HairIO: Hår som interaktivt materiale: 12 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

HairIO: menneskehår som et interaktivt materiale

Hår er et unikt og lite utforsket materiale for nye bærbare teknologier. Den lange historien om kulturelt og individuelt uttrykk gjør det til et fruktbart sted for nye interaksjoner. I denne instruksen vil vi vise deg hvordan du lager interaktive hårforlengelser som endrer form og farge, føles berøring og kommuniserer via bluetooth. Vi bruker en tilpasset krets, en Arduino Nano, et Adafruit Bluetooth -kort, formminneslegering og termokromiske pigmenter.

This Instructable ble opprettet av Sarah Sterman, Molly Nicholas og Christine Dierk, og dokumenterte arbeid utført i Hybrid Ecologies Lab på UC Berkeley med Eric Paulos. En analyse av denne teknologien og hele studien finner du i vårt papir, presentert på TEI 2018. I denne instruksjonsboken finner du omfattende maskinvare, programvare og elektronisk dokumentasjon, samt informasjon om designbeslutningene vi tok og kampene vi sto overfor.

Vi starter med en kort systemoversikt og eksempler på hvordan du bruker HairIO. Deretter vil vi diskutere elektronikken som er involvert, og deretter gå til maskinvaren og lage hårforlengelsene. De siste seksjonene vil dekke koden og noen tips for å gjøre endringer.

Lenker til bestemte ressurser vil bli gitt i hver seksjon, og også samlet til slutt.

Glad i å lage!

Trinn 1: Hvordan fungerer det?

Oversikt

HairIO -systemet fungerer etter to grunnleggende prinsipper: kapasitiv berøring og resistiv oppvarming. Ved å føle berøring kan vi få hårforlengelsen til å reagere på berøring. Og ved å varme opp forlengelsen, kan vi forårsake fargeendring med termokromiske pigmenter, og formendring med en formminne -legering. En bluetooth -brikke gjør at enheter som telefoner og bærbare datamaskiner også kan kommunisere med håret, enten for å forårsake en form eller fargeendring, eller for å motta et signal når en berøring av håret føles.

Eksempel på interaksjoner og bruksområder

HairIO er en forskningsplattform, noe som betyr at vi gjerne vil se hva du gjør med det! Noen interaksjoner vi har designet er demonstrert i videoene ovenfor, eller i vår komplette video på Youtube.

En formendrende flette kan varsle brukeren om en tekstmelding ved forsiktig å kile brukerens øre mens den beveger seg.

Eller kanskje det kan gi brukeren retninger, bevege seg inn i synsfeltet for å indikere hvilken retning han skal svinge inn.

Håret kan endre seg dramatisk, for stil eller ytelse. Stilen kan forandres gjennom dagen, eller oppdateres for en bestemt hendelse.

Håret kan også muliggjøre sosiale interaksjoner; tenk deg å flette en venns forstørrede hår, for så å kunne endre vennens hårfarge ved å berøre din egen flette langt unna.

Komponenter

All sensing, logikk og kontroll håndteres av en tilpasset krets og Arduino Nano, slitt på hodet. Denne kretsen har to hovedkomponenter: en kapasitiv berøringsfølerkrets og en drivkrets for å bytte strøm til flettet. En kommersiell hårforlengelse er flettet rundt en nitinoltråd, som er en legering med formminne. Denne tråden holder en form når den er avkjølt, og går til en annen form når den varmes opp. Vi kan trene nesten hvilken som helst annen form inn i ledningen (beskrevet senere i denne instruksjonsboken). To LiPo -batterier driver styrekretsen til 5V og håret til 3,7V.

Trinn 2: Elektronikk

Kontroll og kapasitiv berøring

Den kapasitive berøringskretsen er tilpasset fra Disneys Touché -prosjekt, via denne fantastiske Instructable om replikering av Touche på Arduino. Dette oppsettet støtter feid frekvens kapasitiv berøringsføling, og gir mulighet for mer kompleks bevegelsesgjenkjenning enn enkel berøring/ingen berøring. En merknad her er at den kapasitive berøringskretsen og koden antar en bestemt Arduino -brikke, Atmega328P. Hvis du velger å bruke en alternativ mikrokontrollerbrikke, må du kanskje designe koden på nytt eller finne en alternativ sensormekanisme.

Kontrollkretsen bruker en Arduino Nano for logikken og en analog multiplexer for å tillate sekvensiell kontroll av flere fletter fra samme krets og batterier. Kapasitiv berøring føles nesten samtidig ved å bytte raskt mellom kanaler (så fort at det i utgangspunktet er som om vi aner begge samtidig). Aktivering av flettene er begrenset av tilgjengelig kraft. Inkludert kraftigere eller flere batterier kan muliggjøre samtidig aktivering, men her begrenser vi det til sekvensiell aktivering for enkelhets skyld. Kretsskjemaet som følger med kan styre to fletter (men multiplexeren i kretsen kan støtte opptil fire!).

For den enkleste versjonen av kretsen, la multiplexeren ligge ute, og kontroller en enkelt flette direkte fra Arduino.

Drivkrets og termistor

Vi utfører kapasitiv berøring på samme ledning som aktivering (nitinolen). Dette betyr færre ledninger/kompleksitet i flettet, og mer i kretsen.

Drivkretsen består av et sett med bipolare kryssstransistorer (BJT) for å slå håret på og av. Det er viktig at disse er bipolare kryssstransistorer, i stedet for de mer vanlige (og generelt bedre) MOSFETene, fordi BJT mangler intern kapasitans. Den interne kapasitansen til en MOSFET vil overvelde berøringsfølsom krets.

Vi må også bytte både jord og strøm, i stedet for bare strøm, igjen av hensyn til den kapasitive berøringsfølelsen, siden det ikke er noe kapasitivt signal fra en jordet elektrode.

En alternativ design som bruker separate kilder for kapasitiv berøring og kjøring kan i stor grad forenkle denne kretsen, men det gjør den mekaniske konstruksjonen mer komplisert. Hvis den kapasitive sensingen er isolert fra kraften for stasjon, kan vi slippe unna med en enkelt bryter for strøm, og det kan være en FET eller noe annet. Slike løsninger kan omfatte metallisering av selve håret, som i Katia Vega's Hairware.

Bluetooth -brikke

Bluetooth -brikken vi brukte er Bluefruit Friend fra Adafruit. Denne modulen er selvstendig, og trenger bare å være festet til Arduino, som skal håndtere logikken rundt kommunikasjon.

Valg av batteri

For batterier vil du ha oppladbare batterier som kan gi nok spenning til å drive Arduino, og nok strøm til å drive nitinolen. Disse trenger ikke å være det samme batteriet. Faktisk, for å unngå å brune ut Arduino, laget vi alle våre første prototyper med to batterier: ett for kontroll og ett for stasjon.

Arduino Nano krever minst 5V, og nitinolen trekker maks 2 Ampere.

Vi valgte et 3,7 V batteri fra ValueHobby for å drive håret, og et 7,4 V batteri fra ValueHobby for å drive Arduino. Prøv å ikke bruke vanlige 9V batterier; de vil renne ned under nytten innen 15 minutter og forårsake mye sløsing. (Vi vet, fordi vi prøvde …)

Diverse detaljer

Batteriovervåkning: en motstand på 4,7 k Ohm mellom kraftledningen til drivbatteriet og en analog pin lar oss overvåke ladningen til drivbatteriet. Du trenger denne motstanden for å hindre at batteriet slår på Arduino via den analoge pinnen (noe som ville være dårlig: du vil ikke gjøre dette). Arduino -batteriet kan overvåkes med bare kode - se avsnittet om programvare for kode som demonstrerer dette.

Jumper: Det er plass til en jumper mellom de to batterikontaktene, hvis du vil bruke et enkelt batteri til å drive alt. Dette risikerer å brune ut Arduino, men med riktig batterivalg og noe programvarebasert PWM på stasjonen, bør det fungere. (Selv om vi ikke har fått det til ennå.) (Hvis du prøver det - gi oss beskjed om hvordan det går!)

Trinn 3: Elektronikkmontering

Å sette kretsen sammen

Vi designet kretsen opprinnelig i to deler, og koblet stasjonen og kontrollkretsene med en fleksibel kabel. I vår integrerte PCB -versjon er kretsene kondensert til et enkelt kort. Den tidligere ordningen tillater mer fleksibel plassering av fletter på hodet, men den andre er mye enklere å montere. Du finner brettskjematiske og layoutfiler i vår Github -repo. Det er to måter å lage kretsene på: 1) håndlagde en perf-bordversjon med gjennomgående hullkomponenter i henhold til skjemaet, eller 2) lage kretskortet fra brettfilen vi leverer (lenke ovenfor) og montere med overflatemonterte komponenter.

Komponenter

Materialregningen for PCB -versjonen + flettene er her.

Vi freset våre test -PCB selv på en Othermill, og bestilte deretter våre siste PCB fra de utmerkede Bay Area Circuits. Både intern og profesjonell brettproduksjon vil fungere helt fint, selv om håndplating eller lodding av alle vias er en smerte.

Tips

• Vi brukte loddemasse og en refowovn eller kokeplate for overflatemonterte komponenter, og loddet deretter gjennom hullkomponentene etterpå for hånd.
• Vi anbefaler breadboard/perf board -versjonen for rask prototyping, og PCB for pålitelighet.
• Vi bruker korte hunnhoder for å holde Nano på PCB, slik at den kan tas av. Lange hunnhoder kan loddes i ikke-helt flush til brettet for å løfte bluetooth-brikken høyt nok til å hekke over Arduino. (Du vil også legge til Kapton -tape for å forhindre utilsiktet kortslutning).
• Bluetooth-brikken må faktisk loddes til de mannlige hodene opp ned for å matche tappebestillingen på PCB-oppsettet. (Selvfølgelig kan du endre dette oppsettet.) Hvorfor gjorde vi det? Fordi det får pinnene til å passe bedre til Arduino -oppsettet.

Trinn 4: Oversikt over hårmaskinvare

HairIO er en hårforlengelse flettet rundt to tilkoblede trådlengder, festet til en kontakt og en termistor for å regulere temperaturen. Den kan krittes med termokrome pigmenter etter fullstendig montering. Å lage en HairIO -flette i seg selv består av flere stadier:

1) Tren formminneslegeringen til ønsket form.

2) Monter den interne tråden ved å krympe og lodde en lengde av formminneslegering til en isolert kobbertråd.

3) Krymp og isoler en termistor.

4) Fest ledningen og termistoren til en kontakt.

5) Flett hår rundt ledningen.

6) kritt håret.

Vi vil ta opp hvert av trinnene i detalj i de følgende avsnittene.

Trinn 5: Montering av hårtrådene

De første trinnene innebærer å montere de interne ledningene som gir formendring og resistiv oppvarming. Det er her du bestemmer lengden på flettet, ønsket form når den varmes opp, og hvilken type kontakt du vil bruke. Hvis alle flettene har en vanlig koblingstype, kan de enkelt byttes ut på det samme kretskortet for forskjellige former og farger, samt hårtyper og lengder.

Hvis du ikke vil ha formendring i en bestemt flette, kan formminneslegeringen erstattes med en lengde på vanlig ledning. Hvis du vil støtte kapasitiv berøring, bør erstatningskabelen være uisolert for best effekt.

Trening av formminneslegeringen

Formhukommelseslegeringen vi bruker her er nitinol, en nikkel-titanlegering. Når den er kjølig, forblir den i en form, men når den varmes opp, går den tilbake til det som kalles "trent" tilstand. Så hvis vi vil ha en flette som krøller seg når den varmes opp, kan den være rett når den er kul, men bli trent til å krølle. Du kan lage nesten hvilken som helst form du vil, selv om ledningens evne til å løfte vekten er begrenset av dens diameter.

Skjær nitinolen til ønsket lengde på flettet, og la det være litt ekstra for kurvene under flettingen, og for tilkoblinger øverst og nederst.

For å trene nitinol, se denne fantastiske Instructable.

Flettetyper vi har eksperimentert med inkluderer krøller, vinkelbøyninger for å la håret stå rett opp og ikke trene nitinolen i det hele tatt. Dette kan høres lat ut, men det lar håret glatte seg ut av enhver form når det aktiveres. Ledningen vil holde en form du bøyer den inn i når den er avkjølt, f.eks. en krøll, og rett den deretter ut av den formen når den varmes opp. Superkult, og mye lettere!

Montering av ledningene

Nitinolen er uisolert og går bare i én retning. For å lage en komplett krets trenger vi en andre, isolert ledning for å koble til bunnen og gå tilbake til kontakten på toppen. (En uisolert ledning vil forårsake kortslutning når den berører nitinolen, og forhindre jevn oppvarming.)

Klipp en lengde isolert kobbertråd til samme lengde som nitinolen. Vi brukte 30 AWG magnettråd. Fjern isolasjonen i begge ender. For magnettråd kan belegget fjernes ved forsiktig å brenne tråden med åpen flamme til isolasjonen blir kald og kan tørkes bort (det tar omtrent 15 sekunder med en lighter). Vær oppmerksom på at dette gjør ledningen litt skjør på det brente stedet.

Morsomt faktum om Nitinol: Dessverre liker ikke loddetinn å holde seg til nitinol. (Det er en stor smerte.) Den beste løsningen er å bruke en krympe for å lage en mekanisk forbindelse til nitinolen, og deretter legge til loddetinn for å sikre en elektrisk tilkobling.

Hold enden av nitinolen og den nyisolerte kobbertråden sammen, og sett den inn i en krympe. Press dem solid sammen. Hvis det er behov for ytterligere tilkoblingsstyrke, tilsett en liten bit lodde. Dekk krympen og eventuell gjenværende hale av wire med varmekrymping, slik at brukeren ikke stikker seg med de spisse endene. Det spiller ingen rolle hva slags krympe du bruker i bunnen, siden det er rent å lage en mekanisk forbindelse mellom de to ledningene.

I den andre enden legger vi til en krympe til hver trådspiss. Her er typen krymping viktig. Du må bruke sammenkoblingspressen for kontakten. Disse endene av ledningene vil bli festet til kontakten for grensesnitt med kretskortet.

Lag en stand-up flette:

Flettene kan være veldig subtile eller veldig dramatiske. Hvis du vil ha en dramatisk effekt, som hodeplaggbildet ovenfor, eller i den performative situasjonsvideoen tidligere, er det nødvendig med et ekstra trinn. Flettene foretrekker å vri enn å løfte, så de må være avstivet for å holde seg i riktig retning. Bøylen vår er formet som en strukket Z (sjekk bildet). Vi gled et krympe på nitinolen, loddet så avstiveren til krympen og dekket til slutt det hele med varmekrymp og elektrisk tape.

Forbereder termistoren

Termistoren er en varmefølsom motstand som lar oss måle temperaturen på flettet. Vi bruker dette for å sikre at flettet aldri blir for varmt for brukeren å ha på seg. Vi legger termistor til den samme kontakten som flettet vil bli festet til.

Først skyver du varmekrymp på bena på termistoren og bruker en varmepistol til å krympe den. Dette vil isolere beina, for å forhindre at termistoren blir kortslutning til den uisolerte nitinolen. La en liten bit av ledningen være eksponert på slutten for å krympe. Igjen må disse krympene være de riktige for kontakten.

Krymp endene på termistoren. Hvis du kan, får du en liten bit av varmen som krymper inn i krympens første tenner som strekkavlastning. Ikke sett det helt opp, siden ledningene fortsatt må koble til for en god elektrisk tilkobling.

Nå er termistoren klar til å festes til kontakten.

Montering av kontakten

Du kan bruke hvilken som helst form for 4-terminal kontakt øverst på flettet; etter litt eksperimentering bestemte vi oss for Molex Nanofit -kontakter. (Dette er hva PCB -en vår bruker.) De har en lav profil på kretskortet, en solid mekanisk forbindelse med et klips for å holde dem låst inne, men er fortsatt enkle å sette inn og fjerne.

Nanofit -kontaktene går sammen i tre trinn:

Først setter du inn de to krympede endene av termistoren i de to midtste beholderne på hanhalvdelen av kontakten.

Deretter setter du inn de to krympede toppendene av flettetråd i beholderne til venstre og høyre på den mannlige halvdelen av kontakten.

Når disse er på plass, sett inn holderen i beholderne. Dette hjelper til med å holde krympene på plass slik at flettet ikke trekker av kontakten.

Den kvinnelige halvdelen av kontakten er på kretskortet, og kobler hårterminalene til drivkretsen og kapasitiv berøringskrets, og termistorterminalene til Arduino for temperaturfølelse.

Klar til å gå

Nå er tråden klar til å flettes.

Trinn 6: Fletting og kritt

Det er flere måter å flette hårforlengelsen rundt de interne ledningene. For kapasitiv berøringsfølelse må noe ledning avsløres. For å ha en helt naturlig flette og skjule teknologien, kan tråden flettes helt på innsiden. Denne typen fletning kan ikke utføre effektiv berøringsfølelse, men den kan fortsatt virke med dramatisk farge- og formendring.

Braid Style 1: 4-Strand for kapasitiv berøring

Denne opplæringen om flette viser deg hvordan du gjør 4-strengs flettet. Husk at i ditt tilfelle er en av "trådene" faktisk ledningene! Ta en titt på bildene ovenfor for vårt fletteoppsett, etter mønster med 4 tråder med tre hårstrå og en tråd.

Braid Style 2: Invisible Wires

I denne flettet gjør du en trestrengs flette (dette er hva de fleste tenker på når de tenker på "en flette"), og du setter bare sammen ledningene med en av trådene. Her er en flott opplæring for en trestrengs flette.

Kritt med termokromiske pigmenter

Hvis du ønsker at en flette skal endre farge når den aktiveres, må den krittes med termokromiske pigmenter. Heng først flettene opp på noe, over et plastdekket bord (ting blir litt rotete). Følg sikkerhetsinstruksjonene for ditt termokrome blekk (bruk hansker om nødvendig!). Bruk absolutt luftmaske - du vil aldri puste inn partikler. Ta nå en smertebørste, og skyll litt termokromt pulver på flettet ditt, begynn på toppen. "Mal" forsiktig ned flettet, børst pulveret i flettet så mye som mulig. Du mister noe (men hvis det faller på plastduken din, kan du berge det for neste fletning). Du kan se timelapse vi har delt ovenfor for å se hvordan vi gjorde det!

Trinn 7: Iført teknologien

Kretskortene og batteriene kan monteres på et pannebånd eller hårklips. Alternativt, for en mer subtil stil, kan flettene lages med lengre ledninger i endene. Disse ledningene kan føres under naturlig hår, hatter, skjerf eller andre funksjoner til et annet sted på kroppen, for eksempel under en skjorte eller på et halskjede. På denne måten er håret mindre umiddelbart merkbart som en bærbar teknologi.

Kretsløpet kan krympes, med ytterligere revisjoner og integrert logikk og bluetooth -brikker. En slik mindre krets ville lettere bli skjult på et dekorativt hårklipp, etc., men strøm vil fortsatt være et problem, siden batterier for øyeblikket bare blir så små. Selvfølgelig kan du koble den til veggen, men da kan du ikke gå veldig langt.

Du kan se en super tidlig prototype bli brukt i videoen ovenfor. (Flere bilder av de endelige vedleggene legges til etter en offentlig demo.)

Innhegning

Du vil snart kunne finne et 3D -utskrivbart kabinett for kretsene i vår github -repo. Dette kan skyves på et hårbånd, eller modifiseres for andre formfaktorer.

Trinn 8: Programvareoversikt

I vår github -repo finner du flere Arduino -skisser som viser forskjellige måter å kontrollere håret på.

Skisse 1: demo_timing

Dette er en grunnleggende demo av stasjonsfunksjonaliteten. Håret slås av og på i løpet av en angitt periode på sekunder og blinker LED -lampen ombord når det er på.

Skisse 2: demo_captouch

Dette er en demonstrasjon av den kapasitive berøringsfølelsen. Berøring av håret vil slå på den innebygde LED -en. Du må kanskje justere de kapasitive berøringstersklene avhengig av miljøet og kretsen.

Skisse 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

En integrert demo av Bluetooth -kommunikasjon, kapasitiv berøringsfølelse og kjøring. Last ned Bluefruit LE Connect -appen på en smarttelefon. Koden sender et Bluetooth -signal når flettet berøres, og resultatet skrives ut til appen. Trykk på knappene på kontrolleren i appen for å starte og stoppe aktiveringen av flettene. Vær oppmerksom på at pinoutene er konfigurert for PCB -versjonen. Hvis du har koblet multiplexeren INH -pinnen til en digital pinne som i PCB -skjematikken, må du kanskje legge til en linje i koden for å drive den pinnen lavt (vi kortsluttet den bare til bakken).

Denne koden inkluderer også en kalibreringsmetode, utløst av å sende et "c" -tegn via UART -grensesnittet i appen.

Kapasitiv berøringskalibrering

Fordi kapasitiv berøringsfølelse er følsom for miljøfaktorer som fuktighet, eller å være koblet til en datamaskin eller ikke, lar denne koden deg bestemme en passende terskelverdi for nøyaktig kapasitiv berøringsfølelse. Du finner et eksempel på dette i demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -koden. En merknad er at kapasitansen også endres med varme. Vi har ennå ikke håndtert problemet der varme etter aktivering utløser "berørt" tilstand.

Batteriovervåkning

Eksempler på batteriovervåking er i demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -skissen. Den innebygde LED -en vil lyse når ett batteris ladning synker under en viss terskel, selv om den ikke skiller mellom kontrollbatteriet og drivbatteriet.

Temperaturforrigling (Sikkerhetsavstengning)

Ved å overvåke temperaturen på flettet kan vi slå av strømmen hvis den blir for varm. Disse dataene samles fra termistoren vevd inn i flettet. Et eksempel på dette finnes i demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch -skissen.

Trinn 9: Laste inn og endre koden

Vi bruker det vanlige Arduino -miljøet til å skrive kode for HairIO og laste det opp til tavlene.

Arduino Nanos kan fås fra flere kilder; Vi kjøpte disse, som krever ekstra fastvare for å fungere med Arduino -miljøet. Du kan følge disse instruksjonene for å sette dem opp på maskinen. Hvis du bruker en standard Arduino Nano (dvs. disse) trenger du ikke å gjøre det ekstra trinnet.

Når du endrer koden, må du kontrollere at maskinvarenålene samsvarer med kretsen din. Hvis du endrer en nål, må du oppdatere brettets design og kode.

Det er viktig å merke seg at Illutron kapasitive berøringsbibliotek vi bruker, er avhengig av en bestemt maskinvarebrikke (Atmega328p). Hvis du vil bruke en annen mikrokontroller, må du kontrollere at den er kompatibel, eller du må endre den koden. (Vi ønsket ikke å komme inn på det lave nivået av kode for dette prosjektet, så vi setter stor pris på Illutrons arbeid. Synkronisering med maskinvaretiming kan bli ganske hårete!)

Trinn 10: Fremtidige design: ideer og retningslinjer for endringer

Varmerespons

Hvis du vil vite mer om varmeresponsoppførselen til flettene, kan du finne matematiske modeller av håret i papiret vårt. Det viktigste er at farge- og formendringen vil virke på forskjellige tidspunkter og i forskjellige ordre basert på mengden isolerende hår rundt ledningen og mengden strøm som tilføres (som endrer hvor raskt det varmes opp)

Kretsforbedringer:

• Ved å skifte Bluetooth -modulen til høyre kan du gjøre stablingshøyden kortere, siden den ikke kommer inn i Arduino USB -kontakten. Det er også Arduino -kort med integrerte bluetooth -moduler (men de fleste av dem har en annen brikke, så bruk av dem ville innebære kodeendringer).
• Batterikontaktens fotavtrykk kan endres avhengig av batterityper du bruker.
• Bryterfotavtrykket er generelt og bør sannsynligvis byttes ut med fotavtrykket til det du vil bruke.
• Du vil kanskje være i stand til å PWM drivkretsen for å kontrollere strømmen gjennom flettet; for å gjøre dette bør stasjonssignalpinnen byttes til D3 eller en annen maskinvare -PWM -pinne.
• Hvis du inverterer multiplexer -sammenkoblinger (f.eks. Flette1 -stasjon og flette2 -berøring på kanal 0, og flette2 -stasjon og flette1 -berøring på kanal 1, i stedet for både berøring og kjøring for samme fletning på en enkelt kanal), vil du kunne kjenne kapasitiv berør den ene flettet mens du kjører den andre flettet, i stedet for å bli forhindret fra å gjøre noen kapasitiv sansing i det hele tatt mens noe kjører.

• Noen modifikasjoner kan tillate ett batteri å kontrollere både logikk og stasjon. Flere hensyn inkluderer:

  • Høyspenning (f.eks. Et 7,4 LiPo -batteri) vil drive Arduino tilbake gjennom den kapasitive følerkretsen og den digitale pinnen. Dette er ikke bra for Arduino på lang sikt. Dette kan løses ved å inkludere en annen transistor mellom den kapasitive sensingkretsen og håret.
  • For mye kraftuttak i håret kan brune ut Arduino. Dette kan bli løst ved at PWM'er dreiesignalet.

Programvareforbedringer

Feid frekvens kapasitiv berøringsfølelse kan brukes til å oppdage mange typer berøring, f.eks. en eller to fingre, klemme, snurre … Dette krever et mer komplisert klassifiseringsopplegg enn den grunnleggende terskelen vi viser her. Kapasitansen endres med temperaturen. Forbedring av berøringsfølerkoden for å ta hensyn til dette vil gjøre sensing mer pålitelig

Selvfølgelig, hvis du lager en versjon av HairIO, vil vi gjerne høre om det

Trinn 11: Sikkerhetsmerknader

HairIO er en forskningsplattform, og er ikke ment som et kommersielt eller daglig bruk. Når du lager og bruker din egen HairIO, må du være oppmerksom på følgende hensyn:

Varme

Siden HairIO opererer med resistiv oppvarming, er det mulighet for overoppheting. Hvis termistoren svikter eller ikke er nær nok til flettet, kan det være at den ikke kan lese temperaturen riktig. Hvis du ikke inkluderer temperaturavstengningskoden, kan den varme ytterligere enn beregnet. Selv om vi aldri har opplevd brannskader med HairIO, er det en viktig vurdering.

Batterier

I HairIO bruker vi LiPo -batterier som våre strømkilder. LiPos er gode verktøy, siden de er oppladbare og kan levere høy strøm i en liten pakke. De bør også behandles nøye; hvis de blir ladet eller punktert feil, kan de ta fyr. Vennligst se disse referansene for å lære mer om omsorg for LiPos: grundig guide; raske tips.

Termokromiske pigmenter

De vi bruker er giftfrie, men ikke spis dem. Les sikkerhetsguider for alt du kjøper.

Trinn 12: Referanser og lenker

Her samler vi referanser og lenker i denne instruksjonsboken for enkel tilgang:

HairIO

HairIO: Menneskehår som interaktivt materiale - Dette er det faglige oppgaven der HairIO først ble presentert.

HairIO Github repo - Her finner du en git repo av alle skjemaene og koden som ble brukt for denne demoen, samt noen datablad for viktige komponenter.

Youtube - Se håret i aksjon!

Materialerklæring for HairIO PCB

Kapasitiv berøring

Touché: Forbedring av berøringsinteraksjon på mennesker, skjermer, væsker og hverdagsobjekter

Instruerbar for Arduino -versjonen av Touche + Illutron Github -repo for Arduino -kode

blåtann

Bluetooth -modul

Bluetooth -app

LiPo batterisikkerhet

Grundig guide

Raske tips

Annen hårrelatert teknologi

Hairware, Katia Vega

Brann, det usynlige

Forfatterne

Hybrid Ecologies Lab

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman