Tygböjningssensor: 8 steg (med bilder)

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

Sy din egen tygböjningssensor med ledande tråd, Velostat och neopren. Denna böjningssensor reagerar faktiskt (minskar i motstånd) på tryck, inte specifikt på böjning. Men eftersom det är inklämt mellan två lager neopren (ganska robust tyg), utövas tryck under böjning, vilket gör att man kan mäta böj (vinkel) via tryck. Vettigt? Titta nedan: Så i princip kan du använda nästan vilken tryckgivare som helst för att mäta böjning, men den här finner jag ger mig de bästa resultaten (känslighet) för att mäta böjningen av mänskliga leder när den är fäst vid kroppen. Det är tillräckligt känsligt för att registrera även en liten böjning och har ett tillräckligt stort område för att fortfarande få information när lemmarna är helt böjda. Motståndsområdet för denna böjsensor beror mycket på det initiala trycket. Helst har du ett motstånd på över 2 M ohm mellan båda kontakterna när sensorn ligger platt och inte ansluten. Men detta kan variera beroende på hur sensorn sys och hur stor överlappningen av de intilliggande ledande ytorna är. Det är därför jag väljer att sy kontakterna som diagonala stygn av ledande tråd - för att minimera överlappningen av den ledande ytan. Men bara den minsta böjningen eller fingret kommer i allmänhet att sänka motståndet till några kilo ohm och när det är helt pressat går det ner till cirka 200 ohm. Sensorn upptäcker fortfarande en skillnad, ner till ungefär så hårt som du kan trycka med fingrarna. Området är olinjärt och blir mindre när motståndet minskar. Denna sensor är verkligen väldigt enkel, lätt att göra och billig jämfört med att köpa en. Jag har också funnit att den är tillräckligt pålitlig för mina behov. Jag säljer också dessa handgjorda tygböjsensorer via Etsy. Även om det är mycket billigare att göra din egen, kommer det att hjälpa mig att stödja mina prototyper och utvecklingskostnader >> https://www.etsy.com/shop.php?user_id=5178109 Denna neoprenböjsensor finns också på CNMAT resurswebbplats, bland andra stora möjligheter att göra egna böjsensorer >> https://cnmat.berkeley.edu/category/subjects/bend_sensor Ta en titt på följande video för att se den här sensorn. Dansaren har tygböjningssensorer (samma som denna instruerbara visar) fäst vid henne: Underarmar, armbågar, handleder, axlar, höfter och fötter. Det finns en Bluetooth -modul på dansarens baksida som överför all sensorinformation till en dator som sedan triggar instrument (LEMURs musikaliska robotar) för att spela. För mer information besök: https://kobakant.at/index.php? Menu = 2 & project = 4 Det finns en annan video i slutet av denna instruktionsbok som visar dig den i bärbar action!

Steg 1: Material och verktyg

MATERIAL: Materialen som används för sensorn är i grunden billiga och på hyllan. Det finns andra platser som säljer konduktiva tyger och Velostat, men LessEMF är ett bekvämt alternativ för båda, särskilt för frakt inom Nordamerika. Velostat är varumärket för plastpåsarna där känsliga elektroniska komponenter är förpackade. Kallas även antistatisk, ex-statisk, kolbaserad plast. (Så du kan också klippa upp en av dessa svarta plastpåsar om du har en till hands. Men var försiktig! Alla fungerar inte!) För att göra sensorn helt tyg kan man använda EeonTex konduktiv textil (www.eeonyx.com) istället av Velostat av plast. Eeonyx tillverkar och säljer normalt bara sina belagda tyger i minimibelopp på 100yds, men 7x10 tum (17,8x25,4 cm) prover finns tillgängliga gratis och större prover på 1 till 5 yards för en minimiavgift per gård. Exakt neopren i används för böjningssensorn är: kvalitet: H Tjocklek: 1, 5 mm båda sidor: nylon- / polyesterjersey (standard) ena sidan: grå, andra sidan: neongrön men du kan trotsigt testa och experimentera med olika kvaliteter och tjocklekar! även med olika material. Jag kan tänka mig att skumgummi och liknande kommer att fungera. En bra sak med neopren är att den har jersey smält till båda sidor vilket ger den en skön känsla mot huden men också gör det lättare att sy, eftersom stygn annars sliter igenom vanligt neopren. - Ledande tråd från www.sparkfun.com se även https://cnmat.berkeley.edu/resource/conductive_thread- Neopren från www.sedochemicals.com- Sträckledande tyg från www.lessemf.com se även https:// cnmat. berkeley.edu/resource/stretch_conductive_fabric- Smältbart gränssnitt från lokal tygaffär- Regelbunden sömtråd från lokal tygaffär- Velostat av 3M från www.lessemf.com även se https://cnmat.berkeley.edu/resource/velostat_resistive_plastic- Maskinpoppar/ snaps från lokal tygaffär TOOLS:- Penna och papper- Linjal- Tyg- och papperssax- Järn- Synål- Popper/snäppmaskin (handhållen eller hammare och enkel version)- Möjligen tång för att ta bort poppar För anslutning till din dator: Jag är inte kommer att gå in på detaljer här, eftersom denna instruerbara verkligen handlar mer om själva sensorn och mindre om denna anslutning. Men om du har frågor, skicka mig bara ett meddelande. - Arduino fysisk datorplattform från www.sparkfun.com - Arduino -programvara gratis från www.arduino.cc- Bearbetning av programmeringsmiljö gratis från www.processing.org - Krokodilklipp från www.radioshack. com- En pullup eller nedrullning till marken på din Arduino, med ett 10-20 K Ohm motstånd- Någon tråd och löd och sånt

Steg 2: Gör en stencil

Eftersom vi gör en böjningssensor är det vettigt att göra den lång så att den enkelt kan fästas där böjningen ska mätas.

Du behöver inte följa form och storlek för den här sensorn exakt. Jag har hållit det enkelt att kommunicera idén. Skapa en stencil som innehåller märkning för stygn som ska köras diagonalt. Det är bra att lämna minst 5 mm mellanrum mellan stygnen och kanten av neopren. Lämna 1 cm mellanrum mellan maskorna. Det handlar om att INTE skapa en för ledande yta, så att sensorn förblir känslig. 4-7 diagonala stygn (beroende på sensorns längd) är normalt bra. Dessutom behöver de inte vara långa. 1, 5 cm max. För den här versionen vill du lämna cirka 1-2 cm utrymme i varje ände av sensorn så att du kan fästa en koppling, vilket kommer att vara användbart för att ansluta den till en tygkrets senare.

Steg 3: Förbereda material

När du har skapat schablonen spårar du den på neopren så att du har två IDENTISKA (ej speglade) bitar. Använd gränssnitt, smält en liten bit av ledande tyg (se bilder) till slutet av varje bit neopren. På en gång bör den vara på den gröna sidan (inuti) och på den andra på den grå sidan (utsidan). Detta är så att det konduktiva tyget senare, när sensorn har sytt ihop, bara vetter mot ena sidan (detta är mer av estetiska skäl, så det fungerar fortfarande oavsett vilken sida du smälter det ledande tyget mot).

Steg 4: Sy

Nu när båda sidorna av din sensor är förberedda, trä en nål med en bra mängd ledande tråd. Du kan ta det dubbel eller singel. Jag föredrar att ta den singel.

Sy fast i neopren från baksidan/utsidan (i detta fall grå sida). Börja i slutet längst bort från plåstret av ledande tyg. Sy fram och tillbaka som på bilderna. När du når slutet syr du tråden till det ledande tyget. Gör minst 6 stygn för att ansluta de två. Sy detta för båda bitarna av neopren, med undantag av att det ledande tyget i en gång är på andra sidan av de ledande stygnen. Ändå vill du fästa den ledande tråden på den ledande tyglappen med minst 6 stygn. Anledningen till att sömmarna på båda sidor måste vara identiska är så att när de ligger ovanpå varandra (mot varandra) korsas och överlappar stygnen i en punkt. Detta har två fördelar. För det första att det är osannolikt att stygnen inte kommer i linje och inte gör någon överlappande anslutning. Och för det andra att anslutningsytan inte är för stor. Jag har upptäckt att om de ledande ytorna är för stora så är sensorns känslighet inte längre bra för vad jag vill.

Steg 5: Stängning av sensorn

Innan sensorn stängs vill du klippa ut en bit Velostat som är lite mindre än dina neoprenbitar. Denna del av Velostat går mellan dina två ledande stygn. Och det är detta som skapar den tryckkänsliga förändringen i motstånd. Velostat släpper ut mer elektricitet, ju hårdare du pressar ihop de två ledande skikten, med Velostat däremellan. Jag är inte riktigt säker på varför det är så, men jag föreställer mig att det är för att det finns kolpartiklar i Velostat som leder elektricitet och ju mer tryck på dem ju närmare de kommer ihop och desto bättre leder de eller något liknande (???). Så, placera bit Velostat emellan och sy ihop sensorn som visas på bilderna. Sy inte för hårt, annars har du ett initialt tryck som gör din sensor mindre känslig.

Steg 6: Poppers

Läs instruktionerna som följde med din Popper -maskin. Jag har fäst två olika poppers (hon och man) på vardera sidan av min sensor, men det är upp till dig. Jag har fäst den främre delen av varje papper (popperdelen) på sidan med lappen av ledande tyg, så att båda popparna fäster på samma sida.

Om du råkar göra ett misstag med popparna är det bästa verktyget för att ångra dem en tång och att pressa ihop den svagare delen, som normalt är den bakre delen (ofta bara en ring). Och sedan fela tills det lossnar. Detta förstör dock tyget ofta.

Steg 7: Multimetertest

Nu är din sensor klar! Haka antingen upp till en multimeter och ställ in den för att mäta motstånd. Varje sensor kommer att ha ett annat motståndsområde, men så länge den inte är för liten och fungerar för dina ändamål är allt bra. Sensorn jag gjorde hade följande intervall: Liggande platt: 240 K Ohm Tryck med fingret: 1 K Ohm Liggande på sidan: 400 K Ohm Bent: 1, 5 K Ohm

Steg 8: Visualisering av programvara

För att visualisera förändringen i motståndet i böjningssensorn som du just gjort kan du också ansluta den till din dator via en mikrokontroller (Arduino) och använda lite kod (Processing) för att visualisera den. För Arduino mikrokontroller -kod och bearbetningsvisualiseringskod, titta här >> https://www.kobakant.at/DIY/?cat=347 Se den orangefärgade fältet på bilderna. Hur det är till höger på datorskärmen när handleden är böjd. Och längst till vänster när handleden är rak !! Ha kul och tack för att du läser. Låt mig veta vad du tycker.