminallı bağlayıcıdan istifadə edə bilərsiniz; bir az təcrübədən sonra Molex Nanofit bağlayıcılarına qərar verdik. (PCB -nin istifadə etdiyi budur.) Dövrə lövhəsində aşağı profilə, kiliddə saxlamaq üçün sıxaclı möhkəm bir mexaniki əlaqəyə malikdirlər, lakin hələ də daxil etmək və çıxarmaq asandır.

Nanofit bağlayıcıları üç mərhələdə bir araya gəlir:

Birincisi, termistorun iki qıvrılmış ucunu bağlayıcının kişi yarısında yerləşən ən mərkəzdəki iki yuvaya daxil edin.

Sonra, örgülü telin iki qıvrılmış üst ucunu bağlayıcının kişi yarısında ən sol və ən sağdakı yuvalara daxil edin.

Bunlar yerində olduqdan sonra tutucunu qablara daxil edin. Bu, kıvrımları yerində saxlamağa kömək edir, beləliklə örgü bağlayıcıdan çıxmır.

Konnektorun qadın yarısı dövrə lövhəsindədir və saç terminallarını sürücü dövrəsinə və tutumlu toxunma dövrəsinə, termistor terminallarını isə temperatur algılaması üçün Arduino ilə birləşdirir.

Getməyə hazır

İndi tel örgüyə hazırdır.

Addım 6: Örgü və Təbaşir

Daxili tellərin ətrafına saç uzatmağı örməyin bir neçə yolu var. Kapasitiv toxunma algılaması üçün bəzi tellər açıq olmalıdır. Tamamilə təbii görünən bir örgüyə sahib olmaq və texnologiyanı gizlətmək üçün tel tamamilə içəridən örgülü ola bilər. Bu cür örgü təsirli toxunma algılayıcılığı edə bilməz, amma yenə də dramatik rəng və forma dəyişikliyi ilə hərəkət edə bilər.

Örgü Stili 1: Kapasitif Toxunma üçün 4-Strand

Bu örgü təlimatı sizə 4 telli örgüyü necə edəcəyinizi göstərəcək. Unutmayın ki, sizin vəziyyətinizdə "iplərdən" biri əslində tellərdir! Üç saçlı və bir telli 4 telli nümunəni izləyərək örgü quruluşumuz üçün yuxarıdakı şəkillərə baxın.

Örgü Stili 2: Görünməz Tellər

Bu örgüyə üç telli bir örgü düzəldirsiniz (insanların çoxu "örgü" deyəndə belə düşünür) və sadəcə telləri bir iplə bağlayırsınız. Budur üç ipli örgü üçün əla bir dərs.

Termokromik Piqmentlərlə Təbaşir

Bir örgüyün işə salındıqda rəngini dəyişməsini istəyirsinizsə, termokromik piqmentlərlə təbaşir edilməlidir. Əvvəlcə örgüləri plastik bir masanın üstünə asın (işlər bir az qarışıq olacaq). Termokrom mürəkkəbiniz üçün təhlükəsizlik təlimatlarına əməl edin (lazım olduqda əlcək geyin!). Mütləq hava maskası taxın - heç bir hissəcikli maddəni nəfəs almaq istəmirsiniz. İndi bir ağrı fırçası götürün və yuxarıdan başlayaraq örgüsünüzə bir az termokromik toz tökün. Tozu mümkün qədər örgüyə sürtərək yumşaq bir şəkildə "boyayın". Bir az itirəcəksiniz (ancaq plastik masa örtüyünüzə düşərsə, onu növbəti örgüyə saxlaya bilərsiniz). Bunu necə etdiyimizi görmək üçün yuxarıda paylaşdığımız vaxt gecikməsini izləyə bilərsiniz!

Addım 7: Texnika geyinmək

Elektrik lövhələri və batareyalar bir baş bandına və ya saç tokasına quraşdırıla bilər. Alternativ olaraq, daha incə bir üslub üçün örgüler uclarında daha uzun tellərlə edilə bilər. Bu tellər təbii saçların, şapkaların, eşarpların və ya digər xüsusiyyətlərin altından bədənin başqa bir yerinə, məsələn köynəyin altına və ya boyunbağına çəkilə bilər. Bu şəkildə, geyilə bilən bir texnologiya olaraq saç daha az nəzərə çarpır.

