HairIO: Hår som interaktivt materiale: 12 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

HairIO: menneskehår som et interaktivt materiale

Hår er et unikt og lidt udforsket materiale til nye bærbare teknologier. Dens lange historie med kulturelt og individuelt udtryk gør det til et frugtbart sted for nye interaktioner. I denne Instructable viser vi dig, hvordan du laver interaktive hårforlængelser, der ændrer form og farve, fornemmer berøring og kommunikerer via bluetooth. Vi bruger et brugerdefineret kredsløb, en Arduino Nano, et Adafruit Bluetooth -kort, formhukommelseslegering og termokromiske pigmenter.

This Instructable blev skabt af Sarah Sterman, Molly Nicholas og Christine Dierk, der dokumenterede arbejde udført i Hybrid Ecologies Lab på UC Berkeley med Eric Paulos. En analyse af denne teknologi og en fuldstændig undersøgelse kan findes i vores papir, præsenteret på TEI 2018. I denne instruktionsbog finder du omfattende hardware-, software- og elektronikdokumentation samt information om de designbeslutninger, vi har truffet, og de kampe, vi står over for.

Vi starter med en kort systemoversigt og eksempler på, hvordan du bruger HairIO. Dernæst vil vi diskutere den involverede elektronik, derefter gå til hardware og skabe hårforlængelser. De sidste afsnit dækker koden og nogle tips til ændringer.

Links til bestemte ressourcer vil blive leveret i hvert afsnit, og også indsamlet i slutningen.

Glad for at lave!

Trin 1: Hvordan fungerer det?

Oversigt

HairIO -systemet fungerer ud fra to grundlæggende principper: kapacitiv berøring og resistiv opvarmning. Ved at mærke berøring kan vi få hårforlængelsen til at reagere på berøring. Og ved at opvarme forlængelsen kan vi forårsage farveændringer med termokrome pigmenter og formændring med en formhukommelseslegering. En bluetooth -chip gør det muligt for enheder som telefoner og bærbare computere også at kommunikere med håret, enten for at forårsage en form eller farveændring eller at modtage et signal, når et tryk på håret føles.

Eksempel på interaktioner og anvendelser

HairIO er en forskningsplatform, hvilket betyder, at vi meget gerne vil se, hvad du gør med det! Nogle interaktioner, vi har designet, demonstreres i videoerne ovenfor eller i vores komplette video på Youtube.

En fletning, der ændrer formen, kan give brugeren besked om en tekstbesked ved forsigtigt at kildre bærerens øre, mens den bevæger sig.

Eller måske kan det give bæreren retninger, der bevæger sig ind i synsfeltet for at angive, hvilken retning der skal drejes i.

Håret kan ændre sig dramatisk, til stil eller præstation. Stilen kan ændre hele dagen eller opdatere til en bestemt begivenhed.

Håret kan også muliggøre sociale interaktioner; forestil dig at flette en vens forstørrede hår og derefter kunne ændre venens hårfarve ved at røre din egen fletning langt væk.

Komponenter

Al sansning, logik og kontrol håndteres af et brugerdefineret kredsløb og Arduino Nano, der bæres på hovedet. Dette kredsløb har to hovedkomponenter: et kapacitivt berøringsfølsomt kredsløb og et drivkredsløb til at skifte strøm til fletningen. En kommerciel hårforlængelse er flettet omkring en nitinoltråd, som er en formhukommelseslegering. Denne ledning holder en form, når den er kølig, og flytter til en anden form, når den opvarmes. Vi kan træne næsten enhver anden form ind i tråden (beskrevet senere i denne instruktionsbog). To LiPo -batterier driver styrekredsløbet til 5V og håret til 3,7V.

Trin 2: Elektronik

Kontrol og kapacitiv berøring

Det kapacitive berøringskredsløb er tilpasset fra Disneys Touché -projekt via denne vidunderlige Instructable om kopiering af Touche på Arduino. Denne opsætning understøtter fejet frekvens kapacitiv berøringsføling og giver mulighed for mere kompleks gestusgenkendelse end simpel berøring/ingen berøring. En note her er, at det kapacitive berøringskredsløb og kode antager en bestemt Arduino -chip, Atmega328P. Hvis du vælger at bruge en alternativ mikrokontrollerchip, skal du muligvis omdesigne koden eller finde en alternativ registreringsmekanisme.

Kontrolkredsløbet bruger en Arduino Nano til logikken og en analog multiplexer for at tillade sekventiel styring af flere fletninger fra det samme kredsløb og batterier. Kapacitiv berøring føles næsten samtidigt ved at skifte hurtigt mellem kanaler (så hurtigt, at det stort set er som om vi mærker begge på en gang). Aktivering af fletningerne er begrænset af den tilgængelige effekt. Inkludering af mere kraftfulde eller ekstra batterier kan muliggøre samtidig aktivering, men her begrænser vi det til sekventiel aktivering for enkelhedens skyld. Kredsløbet skematisk kan styre to fletninger (men multiplexeren i kredsløbet kan understøtte op til fire!).

For den enkleste version af kredsløbet, lad multiplexeren være ude, og styr en enkelt fletning direkte fra Arduino.

Drivkredsløb og termistor

Vi udfører kapacitiv berøring på den samme ledning som aktivering (nitinolen). Dette betyder færre ledninger/kompleksitet i fletningen og mere i kredsløbet.

Drivkredsløbet består af et sæt bipolære krydsetransistorer (BJT'er) til at tænde og slukke håraktiveringen. Det er vigtigt, at disse er bipolare krydsstransistorer frem for de mere almindelige (og generelt bedre) MOSFET'er, fordi BJT'er mangler en intern kapacitans. Den interne kapacitans i en MOSFET vil overvælde berøringsfølelseskredsløbet.

Vi er også nødt til at skifte både jord og strøm, snarere end bare strøm, igen af hensyn til den kapacitive berøringsføling, da der ikke er noget kapacitivt signal fra en jordet elektrode.

Et alternativt design, der bruger separate kilder til kapacitiv berøring og drev, kan i høj grad forenkle dette kredsløb, men det gør det mekaniske design mere kompliceret. Hvis den kapacitive føler er isoleret fra strømmen til drev, kan vi slippe afsted med en enkelt switch til strøm, og det kan være en FET eller noget andet. Sådanne løsninger kan omfatte metallisering af selve håret, som i Katia Vega's Hairware.

Bluetooth -chip

Den bluetooth -chip, vi brugte, er Bluefruit Friend fra Adafruit. Dette modul er selvstændigt og skal kun tilsluttes Arduino, som håndterer logikken omkring kommunikation.

Valg af batteri

Til batterier vil du have genopladelige batterier, der kan levere nok spænding til at drive Arduino, og nok strøm til at drive nitinolen. Disse behøver ikke at være det samme batteri. Faktisk for at undgå at brune Arduino ud lavede vi alle vores første prototyper med to batterier: et til kontrol og et til drev.

Arduino Nano kræver mindst 5V, og nitinolen trækker max. 2 ampere.

Vi valgte et 3,7 V batteri fra ValueHobby til at drive håret og et 7,4 V batteri fra ValueHobby til at drive Arduino. Prøv ikke at bruge almindelige 9V batterier; de vil dræne under anvendeligheden inden for 15 minutter og forårsage meget spild. (Vi ved det, fordi vi prøvede …)

Diverse detaljer

Batteriovervågning: En 4,7k Ohm modstand mellem strømledningen på drevbatteriet og en analog pin lader os overvåge opladningen af drevbatteriet. Du har brug for denne modstand for at forhindre, at batteriet tænder for Arduino via den analoge pin (hvilket ville være dårligt: du vil ikke gøre dette). Arduino -batteriet kan overvåges med bare kode - se afsnittet om software til kode, der demonstrerer dette.

Jumper: Der er plads til en jumper mellem de to batteristik, hvis du vil bruge et enkelt batteri til at drive alt. Dette risikerer at brune Arduino ud, men med korrekt valg af batteri og noget software-baseret PWM på drevet bør det fungere. (Selvom vi ikke har fået det endnu). (Hvis du prøver det - lad os vide, hvordan det går!)

Trin 3: Elektronikmontering

Sætter kredsløbet sammen

Vi designede kredsløbet oprindeligt i to dele, der forbinder drev- og styrekredsløb med et fleksibelt kabel. I vores integrerede PCB -version kondenseres kredsløbene til et enkelt kort. Den tidligere ordning giver mulighed for mere fleksibel placering af fletninger på hovedet, men den anden er meget enklere at samle. Du kan finde skematiske skemaer og layoutfiler i vores Github -repo. Der er to måder at lave kredsløbene på: 1) håndlavet en perf boardversion med gennemgående huller i henhold til skematisk, eller 2) lav PCB'en fra den board-fil, vi leverer (link ovenfor) og saml med overflademonterede komponenter.

Komponenter

Materialeskemaet til PCB -versionen + fletninger er her.

Vi fræsede selv vores test -PCB på en Othermill og bestilte derefter vores sidste PCB fra de fremragende Bay Area Circuits. Både egen og professionel pladefremstilling fungerer fint, selvom håndplettering eller lodning af alle vias er en smerte.

Tips

• Vi brugte loddemasse og en reflow -ovn eller kogeplade til komponenterne på overflademonteringen, og loddet derefter de gennemgående huller efterfølgende i hånden.
• Vi anbefaler breadboard/perf board versionen til hurtig prototyping, og PCB'en for pålidelighed.
• Vi bruger korte kvindelige overskrifter til at holde Nano på printkortet, så det kan fjernes. Lange kvindelige overskrifter kan loddes i ikke-helt flush til brættet for at løfte bluetooth-chippen højt nok til at rede over Arduino. (Du vil også gerne tilføje Kapton -tape for at forhindre utilsigtet kortslutning).
• Bluetooth-chippen skal faktisk loddes til sine mandlige headers på hovedet for at matche pin-ordningen på PCB-layoutet. (Selvfølgelig kan du ændre dette layout.) Hvorfor gjorde vi det? Fordi det får stifterne til at passe mere pænt til Arduino -layoutet.

Trin 4: Oversigt over hårhardware

HairIO er en hårforlængelse flettet omkring to tilsluttede trådlængder, fastgjort til et stik og en termistor til regulering af temperaturen. Det kan kridtes med termokrome pigmenter efter fuld samling. At lave en HairIO -fletning i sig selv består af flere faser:

1) Træn formhukommelseslegeringen til ønsket form.

2) Saml den interne ledning ved at krympe og lodde en længde af formhukommelseslegering til en isoleret kobbertråd.

3) Krymp og isoler en termistor.

4) Fastgør ledningen og termistoren til et stik.

5) Flet hår rundt om tråden.

6) Kridt håret.

Vi vil behandle hvert trin i detaljer i de følgende afsnit.

Trin 5: Montering af hårtrådene

De første faser involverer samling af de interne ledninger, der giver formændring og resistiv opvarmning. Det er her, du bestemmer længden af fletningen, den ønskede form, når den opvarmes, og den type stik, du vil bruge. Hvis alle fletninger har en fælles konnektortype, kan de let byttes ud på det samme printkort for forskellige former og farveaktiveringer samt hårtyper og længder.

Hvis du ikke ønsker formændring i en bestemt fletning, kan formhukommelseslegeringen udskiftes med en almindelig trådlængde. Hvis du vil understøtte kapacitiv berøring, bør udskiftningskablet være uisoleret for at få den bedste effekt.

Træning af formhukommelseslegeringen

Den formhukommelseslegering, vi bruger her, er nitinol, en nikkel-titaniumlegering. Når det er køligt, forbliver det i en form, men når det opvarmes, vender det tilbage til det, der kaldes den "trænede" tilstand. Så hvis vi vil have en fletning, der krøller, når den opvarmes, kan den være lige, når den er kølig, men blive trænet til en krølle. Du kan oprette næsten enhver form, du ønsker, selvom trådens evne til at løfte vægten er begrænset af dens diameter.

Skær nitinolen til den ønskede længde af fletningen, så der er lidt ekstra til kurverne under fletningen og til forbindelser øverst og nederst.

For at træne nitinol, se denne fantastiske Instructable.

Flettetyper, vi har eksperimenteret med, inkluderer krøller, vinkler i ret vinkel, så håret kan stå opret og slet ikke træne nitinolen. Dette kan lyde dovent, men det giver håret mulighed for at glatte ud af enhver form, når det aktiveres. Tråden holder en form, du bøjer den i, når den er kølig, f.eks. en krølle, og ret derefter ud af den form, når den opvarmes. Super cool, og meget lettere!

Montering af ledningerne

Nitinolen er uisoleret og kører kun i én retning. For at skabe et komplet kredsløb har vi brug for en anden, isoleret ledning til at forbinde i bunden og vende tilbage til stikket på toppen. (En uisoleret ledning vil forårsage en kortslutning, når den rører nitinolen, og forhindrer jævn opvarmning.)

Skær en længde af isoleret kobbertråd til samme længde som nitinolen. Vi brugte 30 AWG magnettråd. Fjern isoleringen i begge ender. For magnettråd kan belægningen fjernes ved forsigtigt at brænde tråden med en åben flamme, indtil isoleringen brænder og kan tørres væk (det tager ca. 15 sekunder med en lighter). Bemærk, at dette gør ledningen lidt skrøbelig på det brændte sted.

Sjov kendsgerning om Nitinol: Lodder kan desværre ikke lide at holde sig til nitinol. (Det er en enorm smerte.) Den bedste løsning er at bruge en krympning til at oprette en mekanisk forbindelse til nitinolen og derefter tilføje loddetin for at sikre en elektrisk forbindelse.

Hold enden af nitinolen og den nyisolerede kobbertråd sammen, og sæt den i en krympe. Krymp dem solidt sammen. Hvis der er behov for yderligere forbindelsesstyrke, skal du tilføje en lille smule lodde. Dæk crimp og eventuel resterende hale af wire med varmekrympning, så din bruger ikke stikker sig selv med de spidse ender. Det er ligegyldigt, hvilken slags krympe du bruger i bunden, da det rent er at lave en mekanisk forbindelse mellem de to ledninger.

I den anden ende tilføjer vi en krympe til hver trådspids. Her er typen af krympning vigtig. Du skal bruge parringspressen til dit stik. Disse ender af ledningerne vil blive fastgjort til stikket til grænseflade med printkortet.

Sådan laver du en stand-up fletning:

Fletningerne kan være meget subtile eller meget dramatiske. Hvis du vil have en dramatisk effekt, som billedet af hovedbeklædning ovenfor, eller i den performative situationsvideo tidligere, er der behov for et ekstra trin. Fletningerne foretrækker at vride frem for at løfte, så de skal være afstivet for at blive i den rigtige retning. Vores seler er formet som et udstrakt Z (se billedet). Vi gled en krympe på nitinolen, loddet derefter bøjlen til krympningen og dækkede til sidst det hele med varmekrymp og elektrisk tape.

Klargøring af termistoren

Termistoren er en varmefølsom modstand, der lader os måle temperaturen på fletningen. Vi bruger dette til at sikre, at fletningen aldrig bliver for varm til, at brugeren kan bære den. Vi tilføjer termistoren til det samme stik, som fletningen vil blive fastgjort til.

Først skal du skubbe varmekrymp på benene på termistoren og bruge en varmepistol til at krympe den. Dette vil isolere benene for at forhindre termistoren i at kortslutte til den uisolerede nitinol. Lad en lille smule ledning blive udsat for enden for en krympning. Igen skal disse krymper være de rigtige til dit stik.

Krymp enderne på termistoren. Hvis du kan, får du en lille smule af varmen til at krympe ind i krympens første tænder som trækaflastning. Læg det dog ikke helt op, da ledningerne stadig skal forbinde for en god elektrisk forbindelse.

Nu er termistoren klar til at blive fastgjort til stikket.

Montering af stikket

Du kan bruge enhver form for 4-terminal stik øverst på fletningen; efter nogle eksperimenter besluttede vi os for Molex Nanofit -stik. (Dette er hvad vores printkort bruger.) De har en lav profil på kredsløbskortet, en solid mekanisk forbindelse med et klip for at holde dem låst inde, men er stadig lette at indsætte og fjerne.

Nanofit -stikene går sammen i tre faser:

Først skal du indsætte de to krympede ender af termistoren i de to midterste beholdere på hanhalvdelen af konnektoren.

Sæt derefter de to krympede øverste ender af fletningstråden ind i de mest venstre og højre-mest beholder på han-halvdelen af konnektoren.

Når disse er på plads, sættes holderen i beholderne. Dette hjælper med at holde crimps på plads, så fletningen ikke trækker stikket af.

Den kvindelige halvdel af stikket er på printkortet, og forbinder hårterminalerne med drivkredsløbet og det kapacitive berøringskredsløb og termistorterminalerne til Arduino til temperaturmåling.

Klar til at gå

Nu er tråden klar til at blive flettet.

Trin 6: Fletning og kridtning

Der er flere måder at flette hårforlængelsen omkring de interne ledninger. For kapacitiv berøringsføling skal noget ledning udsættes. Men for at have en helt naturlig fletning og skjule teknologien kan tråden flettes helt på indersiden. Denne slags fletning kan ikke udføre effektiv berøringsføling, men den kan stadig virke med dramatisk farve- og formændring.

Braid Style 1: 4-streng til kapacitiv berøring

Denne fletningstutorial viser dig, hvordan du laver den 4-strengede fletning. Husk på, at i dit tilfælde er en af "trådene" faktisk ledningerne! Tjek billederne ovenfor for vores fletningsopsætning efter 4-strengsmønsteret med tre hårstrå og en tråd.

Braid Style 2: Usynlige ledninger

I denne fletning laver du en trestrengs fletning (det er det, de fleste tænker på, når de tænker på "en fletning"), og du bundter bare ledningerne ind med en af trådene. Her er en god vejledning til en tre-strenget fletning.

Kridtning med termokromiske pigmenter

Hvis du ønsker, at en fletning skal ændre farve, når den aktiveres, skal den kridtes med termokromiske pigmenter. Hæng først fletningerne op på noget over et plastdækket bord (tingene bliver lidt rodede). Følg sikkerhedsinstruktionerne for dit termokrome blæk (brug om nødvendigt handsker!). Brug bestemt en luftmaske - du vil aldrig trække vejret partikler. Tag nu en smertebørste, og øs noget termokromt pulver på din fletning, startende på toppen. "Mal" forsigtigt ned på fletningen, børst pulveret så meget ind i fletningen som muligt. Du vil miste nogle (men hvis det falder på din plastikduk, kan du redde det til den næste fletning). Du kan se den timelapse, vi har delt ovenfor, for at se, hvordan vi gjorde det!

Trin 7: Iført teknologien

Tavlerne og batterierne kan monteres på et pandebånd eller et hårspænde. Alternativt, for en mere subtil stil, kan fletningerne laves med længere tråde i enderne. Disse ledninger kan føres under naturligt hår, hatte, tørklæder eller andre funktioner til et andet sted på kroppen, f.eks. Under en skjorte eller på en halskæde. På denne måde er håret mindre umiddelbart synligt som en bærbar teknologi.

Kredsløbet kan reduceres med yderligere revisioner og integreret logik og bluetooth -chips. Sådan et mindre kredsløb ville lettere blive skjult på et dekorativt hårspænde osv., Men strøm vil fortsat være et problem, da batterier i øjeblikket kun bliver så små. Selvfølgelig kunne du tilslutte det til væggen, men så kunne du ikke komme særlig langt.

Du kan se en super tidlig prototype blive båret i videoen ovenfor. (Flere billeder af de sidste kabinetter tilføjes efter en offentlig demo.)

Kabinet

Du vil snart kunne finde et 3D -printbart kabinet til kredsløbet i vores github -repo. Dette kan glides på et hårbånd eller modificeres for andre formfaktorer.

Trin 8: Softwareoversigt

I vores github repo finder du flere Arduino -skitser, der viser forskellige måder at kontrollere håret på.

Skitse 1: demo_timing

Dette er en grundlæggende demo af drevets funktionalitet. Håret tændes og slukkes i en bestemt periode på sekunder og blinker den indbyggede LED, når det er tændt.

Skitse 2: demo_captouch

Dette er en demo af den kapacitive berøringsfølelse. Ved at røre ved håret tændes den indbyggede LED. Du skal muligvis justere de kapacitive berøringstærskler afhængigt af dit miljø og kredsløb.

Skitse 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

En integreret demo af bluetooth -kommunikation, kapacitiv berøringsfølelse og drive. Download Bluefruit LE Connect -appen på en smartphone. Koden sender et bluetooth -signal, når fletningen berøres, og resultatet udskrives til appen. Et tryk på knapperne på controlleren i appen starter og stopper betjeningen af fletningerne. Bemærk, at pinouts er konfigureret til vores PCB -version. Hvis du har tilsluttet multiplexeren INH -stiften til en digital pin som i PCB -skematikken, skal du muligvis tilføje en linje i koden for at drive denne pin lavt (vi kortsluttede den lige til jorden).

Denne kode indeholder også en kalibreringsmetode, der udløses ved at sende et "c" -tegn via UART -grænsefladen i appen.

Kapacitiv berøringskalibrering

Fordi kapacitiv berøringsføling er følsom over for miljøfaktorer, såsom fugtighed, eller at være tilsluttet en computer eller ej, giver denne kode dig mulighed for at bestemme en passende tærskelværdi for nøjagtig kapacitiv berøringsføling. Du kan finde et eksempel på dette i demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -koden. En note er, at kapacitansen også ændres med varme. Vi har endnu ikke håndteret det problem, hvor varme efter aktivering udløser den "berørte" tilstand.

Batteriovervågning

Eksempler på batteriovervågning er i demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -skitsen. Den indbyggede LED lyser, når et batteris opladning falder under en bestemt tærskel, selvom den ikke skelner mellem kontrolbatteriet og drevbatteriet.

Temperaturlås (Sikkerhedsafbrydelse)

Overvågning af temperaturen på fletningen lader os lukke for strømmen, hvis den bliver for varm. Disse data indsamles fra termistoren vævet ind i fletningen. Et eksempel på dette kan findes i demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -skitsen.

Trin 9: Indlæsning og ændring af koden

Vi bruger standard Arduino -miljøet til at skrive kode til HairIO og uploade det til tavlerne.

Arduino Nanos kan fås fra flere kilder; vi købte disse, som kræver yderligere firmware for at fungere med Arduino -miljøet. Du kan følge disse instruktioner for at konfigurere dem på din maskine. Hvis du bruger en standard Arduino Nano (dvs. disse), behøver du ikke at gøre det ekstra trin.

Når du ændrer koden, skal du sørge for, at dine hardware -pins matcher dit kredsløb. Hvis du ændrer en nål, skal du sørge for at opdatere dit borddesign og kode.

Det er vigtigt at bemærke, at Illutron kapacitive berøringsbibliotek, vi bruger, er afhængig af en bestemt hardwarechip (Atmega328p). Hvis du vil bruge en anden mikrokontroller, skal du sørge for, at den er kompatibel, eller du bliver nødt til at ændre denne kode. (Vi ønskede ikke at komme ind på det lave kode-niveau for dette projekt, så vi sætter stor pris på Illutrons arbejde. Synkronisering med hardware-timing kan blive temmelig behåret!)

Trin 10: Fremtidige designs: Ideer og retningslinjer for ændringer

Varmerespons

Hvis du gerne vil vide mere om fletternes varmeresponsopførsel, kan du finde matematiske modeller af håret i vores papir. De centrale ting er, at farve- og formændringen vil fungere på forskellige tidspunkter og i forskellige ordrer baseret på mængden af isolerende hår omkring tråden og mængden af strøm, der tilføres (hvilket ændrer, hvor hurtigt det varmes op)

Kredsløbsforbedringer:

• Hvis du skifter bluetooth -modulet til højre, kan du muligvis gøre stabelhøjden kortere, da det ikke løber ind i Arduino USB -stikket. Der er også Arduino -tavler med integrerede bluetooth -moduler (men de fleste af dem har en anden chip, så brug af dem ville indebære kodeændringer).
• Batteristikets fodaftryk kan ændre sig afhængigt af de batterityper, du bruger.
• Omskifterenes fodaftryk er generisk og skal sandsynligvis erstattes med fodaftrykket for det, du vil bruge.
• Du vil måske være i stand til at PWM drevkredsløbet til at styre strømmen gennem fletningen; For at gøre dette skal drevsignalpinnen skiftes til D3 eller en anden hardware PWM -pin.
• Hvis du inverterer multiplexer -parringerne (f.eks. Fletning1 -drev og fletning2 -berøring på kanal 0, og fletning2 -kørsel og fletning1 -berøring på kanal 1, i stedet for både berøring og kørsel for den samme fletning på en enkelt kanal), vil du kunne fornemme kapacitiv røre ved den ene fletning, mens du kører den anden fletning, i stedet for overhovedet at blive forhindret i at foretage nogen kapacitiv sansning, mens noget kører.

• Nogle ændringer gør det muligt for et batteri at styre både logik og drev. Flere overvejelser omfatter:

  • Højspænding (f.eks. Et 7,4 LiPo -batteri) vil drive Arduino tilbage gennem det kapacitive sensorkredsløb og den digitale pin. Dette er ikke godt for Arduino på lang sigt. Dette kan løses ved at inkludere en anden transistor mellem det kapacitive følerkredsløb og håret.
  • For meget strømtræk fra håret kan brune Arduinoen ud. Dette kan blive rettet ved at PWM'er drevsignalet.

Softwareforbedringer

Fejet frekvens kapacitiv berøringsfølelse kan bruges til at detektere mange typer berøring, f.eks. en eller to fingre, klemme, snurre… Dette kræver et mere kompliceret klassificeringsskema end den grundlæggende tærskel, vi demonstrerer her. Kapacitans ændres med temperaturen. Forbedring af berøringssensorkoden for at tage højde for dette vil gøre sansningen mere pålidelig

Selvfølgelig, hvis du laver en version af HairIO, vil vi meget gerne høre om det

Trin 11: Sikkerhedsanvisninger

HairIO er en forskningsplatform og er ikke ment som et kommercielt eller daglig brugsprodukt. Når du laver og bærer din egen HairIO, skal du være opmærksom på følgende overvejelser:

Varme

Da HairIO fungerer ved resistiv opvarmning, er der mulighed for overophedning. Hvis termistoren svigter eller ikke er tæt nok på fletningen, kan den muligvis ikke korrekt aflæse temperaturen. Hvis du ikke medtager temperaturafbrydelseskoden, kan den varme yderligere op end beregnet. Selvom vi aldrig har oplevet forbrændinger med HairIO, er det en vigtig overvejelse.

Batterier

I HairIO bruger vi LiPo -batterier som vores strømkilder. LiPos er gode værktøjer, da de er genopladelige og kan levere høj strøm i en lille pakke. De bør også behandles omhyggeligt; hvis de er forkert opladet eller punkteret, kan de tage ild. Se disse referencer for at lære mere om pleje af dine LiPos: grundig vejledning; hurtige tips.

Termokromiske pigmenter

Dem vi bruger er ikke -toksiske, men spis dem ikke. Læs sikkerhedsguiderne for alt, hvad du køber.

Trin 12: Referencer og links

Her samler vi referencer og links i denne instruktionsbog for let adgang:

HairIO

HairIO: Menneskehår som interaktivt materiale - Dette er den akademiske opgave, hvor HairIO først blev præsenteret.

HairIO Github repo - Her finder du en git repo af alle skemaer og kode, der bruges til denne demo, samt nogle datablade til vigtige komponenter.

Youtube - Se håret i aktion!

Materialeliste til HairIO PCB

Kapacitiv berøring

Touché: Forbedring af berøringsinteraktion på mennesker, skærme, væsker og dagligdags genstande

Kan instrueres til Arduino -version af Touche + Illutron Github -repo til Arduino -kode

Bluetooth

Bluetooth -modul

Bluetooth app

LiPo batterisikkerhed

Grundig vejledning

Hurtige tips

Anden hårrelateret teknologi

Hårtøj, Katia Vega

Ild, det usynlige

Forfatterne

Hybrid Ecologies Lab

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman