Αισθητήρας κάμψης υφάσματος: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:39

Χρησιμοποιώντας αγώγιμο νήμα, Velostat και νεοπρένιο, ράψτε τον δικό σας αισθητήρα κάμψης υφάσματος. Αυτός ο αισθητήρας κάμψης αντιδρά (μειώνει την αντίσταση) στην πίεση, όχι συγκεκριμένα στην κάμψη. Αλλά επειδή είναι στριμωγμένο ανάμεσα σε δύο στρώματα νεοπρενίου (μάλλον στιβαρό ύφασμα), ασκείται πίεση κατά την κάμψη, επιτρέποντας έτσι σε ένα να μετρήσει την κάμψη (γωνία) μέσω πίεσης. Βγάζει νόημα? Παρακολουθήστε παρακάτω: Έτσι, βασικά θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε περισσότερο οποιοδήποτε αισθητήρα πίεσης για να μετρήσετε την κάμψη, αλλά αυτός που βρίσκω μου δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα (ευαισθησία) για τη μέτρηση της κάμψης των ανθρώπινων αρθρώσεων όταν συνδέεται με το σώμα. Είναι αρκετά ευαίσθητο για να καταγράφει ακόμη και μια μικρή κάμψη και έχει αρκετά μεγάλο εύρος για να λαμβάνει ακόμα πληροφορίες όταν τα άκρα είναι πλήρως λυγισμένα. Το εύρος αντίστασης αυτού του αισθητήρα κάμψης εξαρτάται πολύ από την αρχική πίεση. Ιδανικά έχετε αντίσταση άνω των 2M ohm μεταξύ των δύο επαφών όταν ο αισθητήρας βρίσκεται σε επίπεδη θέση και δεν είναι συνδεδεμένος. Αλλά αυτό μπορεί να ποικίλει, ανάλογα με το πώς είναι ραμμένος ο αισθητήρας και πόσο μεγάλη είναι η επικάλυψη των γειτονικών αγώγιμων επιφανειών. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο επιλέγω να ράβω τις επαφές ως διαγώνιες βελονιές αγώγιμου νήματος - για να ελαχιστοποιήσω την επικάλυψη της αγώγιμης επιφάνειας. Αλλά μόνο η παραμικρή κάμψη ή άγγιγμα του δακτύλου θα μειώσει γενικά την αντίσταση σε λίγα κιλά ωμ και, όταν πιέζεται πλήρως, μειώνεται στα περίπου 200 ωμ. Ο αισθητήρας εξακολουθεί να ανιχνεύει μια διαφορά, μέχρι σχεδόν όσο μπορείτε να πιέσετε με τα δάχτυλά σας. Το εύρος είναι μη γραμμικό και γίνεται μικρότερο καθώς μειώνεται η αντίσταση. Αυτός ο αισθητήρας είναι πραγματικά πολύ απλός, εύκολος στην κατασκευή και φθηνός σε σύγκριση με την αγορά ενός. Το βρήκα επίσης αρκετά αξιόπιστο για τις ανάγκες μου. Πουλάω επίσης αυτούς τους χειροποίητους αισθητήρες κάμψης υφάσματος μέσω Etsy. Παρόλο που είναι πολύ φθηνότερο να φτιάξετε το δικό σας, η αγορά ενός θα με βοηθήσει να υποστηρίξω το κόστος πρωτοτύπωσης και ανάπτυξης >> https://www.etsy.com/shop.php?user_id=5178109 Αυτός ο αισθητήρας κάμψης από νεοπρένιο εμφανίζεται επίσης στο CNMAT ιστότοπος πόρων, μεταξύ άλλων εξαιρετικών δυνατοτήτων για τη δημιουργία των δικών σας αισθητήρων κάμψης >> https://cnmat.berkeley.edu/category/subjects/bend_sensor Για να δείτε αυτόν τον αισθητήρα σε δράση, ρίξτε μια ματιά στο παρακάτω βίντεο. Η χορεύτρια έχει προσαρτημένους αισθητήρες κάμψης υφάσματος (ίδιους με αυτούς που παρουσιάζει το Instructable): Μασχάλες, αγκώνες, καρποί, ώμοι, γοφοί και πόδια. Υπάρχει μια μονάδα Bluetooth στην πλάτη του χορευτή που μεταδίδει όλες τις πληροφορίες του αισθητήρα σε έναν υπολογιστή που στη συνέχεια ενεργοποιεί όργανα (τα μουσικά ρομπότ του LEMUR) για να παίξουν. Για περισσότερες πληροφορίες επισκεφθείτε: https://kobakant.at/index.php? Menu = 2 & project = 4 Υπάρχει ένα άλλο βίντεο στο τέλος αυτού του Instructable που σας το δείχνει σε φορητή δράση!

Βήμα 1: Υλικά και εργαλεία

ΥΛΙΚΑ: Τα υλικά που χρησιμοποιούνται για τον αισθητήρα είναι βασικά φθηνά και εκτός ράφι. Υπάρχουν άλλα μέρη που πωλούν αγώγιμα υφάσματα και Velostat, αλλά το LessEMF είναι μια βολική επιλογή και για τα δύο, ειδικά για αποστολές στη Βόρεια Αμερική. Η Velostat είναι η εμπορική ονομασία για τις πλαστικές σακούλες στις οποίες συσκευάζονται ευαίσθητα ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Ονομάζεται επίσης αντιστατικό, εκ στατικό, πλαστικό με βάση τον άνθρακα. (Έτσι μπορείτε επίσης να κόψετε μία από αυτές τις μαύρες πλαστικές σακούλες εάν έχετε μία στο χέρι. Αλλά προσοχή! Δεν λειτουργούν όλες!) Για να κάνετε τον αισθητήρα πλήρως υφασμένο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αγώγιμο ύφασμα EeonTex (www.eeonyx.com) του πλαστικού Velostat. Η Eeonyx κανονικά κατασκευάζει και πωλεί τα υφασμάτινα υφάσματά της σε ελάχιστες ποσότητες 100yds, αλλά διατίθενται δωρεάν δείγματα 7x10 ιντσών (17,8x25,4 cm) και μεγαλύτερα δείγματα 1 έως 5 γιάρδων με ελάχιστη χρέωση ανά αυλή. Το ακριβές νεοπρένιο i που χρησιμοποιείται για τον αισθητήρα κάμψης είναι: ποιότητα: H Πάχος: 1, 5 mmboth πλευρές: νάιλον- / polyesterjersey (στάνταρ) η μία πλευρά: γκρι, η άλλη πλευρά: νέον πράσινο αλλά μπορείτε να δοκιμάσετε προκλητικά και να πειραματιστείτε με διαφορετικές ποιότητες και πάχη! επίσης με διαφορετικά υλικά Το Μπορώ να φανταστώ ότι το αφρώδες καουτσούκ και παρόμοια θα λειτουργήσουν. Ένα καλό πράγμα για το νεοπρένιο είναι ότι έχει κολλήσει τη φανέλα και στις δύο πλευρές, κάτι που του δίνει μια ωραία αίσθηση στο δέρμα, αλλά κάνει και το ράψιμο ευκολότερο, καθώς τα ράμματα κατά τα άλλα σχίζουν το απλό νεοπρένιο. - Αγώγιμο νήμα από το www.sparkfun.com επίσης δείτε https://cnmat.berkeley.edu/resource/conductive_thread- Νεοπρένιο από www.sedochemicals.com- Τεντώστε αγώγιμο ύφασμα από το www.lessemf.com επίσης δείτε https:// cnmat. berkeley.edu/resource/stretch_conductive_fabric- Εύκαμπτη διασύνδεση από τοπικό κατάστημα υφασμάτων- Κανονικό νήμα ραψίματος από τοπικό κατάστημα υφασμάτων σπάει από το τοπικό κατάστημα υφασμάτων ΕΡΓΑΛΕΙΑ:- Στυλό και χαρτί- Χάρακας- Fabαλίδι από ύφασμα και χαρτί- Σίδερο- Βελόνα ραπτικής- Popper/snap machine (φορητό ή σφυρί και απλή έκδοση)- Ενδεχομένως πένσες για ξεβούλωμα poppers Για σύνδεση με τον υπολογιστή σας: Δεν είμαι θα μπει σε λεπτομέρειες εδώ, επειδή αυτό το Instructable είναι πραγματικά περισσότερο για τον ίδιο τον αισθητήρα και λιγότερο για αυτήν τη σύνδεση. Αλλά αν έχετε απορία, στείλτε μου μήνυμα. - Φυσική πλατφόρμα υπολογισμού Arduino από www.sparkfun.com - Λογισμικό Arduino δωρεάν από www.arduino.cc- Επεξεργασία περιβάλλοντος προγραμματισμού χωρίς www.processing.org - Κροκόδειλα κλιπ από www.radioshack. com- Τράβηγμα ή αναδίπλωση στο έδαφος του Arduino σας, με αντίσταση 10-20 K Ohm- Λίγο σύρμα και συγκόλληση και άλλα

Βήμα 2: Φτιάξτε ένα στένσιλ

Επειδή φτιάχνουμε έναν αισθητήρα κάμψης είναι λογικό να το κάνουμε μακρύ, ώστε να μπορεί εύκολα να προσαρτηθεί στο σημείο όπου πρέπει να μετρηθεί η κάμψη.

Δεν χρειάζεται να ακολουθείτε ακριβώς το σχήμα και το μέγεθος για αυτόν τον αισθητήρα. Κράτησα απλή την επικοινωνία της ιδέας. Δημιουργήστε ένα στένσιλ που περιλαμβάνει σήμανση για ράμματα που πρέπει να τρέχουν διαγώνια. Καλό είναι να αφήνετε τουλάχιστον 5mm χώρο μεταξύ των βελονιών και της άκρης του νεοπρενίου. Αφήστε 1 εκατοστό χώρο μεταξύ των βελονιών. Πρόκειται για ΔΕΝ δημιουργεί μια πολύ αγώγιμη επιφάνεια, έτσι ώστε ο αισθητήρας να παραμένει ευαίσθητος. 4-7 διαγώνιες βελονιές (ανάλογα με το μήκος του αισθητήρα σας) είναι κανονικά μια χαρά. Επίσης, δεν χρειάζεται να είναι πολύ. 1, 5 εκ. Μέγ. Για αυτήν την έκδοση θα θέλετε να αφήσετε περίπου 1-2 εκατοστά χώρο σε κάθε άκρο του αισθητήρα, ώστε να μπορείτε να συνδέσετε ένα popper, το οποίο θα είναι χρήσιμο για τη σύνδεσή του αργότερα σε ένα υφασμάτινο κύκλωμα.

Βήμα 3: Προετοιμασία υλικών

Μόλις δημιουργήσετε το στένσιλ, το εντοπίστε στο νεοπρένιο, έτσι ώστε να έχετε δύο κομμάτια IDENTICAL (όχι καθρέφτη). Χρησιμοποιώντας τη διασύνδεση, λιώστε ένα μικρό κομμάτι τεντωμένου αγώγιμου υφάσματος (δείτε φωτογραφίες) στο τέλος κάθε τεμαχίου νεοπρενίου. Από τη μία φορά το κομμάτι θα πρέπει να είναι στην πράσινη πλευρά (μέσα) και στο άλλο στην γκρι πλευρά (έξω). Αυτό συμβαίνει έτσι ώστε αργότερα, όταν ο αισθητήρας είναι ραμμένος μαζί, το αγώγιμο ύφασμα βλέπει μόνο τη μία πλευρά (αυτό συμβαίνει περισσότερο για αισθητικούς λόγους, οπότε θα εξακολουθήσει να λειτουργεί ανεξάρτητα από ποια πλευρά συνδέετε το αγώγιμο ύφασμα).

Βήμα 4: Ράψιμο

Τώρα που προετοιμάζονται και οι δύο πλευρές του αισθητήρα σας, περάστε μια βελόνα με καλή ποσότητα αγώγιμου νήματος. Μπορείτε να το πάρετε διπλό ή μονό. Προτιμώ να το πάρω single.

Ράψτε στο νεοπρένιο από πίσω/έξω (στην περίπτωση αυτή γκρι πλευρά). Ξεκινήστε στο τέλος πιο μακριά από το κομμάτι του αγώγιμου υφάσματος. Ράψτε μπρος -πίσω όπως φαίνεται στις φωτογραφίες. Όταν φτάσετε στο τέλος, ράψτε το νήμα στο αγώγιμο ύφασμα. Κάντε τουλάχιστον 6 ράμματα για να συνδέσετε τα δύο. Κάντε αυτό το ράψιμο και για τα δύο κομμάτια νεοπρενίου, με την εξαίρεση ότι σε μια περίπτωση το αγώγιμο ύφασμα βρίσκεται στην άλλη πλευρά των αγώγιμων βελονιών. Ακόμα θέλετε να συνδέσετε το αγώγιμο νήμα στο αγώγιμο έμπλαστρο υφάσματος με τουλάχιστον 6 βελονιές. Ο λόγος για τον οποίο οι ραφές και στις δύο πλευρές πρέπει να είναι πανομοιότυπες είναι ότι όταν βρίσκονται το ένα πάνω στο άλλο (αντικριστά) οι βελονιές διασταυρώνονται και επικαλύπτονται σε ένα σημείο. Αυτό έχει δύο πλεονεκτήματα. Πρώτον, είναι απίθανο τα ράμματα να μην ευθυγραμμιστούν και να μην κάνουν καμία αλληλεπικαλυπτόμενη σύνδεση. Και δεύτερον ότι η επιφάνεια σύνδεσης δεν είναι πολύ μεγάλη. Έχω διαπιστώσει ότι εάν οι αγώγιμες επιφάνειες είναι πολύ μεγάλες, η ευαισθησία του αισθητήρα δεν είναι πλέον καλή για αυτό που θέλω.

Βήμα 5: Κλείσιμο του αισθητήρα

Πριν κλείσετε τον αισθητήρα, θα θέλετε να κόψετε ένα κομμάτι Velostat που είναι λίγο μικρότερο από τα κομμάτια σας από νεοπρένιο. Αυτό το κομμάτι του Velostat θα μπει ανάμεσα στις δύο αγώγιμες βελονιές σας. Και αυτό είναι που δημιουργεί την ευαίσθητη στην πίεση αλλαγή στην αντίσταση. Το Velostat αφήνει περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια, όσο πιο δυνατά πιέζετε τα δύο αγώγιμα στρώματα μεταξύ τους, με το Velostat ενδιάμεσα. Δεν είμαι σίγουρος γιατί ακριβώς συμβαίνει αυτό, αλλά φαντάζομαι είναι επειδή υπάρχουν σωματίδια άνθρακα στο Velostat που μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα και όσο περισσότερη πίεση ασκείται σε αυτά τόσο πιο κοντά ενώνονται και τόσο καλύτερα συμπεριφέρονται ή κάτι παρόμοιο (???). Επομένως, τοποθετήστε το κομμάτι του Velostat ανάμεσα και ράψτε τον αισθητήρα μαζί όπως φαίνεται στις εικόνες. Μην ράβετε πολύ σφιχτά, διαφορετικά θα έχετε μια αρχική πίεση που θα κάνει τον αισθητήρα σας λιγότερο ευαίσθητο.

Βήμα 6: Poppers

Διαβάστε τις οδηγίες που συνοδεύουν το μηχάνημά σας. Έχω προσαρτήσει δύο διαφορετικά poppers (θηλυκά και αρσενικά) σε κάθε πλευρά του αισθητήρα μου, αλλά αυτό εξαρτάται από εσάς. Έχω προσαρτήσει το μπροστινό μέρος κάθε popper (το τμήμα popper) στο πλάι με το κομμάτι του αγώγιμου υφάσματος, έτσι ώστε και τα δύο poppers να συνδέονται στην ίδια πλευρά.

Εάν τυχαίνει να κάνετε λάθος με τα poppers, το καλύτερο εργαλείο για να τα αναιρέσετε είναι μια πένσα και να πιέσετε μαζί το πιο αδύναμο μέρος, το οποίο συνήθως είναι το πίσω μέρος (συχνά μόνο ένα δαχτυλίδι). Και κατόπιν βιολί μέχρι να χαλαρώσει. Αυτό όμως συχνά καταστρέφει το ύφασμα.

Βήμα 7: Δοκιμή πολύμετρου

Τώρα ο αισθητήρας σας τελείωσε! Γάντζος είτε καταλήξτε σε ένα πολύμετρο και ρυθμίστε το για να μετρήσει την αντίσταση. Κάθε αισθητήρας θα έχει διαφορετικό εύρος αντίστασης, αλλά εφόσον δεν είναι πολύ μικρός και λειτουργεί για τους σκοπούς σας, όλα είναι καλά. Ο αισθητήρας που έφτιαξα είχε τα ακόλουθα εύρη: Ξαπλωμένο επίπεδο: 240 K Ohm Πίεση με το δάχτυλο: 1 K Ohm Ξαπλωμένο στο πλάι: 400 K Ohm Λυγισμένο: 1, 5 K Ohm

Βήμα 8: Οπτικοποίηση λογισμικού

Για να απεικονίσετε την αλλαγή αντίστασης στον αισθητήρα κάμψης που μόλις κάνατε, μπορείτε επίσης να το συνδέσετε στον υπολογιστή σας μέσω ενός μικροελεγκτή (Arduino) και να χρησιμοποιήσετε λίγο κώδικα (Επεξεργασία) για να το απεικονίσετε. Για κώδικα μικροελεγκτή Arduino και επεξεργασία κώδικα οπτικοποίησης, δείτε εδώ >> https://www.kobakant.at/DIY/?cat=347 Δείτε την πορτοκαλί μπάρα στις εικόνες. Πώς είναι στα δεξιά της οθόνης του υπολογιστή όταν ο καρπός είναι λυγισμένος. Και στα αριστερά όταν ο καρπός είναι ίσιος !! Καλή διασκέδαση και ευχαριστώ για την ανάγνωση. Πες μου τι νομίζεις.