Əlavə düzəlişlər və inteqrasiya olunmuş məntiq və bluetooth çipləri ilə dövrə kiçilə bilər. Belə kiçik bir dövrə dekorativ bir saç klipində daha asan gizlənə bilər, ancaq güc hələ də problem olaraq qalacaq, çünki hazırda batareyalar çox kiçik olur. Əlbəttə ki, divara bağlaya bilərsiniz, amma sonra çox uzağa gedə bilməzsiniz.

Yuxarıdakı videoda super erkən bir prototipin geyindiyini görə bilərsiniz. (İctimai demodan sonra əlavə ediləcək son qəfəslərin daha çox şəkli.)

Mühafizə

Tezliklə github depomuzda sxem üçün 3D çap edilə bilən bir korpus tapa biləcəksiniz. Bu, bir saç bandına sürüşdürülə bilər və ya digər forma faktorları üçün dəyişdirilə bilər.

Addım 8: Proqram təminatına ümumi baxış

Github repo -da saçları idarə etməyin müxtəlif yollarını göstərən bir neçə Arduino eskizini tapa bilərsiniz.

Eskiz 1: demo_timing

Bu sürücü funksionallığının əsas bir nümayişidir. Saçlar müəyyən bir saniyə ərzində açılır və sönür və açıldıqda göyərtədəki LED yanıb -sönür.

Eskiz 2: demo_captouch

Bu, kapasitiv toxunma algısının bir demosudur. Saçlara toxunmaq, göyərtədəki LED -i yandıracaq. Ətrafınıza və dövrə bağlı olaraq kapasitiv toxunma eşiklərini tənzimləməli ola bilərsiniz.

Eskiz 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Bluetooth ünsiyyətinin, tutumlu toxunma algısının və sürücünün inteqrasiya olunmuş bir demosu. Bluefruit LE Connect tətbiqini bir smartfona yükləyin. Örgü toxunduqda kod bluetooth siqnalı göndərəcək və nəticəni tətbiqə yazdıracaq. Tətbiqdəki idarəedicinin düymələrinə basmaq, örgülərin işə salınmasını başlayacaq və dayandıracaq. Qeyd edək ki, pinoutlar PCB versiyamız üçün qurulmuşdur. PCH sxemində olduğu kimi, multiplexer INH pinini rəqəmsal bir pinə bağlamısınızsa, bu pini aşağı çəkmək üçün koda bir xətt əlavə etməyiniz lazım ola bilər (onu yerə qısaldırıq).

Bu kod, tətbiqdəki UART interfeysi vasitəsi ilə "c" işarəsi göndərməklə işə salınan bir kalibrləmə metodunu da əhatə edir.

Kapasitiv Touch Kalibrləmə

Kapasitif toxunma algılayıcısı rütubət və ya kompüterə qoşulma kimi ətraf mühit faktorlarına həssas olduğu üçün bu kod dəqiq tutumlu toxunma algılaması üçün uyğun bir eşik dəyərini təyin etməyə imkan verəcək. Bunun bir nümunəsini demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch kodunda tapa bilərsiniz. Qeyd edək ki, istiliklə birlikdə tutum da dəyişir. Hərəkətdən sonra istiliyin "toxunan" vəziyyəti tetiklediği məsələni hələ həll etməmişik.

Batareya monitorinqi

Batareya monitorinqinin nümunələri demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch eskizindədir. İdarəetmə batareyası və sürücü batareyası arasında fərq qoymasa da, bir batareyanın şarjı müəyyən bir həddən aşağı düşdüyü zaman daxili LED yanacaq.

Temperatur Kilidi (Təhlükəsizlik Bağlandı)

Örgü istiliyini izləmək, çox qızarsa, enerjini söndürməyimizə imkan verir. Bu məlumatlar örgüyə toxunan termistordan toplanır. Buna bir nümunə demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch eskizində tapıla bilər.

Addım 9: Kodu yükləyin və dəyişdirin

HairIO üçün kod yazmaq və lövhələrə yükləmək üçün standart Arduino mühitindən istifadə edirik.

Arduino Nanos bir neçə mənbədən əldə edilə bilər; Arduino mühiti ilə işləmək üçün əlavə firmware tələb edən bunları aldıq. Maşınınıza quraşdırmaq üçün bu təlimatları izləyə bilərsiniz. Standart bir Arduino Nano (yəni bunlar) istifadə edirsinizsə, bu əlavə addımı atmağınıza ehtiyac yoxdur.

Kodu dəyişdirərkən, hardware pinlərinizin sxeminizə uyğun olduğundan əmin olun. Bir pin dəyişdirsəniz, lövhə dizaynınızı və kodunuzu yenilədiyinizə əmin olun.

İstifadə etdiyimiz Illutron kapasitiv toxunma kitabxanasının müəyyən bir hardware çipinə (Atmega328p) əsaslandığını qeyd etmək vacibdir. Fərqli bir mikro nəzarətçi istifadə etmək istəyirsinizsə, uyğun olduğuna əmin olun, yoxsa bu kodu dəyişdirməlisiniz. (Bu layihə üçün aşağı səviyyəli koda girmək istəmədik, buna görə Illutronun işini çox yüksək qiymətləndiririk. Avadanlıq vaxtı ilə sinxronizasiya etmək olduqca tüklü ola bilər!)

Addım 10: Gələcək Dizaynlar: Dəyişikliklər üçün Fikirlər və Təlimatlar

İstilik cavabı

Örgülərin istilik reaksiya davranışları haqqında daha çox bilmək istəyirsinizsə, məqaləmizdə saçların riyazi modellərini tapa bilərsiniz. Əsas odur ki, rəng və forma dəyişikliyi, telin ətrafındakı izolyasiya edən tüklərin miqdarına və verilən enerjinin miqdarına (bu da nə qədər tez isindiyini dəyişir) əsaslanaraq fərqli vaxtlarda və fərqli sifarişlərdə hərəkət edəcək

Dövrə təkmilləşdirmələri:

• Bluetooth modulunu sağa köçürmək, yığma hündürlüyünü daha qısa etməyə imkan verə bilər, çünki Arduino USB konnektoru ilə işləməyəcəkdir. İnteqrasiya edilmiş bluetooth modulları olan Arduino lövhələri də var (lakin əksəriyyətində fərqli bir çip var, onlardan istifadə etməklə kod dəyişikliyi nəzərdə tutulur).
• Batareya konnektorunun ayaq izləri istifadə etdiyiniz batareyaların növündən asılı olaraq dəyişə bilər.
• Keçid ayaq izi ümumidir və ehtimal ki, istifadə etmək istədiyiniz yerin izi ilə əvəz olunmalıdır.
• Örgü vasitəsilə gücü idarə etmək üçün sürücü dövrəsini PWM etmək istəyə bilərsiniz; Bunu etmək üçün sürücü siqnal pimi D3 və ya başqa bir PWM pinə dəyişdirilməlidir.
• Multiplexer cütlərini ters çevirirsinizsə (məsələn, 0 kanalda braid1 sürücüsü və braid2 toxunuşu və 1 kanalda braid2 sürücüsü və braid1 toxunuşu, eyni toxunma və eyni kanal üçün tək kanalda deyil, toxunma) bir şey sürərkən heç bir kapasitiv algılamanın qarşısını almaq əvəzinə digər örgüyü sürərkən bir örgüyə toxunun.

• Bəzi dəyişikliklər bir batareyanın həm məntiqi, həm də sürücünü idarə etməsinə imkan verə bilər. Bir neçə mülahizələr daxildir:

  • Yüksək gərginlik (məsələn, 7.4 LiPo batareyası) Arduino -nu kapasitiv algılama dövrəsi və rəqəmsal pin vasitəsilə geri çəkəcək. Uzun müddətdə Arduino üçün bu yaxşı deyil. Kapasitiv algılama dövrəsi ilə saç arasında başqa bir tranzistor əlavə etməklə düzəltmək olar.
  • Saçların çox güc çəkməsi Arduino -nu qəhvəyi edə bilər. Sürücü siqnalının PWM ilə düzəldilməsi mümkündür.

Proqram Təkmilləşdirmələri

Süpürülmüş tezlikli kapasitiv toxunuş algılama bir çox növ toxunuşları aşkar etmək üçün istifadə edilə bilər, məsələn. bir və ya iki barmaq, sıxma, bükülmə … Bunun üçün burada göstərdiyimiz əsas eşikdən daha mürəkkəb bir təsnifat sxemi tələb olunur. Kapasitans temperaturla dəyişir. Bunu nəzərə almaq üçün toxunma algılama kodunun təkmilləşdirilməsi algılanmanı daha etibarlı edəcək

Əlbəttə ki, HairIO -nun bir versiyasını hazırlasanız, bu barədə eşitmək istərdik

Addım 11: Təhlükəsizlik Qeydləri

HairIO bir araşdırma platformasıdır və kommersiya və ya gündəlik istifadə üçün nəzərdə tutulmamışdır. Öz HairIO -nuzu hazırlayarkən və taxarkən aşağıdakı mülahizələri nəzərə alın:

İstilik

HairIO rezistiv isitmə ilə işlədiyindən, həddindən artıq istiləşmə ehtimalı var. Termistor uğursuz olarsa və ya örgüyə kifayət qədər yaxın deyilsə, temperaturu düzgün oxuya bilməyəcək. İstilik söndürmə kodunu daxil etməsəniz, nəzərdə tutulduğundan daha çox istiləşə bilər. HairIO ilə heç vaxt yanıqlar yaşamamış olsaq da, bu vacib bir fikirdir.

Batareyalar

HairIO -da LiPo batareyalarını enerji mənbəyimiz kimi istifadə edirik. LiPos əla vasitədir, çünki şarj edilə bilər və kiçik bir paketdə yüksək cərəyan verə bilər. Onlara da diqqətlə yanaşmaq lazımdır; düzgün doldurulmadıqda və ya deşildikdə alov ala bilərlər. LiPos -a qulluq haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün bu istinadlara baxın: hərtərəfli bələdçi; sürətli məsləhətlər.

Termokromik Piqmentlər

İstifadə etdiyimiz məhsullar zəhərli deyil, amma yeməyin. Aldığınız hər şey üçün təhlükəsizlik təlimatlarını oxuyun.

Addım 12: İstinadlar və Bağlantılar

Burada asan əldə etmək üçün bu Təlimatdakı istinadları və bağlantıları toplayırıq:

HairIO

HairIO: İnteraktiv Material Olaraq İnsan Saçları - HairIO -nun ilk təqdim olunduğu akademik sənəddir.

HairIO Github repo - Burada, bu demo üçün istifadə olunan bütün sxemlərin və kodların, habelə vacib komponentlər üçün bəzi məlumat cədvəllərinin bir git repounu tapa bilərsiniz.

Youtube - Saçların hərəkətdə olduğunu görün!

HairIO PCB üçün materiallar siyahısı

Kapasitiv Toxunuş

Touché: İnsanlar, Ekranlar, Mayelər və Gündəlik Obyektlərdə Toxunma Qarşılaşmasını Gücləndirmək

Arduino kodu üçün Touche + Illutron Github repo -nun Arduino versiyası üçün təlimat verilir

Bluetooth

Bluetooth modulu

Bluetooth tətbiqi

LiPo Batareya Təhlükəsizliyi

Hərtərəfli bələdçi

Tez göstərişlər

Saçla əlaqəli digər texnika

Saç düzümü, Katia Vega

Yanğın, görünməyən

Müəlliflər

Hibrid Ekologiyalar Laboratoriyası

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman