Mini-Multitouch-gränssnitt: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Denna instruktionsbok visar dig hur du skapar ett mini-multitouch-gränssnitt av enkla delar som du kan beställa online eller köpa i en typisk bygg-/järnaffär. Multitouch -gränssnitt är ytor som kan registrera flera "beröringspunkter" samtidigt, vilket innebär att användare kan använda naturliga handrörelser för att manipulera digitala objekt. De flesta multitouch -system projicerar också skärmbilden på pekytan, vilket gör interaktionen mer intuitiv. Eftersom stora multitouch-system är dyra att bygga lär den här instruktören dig hur du bygger ett enklare och mindre multitouch-system för $ 50-150 med hjälp av lätt att hitta delar. En Mini-Multitouch. Mini-Multitouch fungerar enligt samma principer som större system, och är praktiskt för alla typer av hack-ish eller art-ish-användningar (tänk fingermålning, musik-för-beröring eller andra gestbaserade interaktioner). Denna instruktion skickas som en del av tävlingen "Vinn en laserskärare" på uppdrag av Make: Philly, i hopp om att vi kanske kan komma igång med skapandet av vår nya arbetsplats för samhället med introduktionen av en glänsande ny laserskärare:) Njut! Svårigheter: Medel (eller orolig nybörjare). Kräver grundläggande kunskaper om lödning, användning av hacksåg och verktygskniv, installation av programvara och följande programvaruhandledning. Genom att bekanta dig med dessa ämnen och en vilja att lära dig kommer du igenom denna Instructable! Build Time: 8-10 timmar för en expert på ovanstående ämnen; 16-20 timmar för nybörjare/medel.

Steg 1: Delar och förberedelser

Steg ett: skaffa dina delar! Nedan hittar du rekommendationer om var du kan köpa föremål från materiallistan. Verktyg: hacksågknivsladdlösa borr- och borrbitar lödkolv T -Square Materials: Webcam (Phillips SP900 rekommenderas) - Finns att köpa på webben Windows PC (sorry Atari, vvvv -verktygssatsen är endast Windows.) 4,3 x 4,3 mm infrarött objektiv (även kallat nightvision) - Finns att köpa på webben Infraröda lysdioder (rekommenderas SFH485) - tillgängliga från digikey. hobby-/hantverksbutiker Snabb inställning crazy glew (vilket märke som helst, och få det i en pensel på flaska) - Finns i de flesta hobby-/hantverksbutiker Sandpapper, 400 grit och 800 grit - Finns i järnaffär Gräspolsk - Finns i järnaffär 8 x 10 ark av Lexans standardtjocklek (0,85) - Finns i järnaffär 8ft remsa med "Tile Divider" - Finns i järnaffär En kartong, minst 1,5 fot hög på ena sidan (vi använde 1,5 'x 1' x 1 ') - Finns på hårdvara butik (eller bara läggning runt!) Små bitar av tråd. Om du inte har tråd som ligger runt, skaffa en liten spole med 20 eller 22 gauge tråd, i både rött och svart.- Finns i de flesta elektronik/hobbybutiker

Steg 2: Förbered webbkameran för att upptäcka infrarött ljus

Det här steget beskriver installationen av webbkameran som används för att spela in fläckar av infrarött ljus som avges när du rör vid pekytan. Denna mini-multitouch-display är beroende av fyra LED-lampor för att lysa in i ett Lexan-ark, där det kommer att studsa runt utan att fly, på grund av brytningsindex. Detta kallas total intern reflektion. När trycket (t.ex. det från ett finger) appliceras på Lexan, komprimeras det lite, förändrar brytningsindexet och låter ljuset släppa ut. De platser där ljuset släpper kommer bara att vara där ytan är komprimerad, vilket gör fina glödande klumpar där något trycker på Lexan. Det är här webbkameran kommer in! Du kan titta på blobbarna med en webbkamera och med specialprogramvara använda dem som inmatning i din dator, som en mus eller ett tangentbord. För detta projekt (och de flesta multitouch -skärmar) är ljuset som används för pekdetektering inom det infraröda området och webbkamera måste ändras för att se i det infraröda området. Detta görs enkelt genom att byta ut din befintliga webbkameralins mot en som kan "se" infrarött ljus. LED: n som används av mini-multitouch-gränssnittet, vid 880 nm frekvens, ligger inom intervallet för övervakningskameror "nattvision". Du kan byta ut ditt befintliga webbkameralins mot ett "mörkerseende" -objektiv, så är du redo att gå. Om du använder den rekommenderade SPC900NC kan du använda valfri IR -objektiv på 4,3 mm x 4,3 mm CCTV -kamera. Prova att söka i e-bay eller en lokal säkerhetskamerabutik. Innan du tar bort det befintliga objektivet på din webbkamera, installera webbkameraprogrammet på din dator och testa webbkameran för att se till att kameran fungerar. Obs: det är viktigt att göra detta INNAN du upphäver din garanti genom att öppna den och byta objektiv! När du väl har tagit några bilder och säkerställt att webbkameran fungerar bra är du redo att byta objektivet. För att byta ut objektivet på SPC900 -kameran (eller andra jämförbara kameror) måste du först bända av ringen runt objektiv med en skruvmejsel. När den ringen är borta är det enkelt att byta ut den vanliga linsen mot en "övervakningslins" genom att försiktigt (men fast) skruva loss linsen. Ringen är bara för utseende, så du kan sätta på den igen eller låta den vara avstängd. INär du har bytt linsen, kontrollera webbkameran för att se till att den fortfarande fungerar med webbkameraprogramvaran. Du kan också behöva justera fokus för det nya objektivet. Bilderna du får tillbaka från webbkameran kommer inte att se ut som med ett vanligt objektiv, det betyder bara att den fungerar som förväntat. Om kameran slutligen har ett inbyggt ljus för att lysa på vad den filmar, täck över tänd med lite tejp för att blockera det. Om du inte gör det kommer det att lägga till lite "brus" och göra att din skärm har "spöke" -kontaktpunkter.

Steg 3: Bygg Touchsurface -ramen

Detta steg omfattar byggandet av ramen som ska rymma Lexan, liksom den förberedelse som krävs för att montera LED -lamporna i ramen.

Det bästa materialet jag hittade för ramen är 'Tile Divider', som kommer i 6- till 8-fots remsor och kan köpas i gjutavdelningen i de flesta hemverkstäder. Se bilderna nedan för en visuell beskrivning (snarare än att försöka förklara här!). Ramen passar Lexan väldigt nära, så att du kan klippa kakelavdelaren exakt i storlek: klippa två 8-tums remsor och två 10-tums remsor. När remsorna har skurits bör du använda en T-kvadrat för att skära ändarna av de korta remsorna för att fasa inåt i 45% vinkel. Detta får dem att passa snyggt och tätt som en ram runt Lexan. Du kommer att montera de fyra LED-lamporna på en 8-tums sida av ramen. De måste monteras så att de vidrör Lexan genom hål i remsan och sprider ut jämnt utmed kanten. Det är viktigt att placera hålen nära toppen av remsan, som visas nedan, så att ljuset bara lyser in i kanten på Lexan och INTE ner på kameran nedan. Markera platserna för de fyra hålen på cirka 1 tum, 3 tum, 5 tum och 7 tum längs kanten på en 8-tums kakelavdelare. Eftersom kakelavdelaren är gjord av mjuk plast måste du borra hålen i flera inkrementella storlekar för att undvika att böja eller förvränga plasten för mycket. Borra först ett litet hål (1/16 "), borra sedan ett lite större (9/64"). Slutligen borra ett 3/16 "hål, vilket är den perfekta storleken för lysdioderna att passa igenom.

Steg 4: Förbered Lexan Touchsurface

Detta steg omfattar slipning och polering av Lexans beröringsyta för maximal ljusfördelning.

För att få ut så mycket ljus som möjligt på pekytan måste en av de 8-tums kanterna på Lexans pekyta vara mycket slät (det är här lysdioderna kommer i kontakt med pekytan). Helst använder du tre material: 400 sandpapper, 800 sandpapper och mässingspolering. Om du inte har mässingspolish tillgängligt kan du bara använda sandpapper på 400 och 800, men resultatet blir mindre än spektakulärt. Vik en bit sandpapper med 400 grus över ett träblock (eller till och med en liten pocketbok) och kör det fram och tillbaka tre eller fyra gånger längs en 8-tums kant av Lexans beröringsyta. Du borde se små vita flingor lossna. Upprepa detta med 800 -sandpapper. Efter varje pass med sandpapper bör du kunna se att repor och fläckar på kanten av Lexan blir mindre och mindre: detta indikerar att du gör ett ordentligt jobb (och det är inte så uppmuntrande!). Efter att du har slipat bort fläckarna och stötarna ska du polera kanten på Lexan (endast kanten!) Med din mässingspolish (följ instruktionerna på behållaren för mässingspolering). Beundra hur smidig och blank din Lexan -kant har blivit.

Steg 5: Montera ramen på pekytan, montera lysdioderna

Detta steg täcker installationen av Lexans beröringsyta och LED -lampor i ramen inbyggd i steg 3 i denna instruktionsbok.

Innan du fäster ramen permanent på Lexan, kontrollera att ramen passar till den 8-tum-10-tums Lexan-beröringsytan genom att skjuta kakelavdelningsremsorna (från steg 3) på kanterna på beröringsytan: den ska sitta snyggt och tätt i dess glada nya ram. Kontrollera också att det inte finns några plastborrar kvar i kakelavdelaren från att borra LED -hålen, eftersom dessa kan göra att ramen sitter dåligt. När du har kontrollerat passformen är det dags att limma ramen och Lexan ihop till en enda enhet. Ta bort Tile Divider -ramen och skala tillbaka skyddskåpan ungefär en tum tillbaka från kanterna på Lexan, var försiktig så att du inte tar bort den helt. Skjut sedan tillbaka ramen på Lexan, utan täckning mellan de två. Var säker på att ramsektionen som har LED -hål är placerad på Lexan -kanten som var polerad slät! När alla sidor på ramen är anpassade efter dina önskemål, använd lite galet lim (eller något lim) för att limma ramens hörn till varandra. Försök att limma ramdelar till varandra, inte till Lexan. Om det kommer lite lim på Lexan är det ingen stor sak och bör inte påverka din beröringsyta. Nu när ramen är monterad på Lexan är det dags att montera lysdioderna på ramen. Innan du permanent limer lysdioderna genom hålen i ramen) prova några testkörningar för att se till att du har dem korrekt placerade. För bästa kvalitetsklumpar ska lysdioderna inte vända rakt in i Lexan-kanten, de måste monteras i en liten vinkel mot Lexans kant: cirka 20-30 graders vinkel från horisontalplanet (se bilden för mer detalj). Vinkeln hjälper till att göra ljuset undan där Lexan komprimeras ljusare och tydligare. För att placera lysdioderna för enklare kabeldragning senare: var noga med att montera alla lysdioder så att de roteras för att ha jordstiftet (den längre stiftet) på toppen. När du är nöjd med lysdiodernas vinkel och position, montera dem permanent i ramen genom att hålla lysdioden på plats och applicera galet lim runt utsidan av lysdioden där den rör ramen. Håll dessa lysdioder på plats tills de torkar helt! (Det är därför vi rekommenderar att du använder galet lim). Nu när lysdioderna är på plats är det dags att börja göra ledningarna.

Steg 6: Anslutning av lysdioderna

Det här avsnittet täcker alla kablar du behöver göra och täcker anslutning av lysdioderna till en strömkälla.

Vi rekommenderar att du använder 1,5 V 100 mA lysdioder, och i den här instruktionsboken antar du att du använder en 200 mA 3,3 V likspänning (t.ex. en 'wall wort' eller hobbyströmförsörjning). Du kan behöva justera ledningarna för dina lysdioder baserat på vilken strömförsörjning du har - fråga någon som är bekant med elektronik om du inte är säker på hur du ska justera dina ledningar. Löd ihop lysdioderna som visas på bilden nedan … om du behöver träna lite med lödning, gör en testkörning med några lysdioder som INTE är limmade i ramen. För att testa LED-kablarna, anslut strömförsörjningen och rikta dem mot (IR-filtrerad) webbkamera. Kör din webbkameraprogramvara: om webbkameran tar upp det infraröda ljuset bör du se ett starkt rött ljus på webbkamerans display (även om du inte ser något ljus från själva lysdioderna, för det är infrarött!). Nu tillbaka till mini-multitouch-skärmen. När du har anslutit lysdioderna med ditt lödkolv (enligt diagrammet nedan), riktar du den IR-filtrerade webbkameran mot mini-multitouch-rutan ovanifrån. Kör din webbkameraprogramvara nu om du inte redan har den igång: du bör se en sken på webbkamerans display, längs ramen när de infraröda lysdioderna är monterade (men igen, du kommer inte att se något ljus från de faktiska lysdioderna!). Om du inte kan se glödet måste du kontrollera dina ledningar och eventuellt rådfråga någon som är bekant med elektronik om du inte är säker på hur du fixar LED -anslutningen. En snabb notering: glöden som beskrivs ovan är ljusläckage, och det är oönskat: vi kommer att ta hand om det i nästa steg så att det enda infraröda ljuset som avges från beröringsytan är ljuset som kommer från att vidröra det. Men för närvarande är det ett bra sätt att kontrollera att dina lysdioder är korrekt anslutna. Du är så nära att ha en mini-multitouch-skärm!

Steg 7: Avsluta pekytan, placera webbkameran

Detta är det sista steget i hårdvarubyggnaden. Något ljus från lysdioderna tenderar att lysa uppåt och nedåt istället för direkt in i Lexan, och den extra glöd (ljusläckage) kan orsaka problem. Detta extra ljus kan studsa bort närliggande föremål som väggar, skärmar, tak, etc., skapa områden med infrarött sken som kommer att dyka upp på din webbkameraskärm som falska beröringspunkter. Det bästa sättet att lösa detta problem är att lägga till lite extra ogenomskinligt material ovanför och under kanterna på Lexans beröringsyta för att blockera denna upplysta och nedglödande. Skär en platt 8-tum-10-tums rammatta ur kartong, ungefär 1 tum tjock och stor för att passa precis under beröringsytan. Den inre måtten på denna matta ska vara 6 x 8 tum, vilket gör den i princip en rektangulär kant 1 tum tjock som passar tätt in i utrymmet precis nedanför Lexan. Om dessa riktningar är oklara, ta en titt på det utökade diagrammet i steg 5, som innehåller en ritning av denna kartongmatta. Detta kommer att ta hand om down-glow. Upprepa processen på ovansidan av touch-ytan för att blockera upp-glow. Om du har tid ser det mer professionellt ut att använda något snyggare (som en golv- eller takkantlist) för glödblockeraren, men vi använde bara en andra kartongmatta och det fungerar bra! Vid denna tidpunkt har du en smörgås med ytan, med Lexan och ramen i mitten, och upp-glöd och ned-glöd blockerare på toppen och botten, passar tätt på plats och hålls där av galet lim om så önskas. din hårdvarukonfiguration behöver du bara placera webbkameran. Den måste sitta cirka 1,5 till 2 fot från beröringsytan och pekar på Lexans "undersida" (t.ex. sidan som inte rörs). Du kan uppnå detta genom att använda en kartong. Ställ upp lådan så att dess höjd är 1,5 till 2 fot (vilken sida du står på beror på hur stor din låda är). Din webbkamera kommer att sitta inuti lådan, och din beröringsyta kommer att sitta ovanpå lådan, så du måste klippa ett hål i toppen av lådan som är ungefär lika stor som formen på den exponerade delen av Lexan (endast exponerad del, inte hela ramen!). Se bilden nedan för ett visuellt exempel. Kör webbkamerans sladd ur lådan, ställ pekskärmen ovanpå och beundra det fina i din färdiga maskinvaruinstallation! Nu kan du ta bort den skyddande beläggningen från Lexan, om du inte redan har gjort det. Grattis! Du är klar med hårdvaran för din Mini-Multitouch! Om du kör din webbkameraprogramvara ska du kunna se pekytan lysa där du sätter press på den, helst med fingrarna. Till det sista steget: programvara.

Steg 8: Konfigurera Vvvv Toolkit och spela

Detta sista steg beskriver programvaruinstallationen som används för att interagera med din multitouch-skärm. Nu är det dags att börja använda ditt nya mini-multitouch-system! Det enklaste sättet att börja är att arbeta med verktyget 'vvvv'. Vvvv-verktygssatsen är fritt tillgänglig för icke-kommersiell användning. Tyvärr, eftersom det är baserat på Microsofts DirectX -programvara (för hastighet), är vvvv endast tillgängligt för Windows. Våra ursäkter! För att få en kopia av vvvv -verktygssatsen, gå till vvvv vvvv -nedladdningssidan och packa upp paketet till en valfri katalog (jag rekommenderar c: / Program Files / vvvv som prefekt).vvvv har inget installations- eller installationsprogram, du kör helt enkelt vvvv.exe när du vill köra vvvv. Du kommer att se en gungande träddemo som standard när du kör vvvv - det är här du kan starta självstudien och få en känsla för vad vvvv kan och vad den kan användas till. Vi rekommenderar att du börjar med denna handledning! Och lite felsökningsråd: om du får ett 'dll -fel' när du försöker köra vvvv.exe måste du förmodligen uppgradera DirectX på din maskin till version 9.0c eller nyare. följ länkarna nedan och gör de två första (korta) vvvv -självstudierna innan du fortsätter. Introduktionen till vvvv och introduktionen till Hello World kommer att lära dig de flesta grundläggande färdigheter du behöver för att använda vvvv, och rekommenderas starkt. När du har kört de två självstudierna har du ett sista steg innan du upplever mini-multitouch magi! Det är dags att kontrollera att din webbkamera fungerar med vvvv. Du kan testa om vvvv automatiskt upptäcker din webbkamera med hjälp av vvvv VideoIn -handledning. Denna handledning innehåller instruktioner om hur du testar din webbkamera i vvvv: följ dessa instruktioner! Innan du går vidare till det sista steget, använd VideoIn -handledningen för att se till att du får bilder och att din kamera i allmänhet fungerar korrekt med vvvv. Om din kamera inte fungerar med vvvv, gå till vvvv -forumen och sök hjälp med installation och konfiguration. Om du har kommit så långt har du äntligen alla bitar som fungerar, byggs och installeras: det är dags för utbetalning. Ladda ner filen Touch_demo_3.v4p och robot_image-j.webp