Stoffbøyesensor: 8 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Sy ledende tråd, Velostat og neopren, og sy din egen stoffbøyesensor. Denne bøyesensoren reagerer faktisk (reduseres i motstand) på trykk, ikke spesielt på bøyning. Men fordi det er klemt mellom to lag med neopren (ganske solid stoff), utøves det trykk under bøyning, slik at man kan måle bøyning (vinkel) via trykk. Gir mening? Se nedenfor: Så i utgangspunktet kan du bruke mest hvilken som helst trykksensor for å måle bøyning, men denne finner jeg gir meg de beste resultatene (følsomhet) for å måle bøyningen av menneskelige ledd når den er festet til kroppen. Det er følsomt nok til å registrere selv svak bøyning og har et stort nok område til å fortsatt få informasjon når lemmene er helt bøyd. Motstandsområdet til denne bøyesensoren avhenger mye av det første trykket. Ideelt sett har du en motstand på over 2 M ohm mellom begge kontaktene når sensoren ligger flatt og ikke er festet. Men dette kan variere, avhengig av hvordan sensoren sys og hvor stor overlappingen av de tilstøtende ledende overflatene er. Det er derfor jeg velger å sy kontaktene som diagonale sømmer av ledende tråd - for å minimere overlappingen av den ledende overflaten. Men bare den minste bøyning eller berøring av fingeren vil generelt bringe motstanden ned til noen få kilo ohm, og når den er fullstendig presset, går den ned til omtrent 200 ohm. Sensoren oppdager fortsatt en forskjell, helt ned til omtrent så hardt du kan trykke med fingrene. Området er ikke-lineært og blir mindre etter hvert som motstanden avtar. Denne sensoren er veldig enkel, enkel å lage og billig sammenlignet med å kjøpe en. Jeg har også funnet ut at den er pålitelig nok for mine behov. Jeg selger også disse håndlagde stoffbøyesensorene via Etsy. Selv om det er mye billigere å lage din egen, vil det å kjøpe en hjelpe meg å støtte prototyping og utviklingskostnader >> https://www.etsy.com/shop.php?user_id=5178109 Denne neoprenbøyesensoren er også omtalt på CNMAT ressursside, blant andre flotte muligheter for å lage dine egne bøyesensorer >> https://cnmat.berkeley.edu/category/subjects/bend_sensor For å se denne sensoren i bruk, kan du se på følgende video. Danseren har stoffbøyesensorer (det samme som denne Instructable viser) festet til henne: Underarms, albuer, håndledd, skuldre, hofter og føtter. Det er en Bluetooth -modul på danserens rygg som overfører all sensorinformasjon til en datamaskin som deretter utløser instrumenter (LEMURs musikalske roboter) for å spille. For mer informasjon, besøk: https://kobakant.at/index.php? Menu = 2 & project = 4 Det er en annen video på slutten av denne instruksjonsboken som viser deg den i bærbar handling!

Trinn 1: Materialer og verktøy

MATERIALER: Materialene som brukes til sensoren er i utgangspunktet billige og hyller. Det er andre steder som selger ledende stoffer og Velostat, men LessEMF er et praktisk alternativ for begge, spesielt for forsendelse i Nord-Amerika. Velostat er merkenavnet på plastposene der sensitive elektroniske komponenter er pakket i. Også kalt antistatisk, eks-statisk, karbonbasert plast. (Så du kan også kutte opp en av disse svarte plastposene hvis du har den. Men forsiktig! Ikke alle fungerer!) For å gjøre sensoren helt stoff kan du bruke EeonTex ledende tekstil (www.eeonyx.com) i stedet av Velostat av plast. Eeonyx produserer og selger normalt bare de belagte stoffene i minst 100 yds, men 7 x 10 tommer (17,8 x 25,4 cm) prøver er tilgjengelig gratis og større prøver på 1 til 5 meter mot et minimumsgebyr per yard. brukt til bøyesensoren er: kvalitet: HTykkelse: 1, 5 mm begge sider: nylon- / polyesterjersey (standard) den ene siden: grå, den andre siden: neongrønn, men du kan tross alt prøve og eksperimentere med forskjellige kvaliteter og tykkelser! også med forskjellige materialer. Jeg kan tenke meg at skumgummi og lignende vil fungere. En god ting med neopren er at den har jersey smeltet til hver side som gir den en fin følelse mot huden, men også gjør det lettere å sy, ettersom sømmer ellers rives gjennom vanlig neopren. - Ledende tråd fra www.sparkfun.com se også https://cnmat.berkeley.edu/resource/conductive_thread- Neopren fra www.sedochemicals.com- Strekk ledende stoff fra www.lessemf.com se også https:// cnmat. berkeley.edu/resource/stretch_conductive_fabric- Smeltbart grensesnitt fra lokal stoffbutikk- Vanlig sytråd fra lokal stoffbutikk- Velostat av 3M fra www.lessemf.com se også https://cnmat.berkeley.edu/resource/velostat_resistive_plastic- Maskinpoppere/ snaps fra lokal stoffbutikk TOOLS:- Penn og papir- Linjal- Stoff- og papirsaks- Jern- Synål- Popper-/snapmaskin (håndholdt eller hammer og enkel versjon)- Muligvis tang for å løsne popper For tilkobling til datamaskinen: Jeg er ikke kommer til å gå i detalj her, fordi denne Instructable egentlig handler mer om selve sensoren og mindre om denne forbindelsen. Men hvis du har spørsmål, bare send meg en melding. - Arduino fysisk databehandlingsplattform fra www.sparkfun.com - Arduino -programvare gratis fra www.arduino.cc- Behandler programmeringsmiljø gratis fra www.processing.org - Krokodilleklipp fra www.radioshack. com- En pullup eller pulldown til bakken av din Arduino, med en 10-20 K Ohm motstand- Noen ledninger og loddetinn og sånt

Trinn 2: Lag en sjablong

Fordi vi lager en bøyesensor, er det fornuftig å gjøre den lang slik at den enkelt kan festes til hvor bøyning skal måles.

Du trenger ikke å følge formen og størrelsen på denne sensoren nøyaktig. Jeg har holdt det enkelt å formidle ideen. Lag en sjablong som inneholder merking for sting som skal løpe diagonalt. Det er godt å la det være minst 5 mm mellomrom mellom maskene og kanten av neopren. La det være 1 cm mellomrom mellom maskene. Det handler om IKKE å lage en for ledende overflate, slik at sensoren forblir sensitiv. 4-7 diagonale sømmer (avhengig av lengden på sensoren) er normalt fine. Dessuten trenger de ikke være lange. 1, 5 cm maks. For denne versjonen vil du la det være omtrent 1-2 cm mellomrom i hver ende av sensoren, slik at du kan feste en trykknapp, noe som vil være nyttig for å koble den til en stoffkrets senere.

Trinn 3: Forberede materialer

Når du har laget sjablongen, sporer du den på neoprenen slik at du har to IDENTISKE (ikke speilede) biter. Bruk et grensesnitt til å smelte et lite stykke ledende stoff (se bilder) til enden av hvert stykke neopren. På det ene stykket skal det være på den grønne siden (innsiden) og på den andre på den grå siden (utsiden). Dette er slik at senere, når sensoren er sydd sammen, vender det ledende stoffet bare mot den ene siden (dette er mer av estetiske årsaker, så det vil fortsatt fungere uansett hvilken side du smelter det ledende stoffet mot).

Trinn 4: Sying

Nå som begge sider av sensoren er forberedt, trer du en nål med en god mengde ledende tråd. Du kan ta det dobbelt eller enkelt. Jeg foretrekker å ta den singel.

Sy inn i neopren bak/utsiden (i dette tilfellet grå side). Start på slutten lengst vekk fra lappen av ledende stoff. Sy frem og tilbake som vist på bildene. Når du når slutten, sy tråden til det ledende stoffet. Lag minst 6 masker for å koble de to sammen. Sy dette for begge stykker neopren, med unntak av at det ledende stoffet på en gang er på den andre siden av de ledende stingene. Likevel vil du feste den ledende tråden til den ledende stofflappen med minst 6 masker. Grunnen til at sømmen på begge sider må være identisk er at når de ligger oppå hverandre (vendt mot hverandre) krysser og overlapper maskene i ett punkt. Dette har to fordeler. For det første at det er usannsynlig at stingene ikke vil stå i kø og ikke gjøre noen overlappende forbindelse. Og for det andre at overflaten på tilkoblingen ikke er for stor. Jeg har funnet ut at hvis de ledende overflatene er for store, er følsomheten til sensoren ikke lenger god for det jeg vil.

Trinn 5: Lukking av sensoren

Før du lukker sensoren, vil du kutte ut et stykke Velostat som bare er litt mindre enn neoprenbitene dine. Dette stykke Velostat går mellom de to ledende stingene. Og det er dette som skaper den trykkfølsomme endringen i motstand. Velostat slipper mer strøm gjennom, jo hardere du presser de to ledende lagene sammen, med Velostat i mellom. Jeg er ikke helt sikker på hvorfor dette er, men jeg antar at det er fordi det er karbonpartikler i Velostat som leder elektrisitet og jo mer press på dem jo nærmere de kommer sammen og jo bedre de leder eller noe lignende (???). Så legg velostatstykket i mellom og sy sammen sensoren som vist på bildene. Ikke sy for tett, ellers får du et første trykk som vil gjøre sensoren mindre følsom.

Trinn 6: Poppers

Les instruksjonene som fulgte med popper -maskinen. Jeg har festet to forskjellige poppers (hunn og mann) til hver side av sensoren min, men dette er opp til deg. Jeg har festet den fremre delen av hver popper (popper -delen) til siden med lappen av ledende stoff, slik at begge popperne festes på samme side.

Hvis du tilfeldigvis gjør en feil med popperne, er det beste verktøyet for å angre dem en tang og å klemme sammen den svakere delen, som vanligvis er den bakre delen (ofte bare en ring). Og så fele til den løsner. Dette ødelegger imidlertid ofte stoffet.

Trinn 7: Multimetertest

Nå er sensoren din ferdig! Krok enten ender opp til et multimeter og sett den til å måle motstand. Hver sensor vil ha et annet motstandsområde, men så lenge den ikke er for liten og fungerer for dine formål, er alt bra. Sensoren jeg lagde hadde følgende områder: Liggende flatt: 240 K Ohm Trykk med fingeren: 1 K Ohm Liggende på siden: 400 K Ohm Bent: 1, 5 K Ohm

Trinn 8: Programvarevisualisering

For å visualisere endringen i motstand i bøyesensoren du nettopp har gjort, kan du også koble den til datamaskinen din via en mikrokontroller (Arduino) og bruke en liten bit kode (Processing) for å visualisere den. For Arduino mikrokontroller -kode og behandlingskod for visualisering, vennligst se her >> https://www.kobakant.at/DIY/?cat=347 Se den oransje linjen på bildene. Hvordan det er til høyre på dataskjermen når håndleddet er bøyd. Og helt til venstre når håndleddet er rett !! Ha det gøy og takk for at du leser. La meg høre hva du syns.