HairIO: Păr ca material interactiv: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

HairIO: Părul uman ca material interactiv

Părul este un material unic și puțin explorat pentru noile tehnologii purtabile. Lunga sa istorie de exprimare culturală și individuală îl fac un site fructuos pentru interacțiuni noi. În acest Instructable, vă vom arăta cum să realizați extensii de păr interactive care să schimbe forma și culoarea, să simtă atingerea și să comunice prin Bluetooth. Vom folosi un circuit personalizat, un Arduino Nano, o placă Bluetooth Adafruit, aliaj de memorie de formă și pigmenți termocromici.

Acest Instructable a fost creat de Sarah Sterman, Molly Nicholas și Christine Dierk, documentând munca depusă în cadrul Hybrid Ecologies Lab de la UC Berkeley împreună cu Eric Paulos. O analiză a acestei tehnologii și un studiu complet pot fi găsite în lucrarea noastră, prezentată la TEI 2018. În acest instructable veți găsi documentație hardware, software și electronică cuprinzătoare, precum și informații despre deciziile de proiectare pe care le-am luat și luptele cu care ne-am confruntat..

Vom începe cu o scurtă prezentare generală a sistemului și exemple de utilizare a HairIO. Apoi vom discuta despre componentele electronice implicate, apoi vom trece la hardware și vom crea extensiile de păr. Ultimele secțiuni vor acoperi codul și câteva sfaturi pentru a face modificări.

Link-uri către anumite resurse vor fi furnizate în fiecare secțiune și, de asemenea, colectate la final.

Fericire fericită!

Pasul 1: Cum funcționează?

Prezentare generală

Sistemul HairIO funcționează pe baza a două principii de bază: atingerea capacitivă și încălzirea rezistivă. Prin detectarea atingerii, putem face ca extensia părului să răspundă la atingeri. Și prin încălzirea extensiei, putem provoca schimbarea culorii cu pigmenți termocromici și schimbarea formei cu un aliaj cu memorie de formă. Un cip bluetooth permite dispozitivelor precum telefoanele și laptopurile să comunice și cu părul, fie pentru a provoca o schimbare a formei sau a culorii, fie pentru a primi un semnal atunci când se simte o atingere a părului.

Exemple de interacțiuni și utilizări

HairIO este o platformă de cercetare, ceea ce înseamnă că ne-ar plăcea să vedem ce faceți cu ea! Unele interacțiuni pe care le-am proiectat sunt prezentate în videoclipurile de mai sus sau în videoclipul nostru complet de pe Youtube.

O panglică care schimbă forma poate notifica purtătorul unui mesaj text, gâdilând ușor urechea purtătorului în timp ce se mișcă.

Sau poate îi poate oferi utilizatorului direcții, deplasându-se în câmpul vizual pentru a indica în ce direcție să se întoarcă.

Părul se poate schimba dramatic, pentru stil sau performanță. Stilul se poate transforma pe parcursul zilei sau se poate actualiza pentru un anumit eveniment.

Părul poate permite, de asemenea, interacțiuni sociale; imaginați-vă împletind părul mărit al unui prieten, apoi să puteți schimba culoarea părului prietenului atingând propria împletitură de departe.

Componente

Toate detecțiile, logica și controlul sunt gestionate de un circuit personalizat și de Arduino Nano, purtat pe cap. Acest circuit are două componente principale: un circuit capacitiv de detectare a atingerii și un circuit de acționare pentru comutarea puterii pe panglică. O extensie de păr comercială este împletită în jurul unui fir de nitinol, care este un aliaj cu memorie de formă. Acest fir va deține o formă când este rece și se va muta la o a doua formă atunci când este încălzit. Putem antrena aproape orice a doua formă în fir (descrisă mai târziu în acest instructabil). Două baterii LiPo alimentează circuitul de comandă la 5V, iar părul la 3,7V.

Pasul 2: Electronică

Control și atingere capacitivă

Circuitul tactil capacitiv este adaptat de la proiectul Disney Touché, prin intermediul acestui minunat Instructable despre replicarea lui Touche pe Arduino. Această configurație acceptă detectarea capacitivă a frecvenței măturate și permite recunoașterea gesturilor mai complexă decât simpla atingere / fără atingere. O notă aici este că circuitul tactil capacitiv și codul presupun un anumit cip Arduino, Atmega328P. Dacă alegeți să utilizați un cip de microcontroler alternativ, poate fi necesar să reproiectați codul sau să găsiți un mecanism de detectare alternativ.

Circuitul de control utilizează un Arduino Nano pentru logică și un multiplexor analogic pentru a permite controlul secvențial al mai multor împletituri de pe aceleași circuite și baterii. Atingerea capacitivă este sesizată aproape simultan prin comutarea rapidă între canale (atât de rapidă încât este practic ca și cum am simți amândoi simultan). Acționarea împletiturilor este limitată de puterea disponibilă. Includerea bateriilor mai puternice sau suplimentare ar putea permite acționarea simultană, totuși aici o limităm la acționarea secvențială pentru simplitate. Schema circuitului furnizată poate controla două împletituri (dar multiplexorul din circuit poate suporta până la patru!).

Pentru cea mai simplă versiune a circuitului, lăsați multiplexorul afară și controlați o singură împletitură direct de pe Arduino.

Circuit de acționare și termistor

Efectuăm atingere capacitivă pe același fir ca acționarea (nitinolul). Aceasta înseamnă mai puține fire / complexitate în panglică și mai multe în circuit.

Circuitul de acționare constă dintr-un set de tranzistoare de joncțiune bipolare (BJT) pentru a porni și opri acționarea părului. Este important ca acestea să fie tranzistoare de joncțiune bipolare, mai degrabă decât cele mai comune (și, în general, mai bune) MOSFET-uri, deoarece BJT-urile nu au o capacitate internă. Capacitatea internă a unui MOSFET va copleși circuitul senzorial.

De asemenea, trebuie să comutăm atât solul, cât și puterea, mai degrabă decât doar puterea, din nou, de dragul senzorului tactil capacitiv, deoarece nu există semnal capacitiv de la un electrod împământat.

Un design alternativ care utilizează surse separate pentru atingere capacitivă și unitate poate simplifica foarte mult acest circuit, însă face ca proiectarea mecanică să fie mai complicată. Dacă detectarea capacitivă este izolată de puterea pentru acționare, putem scăpa cu un singur comutator pentru alimentare și poate fi un FET sau orice altceva. Astfel de soluții ar putea include metalizarea părului în sine, ca în Hairware-ul Katia Vega.

Cip Bluetooth

Cipul bluetooth pe care l-am folosit este Bluefruit Friend de la Adafruit. Acest modul este autonom, și trebuie atașat doar la Arduino, care se va ocupa de logica din jurul comunicării.

Selectarea bateriei

Pentru baterii, doriți baterii reîncărcabile care pot furniza suficientă tensiune pentru a alimenta Arduino și suficient curent pentru a conduce nitinolul. Acestea nu trebuie să fie aceeași baterie. De fapt, pentru a evita rumenirea Arduino, am realizat toate prototipurile noastre inițiale cu două baterii: una pentru control și una pentru unitate.

Arduino Nano necesită cel puțin 5V, iar nitinolul atrage un maxim de aproximativ 2 Amperi.

Am ales o baterie de 3,7 V de la ValueHobby pentru a conduce părul și o baterie de 7,4 V de la ValueHobby pentru a alimenta Arduino. Încercați să nu utilizați baterii obișnuite de 9V; se vor scurge sub utilitate în termen de 15 minute și vor provoca multe deșeuri. (Știm, pentru că am încercat …)

Detalii diverse

Monitorizarea bateriei: un rezistor de 4,7 k Ohm între linia de alimentare a bateriei unității și un pin analogic ne permite să monitorizăm încărcarea bateriei unității. Aveți nevoie de acest rezistor pentru a împiedica bateria să pornească Arduino prin pinul analogic (ceea ce ar fi rău: nu doriți să faceți acest lucru). Bateria Arduino poate fi monitorizată doar cu cod - consultați secțiunea despre software pentru a demonstra codul.

Jumper: există spațiu pentru un jumper între cei doi conectori ai bateriei, dacă doriți să utilizați o singură baterie pentru a alimenta totul. Acest lucru riscă să dezbrace Arduino, dar cu o selecție adecvată a bateriei și cu unele PWM bazate pe software ale unității, ar trebui să funcționeze. (Deși nu am reușit încă.) (Dacă îl încercați, spuneți-ne cum merge!)

Pasul 3: Asamblare electronică

Punerea împreună a circuitului

Am proiectat circuitul inițial în două părți, conectând circuitele de acționare și de control cu un cablu flexibil. În versiunea noastră PCB integrată, circuitele sunt condensate pe o singură placă. Fosta schemă permite plasarea mai flexibilă a împletiturilor pe cap, dar a doua este mult mai simplu de asamblat. Puteți găsi fișierele schematice și de aspect ale plăcii în repoblica noastră Github. Există două moduri de a face circuitele: 1) confecționați manual o versiune de bord perf cu componente de gaură prin schemă, sau 2) faceți PCB din fișierul de bord pe care îl oferim (link de mai sus) și asamblați cu componente de montare la suprafață.

Componente

Lista de materiale pentru versiunea PCB + împletituri este aici.

Ne-am măcinat singuri PCB-urile de testare pe un Othermill, apoi am comandat PCB-urile noastre finale din circuitele excelente din Bay Area. Atât producția internă, cât și cea profesională a plăcilor vor funcționa foarte bine, deși placarea manuală sau lipirea tuturor canalelor este dificilă.

sfaturi

• Am folosit pastă de lipit și un cuptor de reflux sau placă fierbinte pentru componentele de montare la suprafață, apoi am lipit componentele orificiului traversant cu mâna.
• Vă recomandăm versiunea de panou de perfecționare / placa de perfecționare pentru prototipare rapidă și PCB pentru fiabilitate.
• Folosim anteturi feminine scurte pentru a ține Nano pe PCB, astfel încât să poată fi detașat. Anteturile lungi de sex feminin pot fi lipite la bord pentru a ridica cipul bluetooth suficient de sus pentru a cuibări deasupra Arduino. (De asemenea, veți dori să adăugați bandă Kapton pentru a preveni scurtcircuitarea accidentală).
• Cipul bluetooth trebuie de fapt lipit cu anteturile sale masculine cu capul în jos pentru a se potrivi cu ordinea pinului pe aspectul PCB. (Desigur, puteți modifica acest aspect.) De ce am făcut asta? Deoarece face ca pinii să se potrivească mai frumos cu aspectul Arduino.

Pasul 4: Prezentare generală a hardware-ului pentru păr

HairIO este o extensie de păr împletită în jurul a două lungimi de sârmă conectate, fixată pe un conector și un termistor pentru reglarea temperaturii. Poate fi cretat cu pigmenți termocromici după asamblarea completă. Realizarea unei panglici HairIO în sine constă în mai multe etape:

1) Antrenează aliajul de memorie a formei către forma dorinței.

2) Asamblați firul intern sertizând și lipind o lungime de aliaj de memorie de formă pe un fir de cupru izolat.

3) Sertizați și izolați un termistor.

4) Atașați firul și termistorul la un conector.

5) Părul împletit în jurul firului.

6) Cretați părul.

Vom aborda fiecare etapă în detaliu în secțiunile următoare.

Pasul 5: Asamblarea firelor de păr

Primele etape implică asamblarea firelor interne care asigură schimbarea formei și încălzirea rezistivă. Aici decideți lungimea împletiturii, forma dorită când este încălzită și tipul de conector pe care îl veți folosi. Dacă toate împletiturile au un tip de conector comun, acestea pot fi schimbate cu ușurință pe aceeași placă de circuit pentru diverse acțiuni de formă și culoare, precum și tipuri și lungimi de păr.

Dacă nu doriți schimbarea formei într-o anumită împletitură, aliajul cu memorie de formă poate fi înlocuit cu o lungime de sârmă obișnuită. Dacă doriți să susțineți atingerea capacitivă, firul de înlocuire ar trebui să fie neizolat pentru un efect optim.

Antrenarea aliajului de memorie a formelor

Aliajul cu memorie de formă pe care îl folosim aici este nitinolul, un aliaj de nichel-titan. Când se răcește, rămâne într-o formă, dar când este încălzit, revine la ceea ce se numește starea „antrenată”. Deci, dacă vrem o împletitură care se ondulează atunci când este încălzită, s-ar putea să fie dreaptă când este rece, dar să fie antrenată la o buclă. Puteți crea aproape orice formă doriți, deși capacitatea firului de a ridica greutatea este limitată de diametrul său.

Tăiați nitinolul la lungimea dorită a împletiturii, lăsând un pic în plus pentru curbele în timpul împletiturii și pentru conexiunile de sus și de jos.

Pentru a antrena nitinolul, consultați acest instructabil fantastic.

Tipurile de împletituri cu care am experimentat includ bucle, îndoituri în unghi drept pentru a permite părului să se ridice drept și să nu antreneze deloc nitinolul. Acest lucru poate suna leneș, dar permite părului să se îndrepte de orice formă atunci când este acționat. Sârma va deține o formă în care o îndoați când este rece, de ex. o buclă, apoi îndreptați-vă din acea formă când este încălzită. Super cool și mult mai ușor!

Asamblarea firelor

Nitinolul este neizolat și rulează doar într-o singură direcție. Pentru a crea un circuit complet, avem nevoie de un al doilea fir izolat pentru a ne conecta în partea de jos și a reveni la conectorul de deasupra. (Un fir neizolat va provoca un scurtcircuit atunci când atinge nitinolul și va preveni încălzirea uniformă.)

Tăiați o lungime de sârmă de cupru izolată la aceeași lungime ca și nitinolul. Am folosit sârmă magnetică de 30 AWG. Îndepărtați izolația de la ambele capete. Pentru sârmă magnetică, învelișul poate fi îndepărtat prin arderea ușoară a firului cu o flacără deschisă până când izolația apare și poate fi șters (care durează aproximativ 15 secunde w / o brichetă). Rețineți că acest lucru face firul ușor fragil în locul ars.

Fapt amuzant despre Nitinol: Din păcate, lipirii nu-i place să se lipească de nitinol. (Este o durere uriașă.) Cea mai bună soluție este să folosiți o sertizare pentru a crea o conexiune mecanică la nitinol, apoi adăugați lipire pentru a asigura o conexiune electrică.

Țineți capătul nitinolului și firul de cupru nou neizolat împreună și introduceți-le într-o sertizare. Strângeți-le solid împreună. Dacă este necesară o putere suplimentară a conexiunii, adăugați un pic de lipire. Acoperiți sertarul și orice coadă de fir rămasă cu termocontractare, astfel încât purtătorul dvs. să nu se împingă cu capetele ascuțite. Nu contează ce fel de sertizare folosiți în partea de jos, deoarece este pur și simplu pentru a face o conexiune mecanică între cele două fire.

La celălalt capăt, vom adăuga o crimpare la fiecare vârf de sârmă. Aici contează tipul de sertizare. Trebuie să utilizați crimpul de împerechere pentru conector. Aceste capete ale firelor vor fi atașate la conector pentru interfațarea cu placa de circuit.

Realizarea unei panglici stand-up:

Împletiturile pot fi foarte subtile sau foarte dramatice. Dacă doriți un efect dramatic, cum este imaginea de coafură de mai sus sau în videoclipul situației performative mai devreme, este necesar un pas suplimentar. Împletiturile preferă să se răsucească mai degrabă decât să se ridice, deci trebuie să fie întinse pentru a rămâne în orientarea corectă. Breteaua noastră are forma unui Z întins (vezi imaginea). Am strecurat o crimpare pe nitinol, apoi am lipit breteaua pe crimp și, în cele din urmă, am acoperit totul în termocontract și bandă electrică.

Pregătirea termistorului

Termistorul este un rezistor sensibil la căldură care ne permite să măsurăm temperatura panglicii. Folosim acest lucru pentru a ne asigura că împletitura nu se încălzește niciodată prea mult pentru a fi purtată de utilizator. Vom adăuga termistorul la același conector la care va fi atașat panglica.

Mai întâi, glisați termocontractorul pe picioarele termistorului și folosiți un pistol de căldură pentru a-l micșora. Acest lucru va izola picioarele, pentru a preveni scurtcircuitarea termistorului la nitinolul neizolat. Lăsați un pic de sârmă expusă la capăt pentru o sertizare. Din nou, aceste crimpuri trebuie să fie cele potrivite pentru conectorul dvs.

Sertizați capetele termistorului. Dacă puteți, obțineți un pic de căldură micșorată în primii dinți ai sertizării pentru a reduce tensiunea. Nu puneți-l prea mult, totuși, deoarece firele trebuie să se conecteze în continuare pentru o conexiune electrică bună.

Acum termistorul este gata să fie atașat la conector.

Asamblarea conectorului

Puteți utiliza orice tip de conector cu 4 terminale în partea de sus a panglicii; după unele experimente, am decis conectorii Molex Nanofit. (Aceasta este ceea ce folosește PCB-ul nostru.) Au un profil redus pe placa de circuit, o conexiune mecanică solidă cu o clemă pentru a le menține blocate, dar sunt totuși ușor de inserat și de demontat.

Conectorii Nanofit merg împreună în trei etape:

Mai întâi, introduceți cele două capete sertizate ale termistorului în cele două recipiente cele mai centrale din jumătatea tată a conectorului.

Apoi, introduceți cele două capete superioare crimpate ale firului de împletitură în prizele din stânga și din dreapta de pe jumătatea tată a conectorului.

Odată ce acestea sunt la locul lor, introduceți dispozitivul de fixare în recipiente. Acest lucru ajută la menținerea crimelor în poziție, astfel încât împletitura să nu scoată conectorul.

Jumătatea mamă a conectorului se află pe placa de circuit și conectează terminalele de păr la circuitul de acționare și circuitul tactil capacitiv, iar terminalele termistorului la Arduino pentru detectarea temperaturii.

Gata de plecare

Acum, firul este gata să fie împletit.

Pasul 6: Împletire și cretare

Există mai multe moduri de a împleti extensia părului în jurul firelor interne. Pentru detectarea tactilă capacitivă, trebuie să fie expuse unele fire. Cu toate acestea, pentru a avea o împletitură cu aspect complet natural și pentru a ascunde tehnologia, firul poate fi împletit în întregime în interior. Acest tip de împletitură nu poate efectua o detectare efectivă la atingere, dar poate acționa în continuare cu schimbări dramatice de culoare și formă.

Braid Style 1: 4-Strand pentru atingere capacitivă

Acest tutorial pentru panglică vă va arăta cum să faceți panglica cu 4 fire. Rețineți că, în cazul dvs., una dintre „fire” este de fapt firele! Vedeți imaginile de mai sus pentru configurația noastră de împletitură, urmând modelul cu 4 fire cu trei fire de păr și un fir.

Stilul de împletitură 2: fire invizibile

În această panglică, faceți o panglică cu trei fire (la asta se gândesc majoritatea oamenilor atunci când se gândesc la „o panglică”) și pur și simplu împachetați firele cu una dintre fire. Iată un tutorial excelent pentru o împletitură cu trei fire.

Crearea cu pigmenți termocromici

Dacă doriți ca o împletitură să schimbe culoarea atunci când este acționată, aceasta trebuie cretată cu pigmenți termocromici. Mai întâi, agățați împletiturile de ceva, deasupra unei mese acoperite cu plastic (lucrurile vor deveni puțin dezordonate). Respectați instrucțiunile de siguranță pentru cerneala dvs. termocromă (purtați mănuși, dacă este necesar!). Poartă cu siguranță o mască de aer - nu vrei niciodată să respiri particule. Acum, ia o perie de durere și scoate puțină pulbere termocromă pe împletitură, începând din partea de sus. „Vopsiți” ușor panglica, periat pulberea în panglică cât mai mult posibil. Veți pierde câteva (dar dacă cade pe pânza de masă din plastic, o puteți salva pentru următoarea împletitură). Puteți urmări timelapse-ul pe care l-am distribuit mai sus pentru a vedea cum am făcut-o!

Pasul 7: Purtarea tehnicii

Circuitele și bateriile pot fi montate pe o bandă de susținere sau pe o agrafă pentru păr. Alternativ, pentru un stil mai subtil, împletiturile pot fi realizate cu fire mai lungi la capete. Aceste fire pot fi direcționate sub păr natural, pălării, eșarfe sau alte caracteristici către o altă locație a corpului, cum ar fi sub o cămașă sau pe un colier. În acest fel, părul este mai puțin vizibil imediat ca o tehnologie purtabilă.

Circuitul poate fi micșorat, cu revizuiri suplimentare și logică integrată și cipuri bluetooth. Un astfel de circuit mai mic ar fi mai ușor ascuns pe o agrafă decorativă etc., cu toate acestea, puterea va rămâne o problemă, deoarece bateriile în acest moment devin atât de mici. Desigur, l-ai putea conecta la perete, dar nu ai putea merge prea departe.

Puteți vedea un prototip foarte timpuriu purtat în videoclipul de mai sus. (Mai multe imagini ale carcaselor finale vor fi adăugate după o demonstrație publică.)

Incintă

În curând veți putea găsi o carcasă imprimabilă 3D pentru circuitele din depozitul nostru github. Aceasta poate fi alunecată pe o bandă de păr sau modificată pentru alți factori de formă.

Pasul 8: Prezentare generală a software-ului

În depozitul nostru github veți găsi mai multe schițe Arduino care demonstrează diferite moduri de a controla părul.

Schița 1: demo_timing

Aceasta este o demonstrație de bază a funcționalității unității. Părul se aprinde și se oprește într-o perioadă stabilită de secunde și aprinde intermitent LED-ul de la bord când este aprins.

Schița 2: demo_captouch

Aceasta este o demonstrație a senzorului tactil capacitiv. Atingerea părului va aprinde LED-ul de la bord. Este posibil să trebuiască să ajustați pragurile de atingere capacitive în funcție de mediu și circuit.

Schița 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

O demonstrație integrată de comunicare bluetooth, detectare capacitivă tactilă și unitate. Descărcați aplicația Bluefruit LE Connect pe un smartphone. Codul va trimite un semnal bluetooth la atingerea panglicii, imprimând rezultatul în aplicație. Apăsarea butoanelor de pe controler în aplicație va porni și opri acționarea împletiturilor. Rețineți că pinouturile sunt configurate pentru versiunea noastră PCB. Dacă ați conectat pinul multiplexor INH la un pin digital ca în schema PCB, poate fi necesar să adăugați o linie în cod pentru a conduce acel pin jos (tocmai l-am scurtcircuitat la masă).

Acest cod include și o metodă de calibrare, declanșată prin trimiterea unui caracter „c” prin interfața UART din aplicație.

Calibrare tactilă capacitivă

Deoarece detecția tactilă capacitivă este sensibilă la factori de mediu, cum ar fi umiditatea sau conectarea sau nu la un computer, acest cod vă va permite să determinați o valoare prag adecvată pentru detectarea tactilă capacitivă precisă. Un exemplu în acest sens îl puteți găsi în codul demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. O notă este că capacitatea se schimbă și cu căldura. Nu am rezolvat încă problema în care căldura după acționare declanșează starea „atinsă”.

Monitorizarea bateriei

Exemple de monitorizare a bateriei sunt în schița demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. LED-ul de la bord se va aprinde atunci când încărcarea unei baterii scade sub un anumit prag, deși nu face distincție între bateria de control și bateria unității.

Interblocare temperatură (oprire de siguranță)

Monitorizarea temperaturii panglicii ne permite să oprim curentul dacă se încălzește prea mult. Aceste date sunt colectate de la termistorul țesut în panglică. Un exemplu în acest sens îl puteți găsi în schița demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch.

Pasul 9: Încărcarea și modificarea codului

Folosim mediul standard Arduino pentru a scrie cod pentru HairIO și pentru a-l încărca pe plăci.

Arduino Nanos poate fi obținut din mai multe surse; le-am cumpărat, care necesită firmware suplimentar pentru a funcționa cu mediul Arduino. Puteți urma aceste instrucțiuni pentru a le configura pe aparatul dvs. Dacă utilizați un Arduino Nano standard (adică acestea), nu este necesar să faceți acest pas suplimentar.

Când modificați codul, asigurați-vă că pinii hardware se potrivesc cu circuitele dvs. Dacă schimbați un pin, asigurați-vă că actualizați designul și codul plăcii.

Este important să rețineți că biblioteca tactilă capacitivă Illutron pe care o folosim se bazează pe un anumit cip hardware (Atmega328p). Dacă doriți să utilizați un alt microcontroler, asigurați-vă că este compatibil sau va trebui să modificați codul respectiv. (Nu am vrut să intrăm în acel nivel scăzut de cod pentru acest proiect, așa că apreciem profund munca Illutron. Sincronizarea cu sincronizarea hardware poate deveni destul de păros!)

Pasul 10: Proiecte viitoare: Idei și linii directoare pentru modificări

Răspuns la căldură

Dacă doriți să aflați mai multe despre comportamentul de răspuns la căldură al împletiturilor, puteți găsi modele matematice ale părului în lucrarea noastră. Lucrul esențial este că schimbarea culorii și a formei se va acționa în momente diferite și în ordine diferite, în funcție de cantitatea de păr izolant din jurul firului și de cantitatea de energie furnizată (care schimbă cât de repede se încălzește)

Îmbunătățiri ale circuitului:

• Schimbarea modulului bluetooth spre dreapta vă poate permite să faceți înălțimea de stivuire mai scurtă, deoarece nu va rula în conectorul USB Arduino. Există, de asemenea, plăci Arduino cu module bluetooth integrate (dar cele mai multe dintre ele au un cip diferit, astfel încât utilizarea acestora ar implica schimbări de cod).
• Amprentele conectorului bateriei se pot schimba în funcție de tipurile de baterii pe care le utilizați.
• Amprenta comutatorului este generică și probabil ar trebui înlocuită cu amprenta a ceea ce doriți să utilizați.
• S-ar putea să doriți să puteți PWM circuitul de acționare pentru a controla puterea prin panglică; pentru a face acest lucru, pinul de semnal al unității ar trebui să fie comutat pe D3 sau pe un alt pin PWM hardware.
• Dacă inversați împerecherile multiplexorului (de ex. Braid1 drive și braid2 touch pe canalul 0 și braid2 drive și braid1 touch pe canalul 1, în loc de touch și drive pentru aceeași panglică pe un singur canal), veți putea simți capacitiv atingeți o panglică în timp ce conduceți cealaltă panglică, în loc să vi se împiedice să efectueze deloc orice detectare capacitivă în timp ce ceva conduce.

• Unele modificări ar putea permite unei baterii să controleze atât logica, cât și unitatea. Mai multe considerații includ:

  • Tensiunea înaltă (de exemplu, o baterie LiPo de 7,4) va transmite înapoi Arduino prin circuitul de detectare capacitivă și pinul digital. Acest lucru nu este bun pentru Arduino pe termen lung. Acest lucru ar putea fi remediat prin includerea unui alt tranzistor între circuitul de detectare capacitiv și păr.
  • Prea multă putere consumată de păr poate arunca Arduino. Acest lucru ar putea fi remediat prin semnalul PWM.

Îmbunătățiri software

Sensibilitatea tactilă capacitivă cu frecvență bătută poate fi utilizată pentru a detecta multe tipuri de atingeri, de ex. un deget sau doi, ciupire, răsucire … Acest lucru necesită o schemă de clasificare mai complicată decât pragul de bază pe care îl demonstrăm aici. Capacitatea se modifică cu temperatura. Îmbunătățirea codului senzorial tactil pentru a lua în considerare acest lucru va face sensibilitatea mai fiabilă

Desigur, dacă creați o versiune a HairIO, ne-ar plăcea să aflăm despre asta

Pasul 11: Note de siguranță

HairIO este o platformă de cercetare și nu este menită ca un produs comercial sau de uz zilnic. Când vă confecționați și purtați propriul HairIO, vă rugăm să țineți cont de următoarele considerații:

Căldură

Deoarece HairIO funcționează prin încălzire rezistivă, există posibilitatea supraîncălzirii. Dacă termistorul nu funcționează sau nu este suficient de aproape de panglică, este posibil să nu poată citi corect temperatura. Dacă nu includeți codul de oprire a temperaturii, acesta se poate încălzi mai mult decât se intenționează. Deși nu am experimentat niciodată arsuri cu HairIO, este un aspect important.

Baterii

În HairIO, folosim baterii LiPo ca surse de energie. LiPos sunt instrumente excelente, deoarece sunt reîncărcabile și pot livra curent mare într-un pachet mic. De asemenea, acestea trebuie tratate cu atenție; dacă sunt încărcate sau perforate necorespunzător, acestea pot lua foc. Consultați aceste referințe pentru a afla mai multe despre îngrijirea LiPos-ului dvs.: ghid detaliat; sfaturi rapide.

Pigmenți termocromici

Cele pe care le folosim sunt netoxice, dar vă rog să nu le mâncați. Citiți ghidurile de siguranță pentru orice cumpărați.

Pasul 12: Referințe și linkuri

Aici colectăm referințele și linkurile din acest manual pentru acces ușor:

HairIO

HairIO: părul uman ca material interactiv - Aceasta este lucrarea academică în care HairIO a fost prezentat pentru prima dată.

HairIO Github repo - Aici veți găsi un git repo cu toate schemele și codul utilizat pentru această demonstrație, precum și câteva fișe tehnice pentru componente importante.

Youtube - Vedeți părul în acțiune!

Lista materialelor pentru PCB HairIO

Atingere capacitivă

Touché: îmbunătățirea interacțiunii tactile la oameni, ecrane, lichide și obiecte cotidiene

Instrucționabil pentru versiunea Arduino a Touche + Illutron Github repo pentru cod Arduino

Bluetooth

Modul Bluetooth

Aplicație Bluetooth

Siguranța bateriei LiPo

Ghid temeinic

Sfaturi rapide

Alte tehnici legate de păr

Veselă, Katia Vega

Foc, nevăzutul

Autorii

Laboratorul de ecologii hibride

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman