Cảm biến uốn vải: 8 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Sử dụng chỉ dẫn điện, Velostat và neoprene, khâu cảm biến uốn vải của riêng bạn. Cảm biến uốn cong này thực sự phản ứng (giảm sức đề kháng) với áp suất, không phải cụ thể để uốn cong. Nhưng bởi vì nó được kẹp giữa hai lớp neoprene (vải khá cứng), áp lực được tạo ra trong khi uốn, do đó cho phép người ta đo độ uốn (góc) thông qua áp lực. Có lý? Xem bên dưới: Vì vậy, về cơ bản bạn có thể sử dụng hầu hết bất kỳ cảm biến áp suất nào để đo độ uốn cong, nhưng cảm biến này tôi thấy cho tôi kết quả tốt nhất (độ nhạy) để đo độ uốn cong của khớp người khi được gắn vào cơ thể. Nó đủ nhạy để ghi nhận ngay cả khi uốn cong nhẹ và có phạm vi đủ lớn để vẫn nhận được thông tin khi các chi được uốn cong hoàn toàn. Phạm vi điện trở của cảm biến uốn cong này phụ thuộc rất nhiều vào áp suất ban đầu. Lý tưởng nhất là bạn có điện trở trên 2M ohm giữa cả hai tiếp điểm khi cảm biến nằm bằng phẳng và không gắn vào. Nhưng điều này có thể khác nhau, tùy thuộc vào cách cảm biến được khâu và mức độ chồng chéo của các bề mặt dẫn điện lân cận. Đây là lý do tại sao tôi chọn khâu các điểm tiếp xúc làm đường khâu chéo của chỉ dẫn điện - để giảm thiểu sự chồng chéo của bề mặt dẫn điện. Nhưng chỉ một chút uốn cong hoặc chạm nhẹ của ngón tay thường sẽ làm giảm điện trở xuống một vài Kilo ohm và khi được nhấn hoàn toàn, nó sẽ giảm xuống khoảng 200 ohm. Cảm biến vẫn phát hiện ra sự khác biệt, ngay đến mức bạn có thể ấn bằng ngón tay của mình. Phạm vi là phi tuyến tính và nhỏ hơn khi điện trở giảm. Cảm biến này thực sự rất đơn giản, dễ làm và rẻ so với việc mua một cái. Tôi cũng thấy nó đủ tin cậy cho nhu cầu của tôi. Tôi cũng đang bán các cảm biến uốn vải thủ công này thông qua Etsy. Mặc dù tự làm rẻ hơn nhiều, nhưng việc mua một cái sẽ giúp tôi hỗ trợ chi phí tạo mẫu và phát triển của mình >> https://www.etsy.com/shop.php?user_id=5178109 Cảm biến uốn cong neoprene này cũng được giới thiệu trên CNMAT trang web tài nguyên, trong số các khả năng tuyệt vời khác để tạo cảm biến uốn cong của riêng bạn >> https://cnmat.berkeley.edu/category/subjects/bend_sensor Để xem cảm biến này hoạt động, hãy xem video sau. Người vũ công có các cảm biến uốn cong của vải (giống như chương trình có thể hướng dẫn này) được gắn vào cô ấy: nách, khuỷu tay, cổ tay, vai, hông và bàn chân. Có một mô-đun Bluetooth trên lưng của vũ công đang truyền tất cả thông tin cảm biến đến một máy tính sau đó sẽ kích hoạt các nhạc cụ (rô-bốt âm nhạc của LEMUR) để chơi. Để biết thêm thông tin, hãy truy cập: https://kobakant.at/index.php? Menu = 2 & project = 4 Có một video khác ở cuối Có thể hướng dẫn này cho bạn thấy nó trong hành động đeo được!

Bước 1: Vật liệu và công cụ

VẬT LIỆU: Các vật liệu được sử dụng cho cảm biến về cơ bản là rẻ và không có sẵn. Có những nơi khác bán vải dẫn điện và Velostat, nhưng LessEMF là một lựa chọn thuận tiện cho cả hai, đặc biệt là để vận chuyển trong khu vực Bắc Mỹ., nhựa gốc carbon, ngoại tĩnh. (Vì vậy, bạn cũng có thể cắt một trong những túi nhựa đen này nếu bạn có trong tay. Nhưng hãy thận trọng! Không phải tất cả chúng đều hoạt động!) Để làm cho cảm biến hoàn toàn bằng vải, người ta có thể sử dụng vải dẫn điện EeonTex (www.eeonyx.com) để thay thế của Velostat bằng nhựa. Eeonyx thường chỉ sản xuất và bán các loại vải tráng phủ của mình với số lượng tối thiểu là 100yds, nhưng các mẫu 7x10 inch (17,8x25,4 cm) được cung cấp miễn phí và các mẫu lớn hơn từ 1 đến 5 yard với mức phí tối thiểu cho mỗi yard. được sử dụng cho cảm biến uốn cong là: chất lượng: Độ dày HS: 1, 5 mm ba mặt: nylon- / polyesterjersey (tiêu chuẩn) một mặt: xám, mặt kia: xanh neon nhưng bạn có thể bất chấp thử và thử nghiệm với các chất lượng và độ dày khác nhau! cũng với các vật liệu khác nhau. Tôi có thể tưởng tượng rằng cao su xốp và các loại tương tự sẽ hoạt động. một điều tốt về neoprene là nó có áo được kết hợp ở hai bên mang lại cảm giác dễ chịu trên da nhưng cũng giúp việc may dễ dàng hơn, vì các đường khâu bằng cách khác sẽ xé qua neoprene đơn giản. - Chỉ dẫn điện từ www.sparkfun.com cũng xem https://cnmat.berkeley.edu/resource/conductive_thread- Neoprene từ www.sedochemicals.com- Vải dẫn điện căng từ www.lessemf.com cũng xem https://cnmat. berkeley.edu/resource/stretch_conductive_fulation- Giao diện dễ chảy từ cửa hàng vải địa phương- Chỉ may thông thường từ cửa hàng vải địa phương- Velostat của 3M từ www.lessemf.comcũng có thể xem tại https://cnmat.berkeley.edu/resource/velostat_resistive_plastic- Máy poppers / snaps từ cửa hàng vải địa phương sẽ đi vào chi tiết ở đây, vì có thể hướng dẫn này thực sự nhiều hơn về bản thân cảm biến và ít hơn về kết nối này. Nhưng nếu bạn có câu hỏi, chỉ cần gửi tin nhắn cho tôi. - Nền tảng máy tính vật lý Arduino từ www.sparkfun.com - Phần mềm Arduino miễn phí từ www.arduino.cc- Môi trường lập trình xử lý miễn phí từ www.processing.org - Các clip cá sấu từ www.radioshack. com - Một kéo lên hoặc kéo xuống mặt đất của Arduino của bạn, với điện trở 10-20 K Ohm- Một số dây và chất hàn và các thứ

Bước 2: Tạo Stencil

Bởi vì chúng tôi đang chế tạo một cảm biến uốn cong, nên làm cho nó dài ra để có thể dễ dàng gắn vào nơi cần đo độ uốn.

Bạn không cần phải tuân theo chính xác hình dạng và kích thước của cảm biến này. Tôi đã giữ cho nó đơn giản để truyền đạt ý tưởng. Tạo một giấy nến bao gồm đánh dấu cho các mũi may chạy theo đường chéo. Tốt nhất là nên để khoảng cách ít nhất 5mm giữa các mũi khâu và mép của neoprene. Chừa khoảng trống 1cm giữa các mũi khâu. Đó là việc KHÔNG tạo ra một bề mặt quá dẫn điện, để cảm biến vẫn nhạy. 4-7 đường may chéo (tùy thuộc vào độ dài cảm biến của bạn) bình thường là tốt. Ngoài ra, chúng không cần phải dài. Tối đa 1, 5cm. Đối với phiên bản này, bạn sẽ muốn để lại khoảng trống khoảng 1-2 cm ở mỗi đầu của cảm biến để bạn có thể gắn một popper, sẽ hữu ích cho việc kết nối nó vào một mạch vải sau này.

Bước 3: Chuẩn bị vật liệu

Sau khi bạn đã tạo xong stencil, hãy vạch nó lên neoprene để bạn có hai mảnh SẮC KÝ (không được nhân đôi). Trên một mảnh, nó phải ở bên màu xanh lá cây (bên trong) và ở bên kia ở bên màu xám (bên ngoài). Điều này để sau này, khi cảm biến được may lại với nhau, vải dẫn điện chỉ quay mặt về một phía (điều này nhiều hơn vì lý do thẩm mỹ, vì vậy nó vẫn hoạt động cho dù bạn kết hợp vải dẫn điện sang mặt nào).

Bước 4: May

Bây giờ cả hai mặt của cảm biến của bạn đã được chuẩn bị, hãy luồn một cây kim có lượng chỉ dẫn điện tốt. Bạn có thể lấy nó đôi hoặc đơn. Tôi thích chụp nó đơn lẻ.

May vào vải cao su tổng hợp từ phía sau / bên ngoài (trong trường hợp này là mặt màu xám). Bắt đầu từ cuối xa nhất khỏi miếng vải dẫn điện. Khâu qua lại như trong ảnh. Khi bạn đến cuối, hãy may đường chỉ vào vải dẫn điện. Thực hiện ít nhất 6 mũi để kết nối cả hai. Thực hiện việc may này đối với cả hai mảnh vải cao su tổng hợp, ngoại trừ trường hợp một lần vải dẫn điện nằm ở phía bên kia của đường khâu dẫn điện. Bạn vẫn muốn đính chỉ dẫn điện vào miếng vải dẫn điện với ít nhất 6 mũi. Lý do đường khâu của cả hai mặt phải giống nhau là do khi chúng nằm chồng lên nhau (đối diện nhau) các mũi khâu đan chéo và chồng lên nhau ở một điểm. Điều này có hai lợi thế. Đầu tiên, không chắc rằng các mũi khâu sẽ không thẳng hàng và không tạo ra bất kỳ kết nối chồng chéo nào. Và thứ hai là bề mặt kết nối không quá lớn. Ià¢ à ¢ ‚¬à ¢  đã phát hiện ra rằng nếu bề mặt dẫn điện quá lớn thì độ nhạy của cảm biến không còn tốt cho những gì tôi muốn.

Bước 5: Đóng cảm biến

Trước khi đóng cảm biến, bạn sẽ muốn cắt ra một miếng Velostat chỉ nhỏ hơn một chút so với miếng neoprene của bạn. Miếng Velostat này sẽ đi vào giữa hai mũi khâu dẫn điện của bạn. Và đây là những gì tạo ra sự thay đổi nhạy cảm với áp suất trong điện trở. Velostat cho phép nhiều điện đi qua hơn, bạn càng nhấn mạnh hai lớp dẫn điện với nhau, với Velostat ở giữa. Tôi không thực sự chắc chắn chính xác lý do tại sao lại như vậy, nhưng tôi tưởng tượng đó là vì có các hạt carbon trong Velostat dẫn điện và càng có nhiều áp lực lên chúng thì chúng càng gần nhau hơn và chúng dẫn điện tốt hơn hoặc một cái gì đó tương tự (???) Vì vậy, đặt miếng Velostat vào giữa và khâu cảm biến lại với nhau như trong hình. Đừng khâu quá chặt, nếu không, bạn sẽ có một áp lực ban đầu khiến cảm biến của bạn kém nhạy hơn.

Bước 6: Poppers

Đọc hướng dẫn đi kèm với máy popper của bạn. Tôi đã gắn hai poppers khác nhau (nữ và nam) vào hai bên cảm biến của mình, nhưng điều này tùy thuộc vào bạn. Tôi đã gắn phần trước của mỗi popper (phần popper) vào một bên bằng miếng vải dẫn điện, để cả hai popper gắn ở cùng một phía.

Nếu bạn tình cờ mắc lỗi với poppers, công cụ tốt nhất để hoàn tác chúng là một cặp kìm và để ép chặt phần yếu hơn, thường là phần sau (thường chỉ là một chiếc nhẫn). Và sau đó sờ soạng cho đến khi nó lỏng ra. Tuy nhiên, điều này thường làm hỏng vải.

Bước 7: Kiểm tra vạn năng

Bây giờ cảm biến của bạn đã hoàn thành! Móc một trong hai đầu vào đồng hồ vạn năng và đặt nó để đo điện trở. Mỗi cảm biến sẽ có một dải điện trở khác nhau nhưng miễn là nó không quá nhỏ và hoạt động đúng mục đích của bạn thì tất cả đều tốt. Cảm biến tôi đã thực hiện có các phạm vi sau: Nằm phẳng: 240 K Ohm Nhấn bằng ngón tay: 1 K Ohm Nằm nghiêng: 400 K Ohm Cúi: 1,5 K Ohm

Bước 8: Hình ảnh hóa phần mềm

Để hình dung sự thay đổi về điện trở trong cảm biến uốn cong mà bạn vừa tạo, bạn cũng có thể kết nối nó với máy tính của mình thông qua vi điều khiển (Arduino) và sử dụng một chút mã (Xử lý) để hình dung nó. Để biết mã vi điều khiển Arduino và mã trực quan hóa Xử lý, vui lòng xem tại đây >> https://www.kobakant.at/DIY/?cat=347 Xem thanh màu cam trong hình. Bên phải màn hình máy tính như thế nào khi cổ tay bị cong. Và ở bên trái khi cổ tay thẳng !! Chúc bạn vui vẻ và cảm ơn vì đã đọc. Cho tôi biết bạn nghĩ gì.