HairIO: Cabell com a material interactiu: 12 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

HairIO: el cabell humà com a material interactiu

El cabell és un material únic i poc explorat per a les noves tecnologies portables. La seva llarga història d’expressió cultural i individual el converteixen en un lloc fructífer per a noves interaccions. En aquest manual d’instruccions, us mostrarem com fer extensions de cabell interactives que canvien de forma i color, detectin el tacte i es comuniquin mitjançant bluetooth. Utilitzarem un circuit personalitzat, un Arduino Nano, una placa Bluetooth Adafruit, aliatge de memòria de formes i pigments termocròmics.

Aquest instructable va ser creat per Sarah Sterman, Molly Nicholas i Christine Dierk, documentant el treball realitzat al Hybrid Ecologies Lab de la UC Berkeley amb Eric Paulos. Es pot trobar una anàlisi d’aquesta tecnologia i un estudi complet al nostre article presentat a TEI 2018. En aquest instructable trobareu documentació completa sobre maquinari, programari i electrònica, així com informació sobre les decisions de disseny que vam prendre i les lluites que vam afrontar..

Començarem amb una breu descripció general del sistema i exemples de com utilitzar HairIO. A continuació, parlarem de l'electrònica implicada i, a continuació, passarem al maquinari i crearem les extensions de cabell. Les darreres seccions tractaran el codi i alguns consells per fer modificacions.

En cada secció es proporcionaran enllaços a recursos concrets i també es recolliran al final.

Feliç fer!

Pas 1: Com funciona?

Visió general

El sistema HairIO funciona amb dos principis bàsics: tacte capacitiu i escalfament resistiu. En detectar el tacte, podem fer que l’extensió del cabell respongui als tocs. I escalfant l'extensió, podem provocar un canvi de color amb pigments termocròmics i un canvi de forma amb un aliatge de memòria de forma. Un xip bluetooth permet que dispositius com telèfons i ordinadors portàtils es comuniquin també amb el cabell, ja sigui per provocar un canvi de forma o de color, o bé rebre un senyal quan es nota un toc al cabell.

Exemple d’interaccions i usos

HairIO és una plataforma de recerca, el que significa que ens encantaria veure què en feu. Algunes interaccions que hem dissenyat es mostren als vídeos anteriors o al nostre vídeo complet a Youtube.

Una trena que canvia de forma pot notificar a l'usuari un missatge de text fent pessigolles suaument a l'orella mentre es mou.

O potser pot donar indicacions a l'usuari, desplaçant-se cap al camp de visió per indicar en quina direcció s'ha de girar.

El cabell pot canviar dràsticament, per estil o per a una actuació. L'estil es pot transformar durant tot el dia o actualitzar-se per a un esdeveniment concret.

El cabell també pot permetre interaccions socials; Imagineu-vos trenar els cabells augmentats d’un amic i poder canviar el color del cabell de l’amic tocant la vostra trena des de molt lluny.

Components

Tota la detecció, la lògica i el control estan gestionats per un circuit personalitzat i l’Arduino Nano, que es porta al cap. Aquest circuit té dos components principals: un circuit de detecció tàctil capacitiu i un circuit de transmissió per canviar l'alimentació a la trena. Una extensió de cabell comercial es trena al voltant d’un fil de nitinol, que és un aliatge de memòria de forma. Aquest cable mantindrà una forma quan es refredi i passarà a una segona forma quan s’escalfarà. Podem entrenar gairebé qualsevol segona forma al fil (descrit més endavant en aquest manual). Dues bateries LiPo alimenten el circuit de control a 5V i el cabell a 3,7V.

Pas 2: electrònica

Control i tacte capacitiu

El circuit tàctil capacitiu s’adapta del projecte Touché de Disney, mitjançant aquest meravellós Instructable sobre la reproducció de Touche a Arduino. Aquesta configuració admet la detecció tàctil capacitiva de freqüència escombrada i permet un reconeixement gestual més complex que el simple tacte / sense tacte. Una nota aquí és que el circuit tàctil capacitiu i el codi assumeixen un xip Arduino concret, l’Atmega328P. Si decidiu utilitzar un xip de microcontrolador alternatiu, és possible que hàgiu de tornar a dissenyar el codi o trobar un mecanisme de detecció alternatiu.

El circuit de control utilitza un Arduino Nano per a la lògica i un multiplexor analògic per permetre el control seqüencial de múltiples trenes dels mateixos circuits i bateries. El tacte capacitiu es percep gairebé simultàniament canviant ràpidament entre canals (tan ràpid que és bàsicament com si sentíssim tots dos alhora). L’acció de les trenes està limitada per la potència disponible. La inclusió de bateries més potents o addicionals podria permetre l’actuació simultània, tot i que aquí el limitem a l’actuació seqüencial per simplicitat. L'esquema del circuit proporcionat pot controlar dues trenes (però el multiplexor del circuit pot suportar fins a quatre!).

Per a la versió més senzilla del circuit, deixeu fora el multiplexor i controleu una sola trena directament des de l'Arduino.

Circuit d'accionament i termistor

Realitzem tacte capacitiu al mateix cable que l’actuació (el nitinol). Això significa menys cables / complexitat a la trena i més al circuit.

El circuit de transmissió consisteix en un conjunt de transistors de connexió bipolars (BJT) per activar i desactivar l'actuació del cabell. És important que siguin transistors de juntes bipolars, en lloc dels MOSFET més comuns (i generalment millors), perquè els BJT no tenen capacitat interna. La capacitat interna d’un MOSFET desbordarà el circuit de detecció tàctil.

També hem de canviar tant la terra com l’alimentació, més que només l’alimentació, de nou per la sensació tàctil capacitiva, ja que no hi ha cap senyal capacitiu d’un electrode connectat a terra.

Un disseny alternatiu que utilitza fonts separades per al tacte capacitiu i la unitat pot simplificar enormement aquest circuit, tot i que complica el disseny mecànic. Si la detecció capacitiva està aïllada de la potència del disc, podem sortir amb un sol interruptor de potència i pot ser un FET o qualsevol altra cosa. Aquestes solucions poden incloure la metal·lització del cabell en si, com a Hairware de Katia Vega.

Xip Bluetooth

El xip bluetooth que hem utilitzat és el Bluefruit Friend d’Adafruit. Aquest mòdul és autònom i només cal connectar-lo a l’Arduino, que gestionarà la lògica de la comunicació.

Selecció de bateries

Per a les bateries, voleu bateries recarregables que puguin proporcionar suficient voltatge per alimentar l’Arduino i prou corrent per accionar el nitinol. No han de ser la mateixa bateria. De fet, per evitar que l’Arduino s’enrosseixi, vam fer tots els nostres prototips inicials amb dues bateries: una per al control i una per al disc.

L'Arduino Nano requereix almenys 5 V i el nitinol extreu un màxim d'aproximadament 2 amperes.

Vam triar una bateria de 3,7 V de ValueHobby per conduir els cabells i una bateria de 7,4 V de ValueHobby per alimentar l’Arduino. Intenteu no utilitzar bateries normals de 9V; s'escorreran per sota de la utilitat en 15 minuts i causaran molts residus. (Ho sabem, perquè ho hem intentat …)

Detalls diversos

Supervisió de la bateria: una resistència de 4,7 k Ohm entre la línia elèctrica de la bateria de la unitat i un pin analògic ens permet controlar la càrrega de la bateria de la unitat. Necessiteu aquesta resistència per evitar que la bateria engegui l'Arduino mitjançant el pin analògic (cosa que seria dolent: no voleu fer-ho). La bateria Arduino es pot controlar amb només codi; consulteu la secció sobre el programari per demostrar el codi.

Jumper: hi ha espai per a un jumper entre els dos connectors de la bateria, si voleu utilitzar una sola bateria per alimentar-ho tot. Això corre el risc de descolorir l’Arduino, però amb una selecció adequada de la bateria i alguns PWM de la unitat basats en programari, hauria de funcionar. (Tot i que encara no ho hem aconseguit.) (Si ho proveu, feu-nos saber com funciona).

Pas 3: Muntatge d'electrònica

Posar en comú el circuit

Vam dissenyar originalment el circuit en dues parts, connectant els circuits de transmissió i control amb un cable flexible. A la nostra versió integrada de PCB, els circuits es condensen en una sola placa. El primer esquema permet una col·locació més flexible de les trenes al cap, però el segon és molt més senzill de muntar. Podeu trobar els fitxers esquemàtics i de disseny del tauler al nostre repositori de Github. Hi ha dues maneres de fer els circuits: 1) fer manualment una versió de placa perf amb components de forat passant segons l'esquema, o 2) fer la PCB a partir del fitxer de placa que proporcionem (enllaç superior) i muntar-los amb components de muntatge superficial.

Components

La llista de materials per a la versió PCB + trenes és aquí.

Hem fresat els PCB de prova nosaltres mateixos en un Othermill i, a continuació, hem demanat els PCB finals als excel·lents circuits de la zona de la badia. Tant la fabricació de taulers interns com els professionals funcionaran bé, tot i que revestir manualment o soldar totes les vies és un problema.

Consells

• Hem utilitzat pasta de soldadura i un forn de reflux o placa calenta per als components de muntatge superficial i, a continuació, hem soldat a mà els components del forat passant.
• Recomanem la versió de taulers de perfils / taulers perf per prototipatge ràpid i el PCB per a la seva fiabilitat.
• Utilitzem capçaleres femenines curtes per subjectar el Nano al PCB, de manera que pugui ser extraïble. Les capçaleres femenines llargues es poden soldar de forma gaire a la placa per aixecar el xip bluetooth prou alt com per posar-se a sobre de l’Arduino. (També voldreu afegir cinta Kapton per evitar un curtcircuit accidental).
• En realitat, el xip bluetooth s’ha de soldar a les capçaleres masculines cap per avall per tal de fer coincidir l’ordre de pin del disseny del PCB. (Per descomptat, podeu modificar aquest disseny.) Per què ho hem fet? Perquè fa que els pins coincideixin més bé amb el disseny d’Arduino.

Pas 4: Visió general del maquinari per als cabells

HairIO és una extensió de cabell trenada al voltant de dues longituds de cable connectades, fixades a un connector i un termistor per regular la temperatura. Es pot guixar amb pigments termocròmics després del muntatge complet. Fer una trena HairIO en si consta de diverses etapes:

1) Entreneu l'aliatge de memòria de forma a la forma del desig.

2) Muntar el cable intern encertant i soldant una longitud d'aliatge de memòria de forma a un fil de coure aïllat.

3) Crimpar i aïllar un termistor.

4) Connecteu el cable i el termistor a un connector.

5) Pèl de trenat al voltant del filferro.

6) Guixar els cabells.

Abordarem cadascuna de les etapes amb detall a les seccions següents.

Pas 5: Muntatge dels cables del cabell

Les primeres etapes consisteixen a muntar els cables interns que proporcionen canvi de forma i escalfament resistiu. Aquí és on decidiu la longitud de la trena, la forma desitjada quan s’escalfa i el tipus de connector que utilitzarà. Si totes les trenes tenen un tipus de connector comú, es poden canviar fàcilment a la mateixa placa de circuit per diverses accions de forma i color, així com per tipus i longituds de cabell.

Si no voleu canviar de forma en una trena particular, l'aliatge de memòria de forma es pot substituir per una longitud de filferro normal. Si voleu donar suport al tacte capacitiu, el cable de recanvi no s'hauria d'aïllar per obtenir el millor efecte possible.

Entrenament de l'aliatge de memòria de formes

L’aliatge de memòria de forma que fem servir aquí és el nitinol, un aliatge de níquel-titani. Quan es refreda, es manté en una forma, però quan s’escalfa torna al que s’anomena l’estat “entrenat”. Per tant, si volem una trena que s’enfonsi quan s’escalfa, pot ser que sigui recta quan estigui fresca, però que estigui entrenada per fer-ne un rínxol. Podeu crear gairebé qualsevol forma que vulgueu, tot i que la capacitat del cable per elevar el pes està limitada pel seu diàmetre.

Talleu el nitinol a la longitud desitjada de la trena, deixant una mica més per a les corbes durant la trenada i per a les connexions a la part superior i inferior.

Per entrenar nitinol, consulteu aquest fantàstic Instructible.

Entre els tipus de trenes amb què hem experimentat s’inclouen rínxols, flexions d’angle recte per permetre que el cabell es quedi dret i no entrenar en absolut el nitinol. Pot semblar mandrós, però permet que el cabell s’allisqui de qualsevol forma quan s’activi. El filferro mantindrà la forma en què es doblega quan es refredi, p. un rínxol i, a continuació, estireu-la d’aquesta forma quan s’escalfi. Super genial i molt més fàcil!

Muntatge dels cables

El nitinol no està aïllat i funciona només en una direcció. Per crear un circuit complet, necessitem un segon cable aïllat per connectar a la part inferior i tornar al connector de la part superior. (Un cable sense aïllar provocarà un curtcircuit quan toqui el nitinol i evitarà fins i tot l’escalfament.)

Tallar una longitud de fil de coure aïllat a la mateixa longitud que el nitinol. Hem utilitzat filferro imant de 30 AWG. Traieu l'aïllament dels dos extrems. Per al filferro imant, el recobriment es pot eliminar cremant suaument el filferro amb una flama oberta fins que quedi aïllant i es pot netejar (això triga uns 15 segons amb un encenedor). Tingueu en compte que això fa que el cable sigui lleugerament fràgil a la ubicació cremada.

Dades curioses sobre el nitinol: malauradament, a la soldadura no li agrada adherir-se al nitinol. (És un dolor enorme.) La millor solució és utilitzar un encreuament per crear una connexió mecànica amb el nitinol i, a continuació, afegir soldadura per garantir una connexió elèctrica.

Mantingueu units l'extrem del nitinol i el fil de coure acabat de no aïllar i inseriu-los en un encreuat. Arrupen-los sòlidament junts. Si cal una intensitat de connexió addicional, afegiu una mica de soldadura. Tapeu la crimpada i la resta de filferro restant amb termorretracció perquè el vostre usuari no es pugui ficar amb els extrems punxeguts. No importa el tipus de crimp que utilitzeu a la part inferior, ja que es tracta únicament de fer una connexió mecànica entre els dos cables.

A l’altre extrem, afegirem una crimpada a cada punta de filferro. Aquí, el tipus de crimp és important. Heu d'utilitzar el crimpador d'aparellament per al vostre connector. Aquests extrems dels cables s’uneixen al connector per connectar-se amb la placa de circuit.

Fer una trena stand-up:

Les trenes poden ser molt subtils o molt dramàtiques. Si voleu un efecte dramàtic, tal com es mostra a la imatge de tocat anterior, o al vídeo de situació performativa anterior, cal un pas addicional. Les trenes prefereixen girar-se abans que aixecar-se, de manera que s’han de reforçar per mantenir l’orientació correcta. El nostre aparell té la forma d’una Z estirada (mireu la imatge). Vam lliscar un arrebossat sobre el nitinol, després vam soldar l’aparell contra el cargol i, finalment, vam cobrir tot el material amb calor i cinta elèctrica.

Preparació del termistor

El termistor és una resistència sensible a la calor que ens permet mesurar la temperatura de la trena. L’utilitzem per assegurar-nos que la trena no s’escalfa mai perquè l’usuari la pugui portar. Afegirem el termistor al mateix connector al qual s’adherirà la trena.

En primer lloc, feu lliscar el termorretracte a les potes del termistor i utilitzeu una pistola de calor per reduir-lo. Això aïllarà les potes per evitar que el termistor es faci curt al nitinol no aïllat. Deixeu una mica de filferro exposat al final per fer-lo encreuat. Una vegada més, aquests encunyaments han de ser els adequats per al vostre connector.

Encreuament dels extrems del termistor. Si podeu, feu que una mica de calor es redueixi a les primeres dents de la crimpada com a alleujament de la tensió. No ho poseu massa, ja que els cables encara s'han de connectar per obtenir una bona connexió elèctrica.

Ara el termistor ja està llest per connectar-lo al connector.

Muntatge del connector

Podeu utilitzar qualsevol tipus de connector de 4 terminals a la part superior de la trena; després d'alguna experimentació, vam decidir els connectors Molex Nanofit. (Això és el que fa servir la nostra PCB.) Tenen un perfil baix a la placa de circuit, una connexió mecànica sòlida amb un clip per mantenir-los bloquejats, però encara són fàcils d’inserir i treure.

Els connectors Nanofit van junts en tres etapes:

En primer lloc, introduïu els dos extrems encreuats del termistor als dos receptacles més centrals de la meitat mascle del connector.

A continuació, introduïu els dos extrems superiors encunyats del fil de trenat als receptacles més a l'esquerra i a la dreta de la meitat mascle del connector.

Un cop estiguin al seu lloc, introduïu el retenidor als recipients. Això ajuda a mantenir les arrugades al seu lloc perquè la trena no estiri el connector.

La meitat femella del connector es troba a la placa de circuit i connecta els terminals capil·lars al circuit d’acció i al circuit tàctil capacitiu, i els terminals del termistor a l’Arduino per detectar la temperatura.

Llest per anar

Ara, el cable està llest per trenar-se.

Pas 6: trenat i guixat

Hi ha diverses maneres de trenar l’extensió del cabell al voltant dels cables interns. Per a la detecció tàctil capacitiva, cal exposar algun cable. Tot i que per tenir una trena d’aspecte totalment natural i amagar la tecnologia, el cable es pot trenar completament a l’interior. Aquest tipus de trena no pot fer una detecció tàctil eficaç, però pot accionar-se amb canvis de color i forma espectaculars.

Braid Style 1: 4-Strand per al tacte capacitiu

Aquest tutorial de trena us mostrarà com fer la trena de 4 fils. Tingueu en compte que, en el vostre cas, un dels "fils" són els cables. Feu una ullada a les imatges anteriors per a la nostra configuració de trenat, seguint el patró de 4 fils amb tres fils de cabell i un filferro.

Estil 2 de trenes: cables invisibles

En aquesta trena feu una trena de tres fils (això és el que pensa la majoria de la gent quan pensa en "una trena") i acabeu d'incloure els cables amb un dels fils. Aquí teniu un gran tutorial per a una trena de tres fils.

Xit amb pigments termocròmics

Si voleu que una trena canviï de color quan s’activi, s’ha de guixar amb pigments termocròmics. Primer, pengeu les trenes a sobre d’alguna cosa, a sobre d’una taula coberta de plàstic (les coses es posaran una mica desordenades). Seguiu les instruccions de seguretat per a la vostra tinta termocròmica (utilitzeu guants si cal!). Utilitzeu definitivament una màscara d’aire: no voleu respirar mai partícules. Ara, agafeu un pinzell per al dolor i agafeu una mica de pols termocròmica a la trena, començant per la part superior. "Pinteu" suaument la trena, raspant la pols a la trena tant com sigui possible. En perdreu una mica (però si cau sobre la vostra taula de plàstic, la podeu recuperar per a la següent trena). Podeu veure el lapse de temps que hem compartit més amunt per veure com ho hem fet.

Pas 7: Utilitzar la tecnologia

Les plaques de circuit i les bateries es poden muntar en una diadema o una pinça per al cabell. Com a alternativa, per obtenir un estil més subtil, les trenes es poden fer amb cables més llargs als extrems. Aquests cables es poden encaminar sota cabells naturals, barrets, bufandes o altres elements cap a una altra ubicació del cos, com ara sota una camisa o un collaret. D’aquesta manera, el cabell es nota de manera menys immediata com a tecnologia portable.

El circuit es pot reduir, amb revisions addicionals i lògica integrada i xips bluetooth. Un circuit tan petit s’amagaria més fàcilment en una pinça decorativa, etc., però l’energia continuarà essent un problema, ja que les bateries de moment només són tan petites. Per descomptat, podríeu endollar-lo a la paret, però no podríeu anar molt lluny.

Al vídeo anterior es pot veure un prototipus primerenc. (Més imatges dels recintes finals que s’afegiran després d’una demostració pública.)

Recinte

Aviat podreu trobar un recinte imprimible en 3D per als circuits al nostre repositori de github. Es pot lliscar sobre una faixa o modificar-lo per altres factors de forma.

Pas 8: Visió general del programari

Al nostre repositori de github trobareu diversos esbossos d’Arduino que demostren diferents maneres de controlar el cabell.

Esbós 1: demo_timing

Aquesta és una demostració bàsica de la funcionalitat de la unitat. Els cabells s’encenen i s’apaguen en un període fixat de segons i parpelleja el LED integrat quan està encès.

Esbós 2: demo_captouch

Aquesta és una demostració de la detecció tàctil capacitiva. Si toqueu els cabells, s’encendrà el LED de bord. És possible que hagueu d’ajustar els llindars tàctils capacitius en funció del vostre entorn i circuit.

Esbós 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Una demostració integrada de comunicació bluetooth, detecció tàctil capacitiva i unitat. Descarregueu l'aplicació Bluefruit LE Connect en un telèfon intel·ligent. El codi enviarà un senyal bluetooth quan es toqui la trena, imprimint el resultat a l'aplicació. Si premeu els botons del controlador de l'aplicació, s'iniciarà i s'aturarà l'actuació de les trenes. Tingueu en compte que els pinouts estan configurats per a la nostra versió de PCB. Si heu connectat el pin INH del multiplexor a un pin digital tal com es mostra a l’esquema del PCB, potser haureu d’afegir una línia al codi per fer baixar aquest pin (l’acabem de reduir a terra).

Aquest codi també inclou un mètode de calibratge, activat mitjançant l'enviament d'un caràcter "c" a través de la interfície UART de l'aplicació.

Calibració tàctil capacitiva

Com que la detecció tàctil capacitiva és sensible a factors ambientals com la humitat, o que es connecta a un ordinador o no, aquest codi us permetrà determinar un valor llindar adequat per a una detecció tàctil capacitiva precisa. Podeu trobar un exemple al codi demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. Una nota és que la capacitat també canvia amb la calor. Encara no hem resolt el problema en què la calor després de l'actuació provoca l'estat "tocat".

Monitorització de la bateria

Alguns exemples de supervisió de la bateria es troben a l'esbós demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. El LED integrat s’encendrà quan la càrrega d’una bateria caigui per sota d’un llindar determinat, tot i que no distingeix entre la bateria de control i la de la unitat.

Interrupció de temperatura (tancament de seguretat)

El control de la temperatura de la trena ens permet apagar l’alimentació si fa massa calor. Aquestes dades es recullen del termistor teixit a la trena. Un exemple d'això es pot trobar a l'esbós demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch.

Pas 9: carregar i modificar el codi

Utilitzem l'entorn estàndard Arduino per escriure codi per a HairIO i penjar-lo als taulers.

Els nanos Arduino es poden obtenir de diverses fonts; els hem comprat, que requereixen firmware addicional per funcionar amb l'entorn Arduino. Podeu seguir aquestes instruccions per configurar-les al vostre equip. Si utilitzeu un Arduino Nano estàndard (és a dir, aquests) no cal que feu aquest pas addicional.

Quan modifiqueu el codi, assegureu-vos que els pins de maquinari coincideixin amb els vostres circuits. Si canvieu un pin, assegureu-vos d'actualitzar el disseny i el codi del tauler.

És important tenir en compte que la biblioteca tàctil capacitiva Illutron que fem servir depèn d’un xip de maquinari concret (l’Atmega328p). Si voleu utilitzar un microcontrolador diferent, assegureu-vos que sigui compatible o haurà de modificar aquest codi. (No volíem entrar en aquest baix nivell de codi per a aquest projecte, així que agraïm profundament la feina d'Illutron. La sincronització amb el temps de maquinari pot resultar bastant pelut).

Pas 10: dissenys futurs: idees i pautes per a les modificacions

Resposta de calor

Si voleu saber més sobre el comportament de la resposta tèrmica de les trenes, podeu trobar models matemàtics del cabell al nostre article. El més important és que el canvi de color i forma s’actuarà en diferents moments i en diferents ordres en funció de la quantitat de cabell aïllant al voltant del fil i de la quantitat d’energia subministrada (que canvia la velocitat d’escalfament)

Millores del circuit:

• Canviar el mòdul bluetooth cap a la dreta us pot permetre reduir l'alçada d'apilament, ja que no s'executarà al connector USB Arduino. També hi ha plaques Arduino amb mòduls bluetooth integrats (però la majoria tenen un xip diferent, de manera que utilitzar-los implicaria canvis de codi).
• Les petjades del connector de la bateria poden variar en funció del tipus de bateries que utilitzeu.
• La petjada del commutador és genèrica i probablement s’hauria de substituir per la petjada del que vulgueu utilitzar.
• És possible que vulgueu poder PWM el circuit de la unitat per controlar la potència a través de la trena; per fer-ho, el pin de senyal de la unitat s’ha de canviar a D3 o a un altre pin PWM de maquinari.
• Si inverteu els emparellaments del multiplexor (per exemple, tracció1 i braid2 touch al canal 0, i braid2 drive i braid1 touch al canal 1, en lloc de tocar i accionar la mateixa trena en un sol canal), podreu percebre la capacitat toqueu una trena mentre conduïu l’altra trena, en lloc d’impedir-vos de fer cap sensor capacitiu mentre res condueix.

• Algunes modificacions poden permetre a una bateria controlar la lògica i la unitat. Algunes consideracions inclouen:

  • L’alta tensió (per exemple, una bateria LiPo de 7,4) farà que l’Arduino condueixi a través del circuit de detecció capacitiva i el pin digital. Això no és bo per a l'Arduino a llarg termini. Això es podria solucionar incloent un altre transistor entre el circuit de detecció capacitiva i el cabell.
  • L’excés d’energia pel cabell pot enrossir l’Arduino. Això es pot solucionar mitjançant PWM'ing el senyal de la unitat.

Millores de programari

La detecció tàctil capacitiva de freqüència escombrada es pot utilitzar per detectar molts tipus de tocs, per exemple un dit o dos, pessigar, girar … Això requereix un esquema de classificació més complicat que el llindar bàsic que demostrem aquí. Canvis de capacitat amb la temperatura. La millora del codi de detecció tàctil per tenir-ho en compte farà que la detecció sigui més fiable

Per descomptat, si feu una versió de HairIO, ens encantaria saber-ne

Pas 11: Notes de seguretat

HairIO és una plataforma d’investigació i no s’entén com un producte d’ús comercial o quotidià. A l’hora d’elaborar i portar el vostre propi HairIO, tingueu en compte les següents consideracions:

Calor

Atès que HairIO funciona mitjançant escalfament resistiu, hi ha la possibilitat d’un sobreescalfament. Si el termistor falla o no està prou a prop de la trena, pot ser que no pugui llegir correctament la temperatura. Si no incloeu el codi d’aturada de la temperatura, pot escalfar-se més del previst. Tot i que mai no hem experimentat cremades amb HairIO, és una consideració important.

Bateries

A HairIO, fem servir piles LiPo com a fonts d’energia. Els LiPos són excel·lents eines, ja que són recarregables i poden subministrar corrent elevat en un petit paquet. També s’han de tractar amb cura; si es carreguen o es punxen indegudament, es poden incendiar. Consulteu aquestes referències per obtenir més informació sobre la cura del vostre LiPos: guia completa; consells ràpids.

Pigments termocròmics

Les que fem servir no són tòxiques, però si us plau no les mengeu. Llegiu les guies de seguretat per al que compreu.

Pas 12: referències i enllaços

Aquí recopilem les referències i enllaços en aquest manual per facilitar-ne l'accés:

HairIO

HairIO: els cabells humans com a material interactiu: es tracta del document acadèmic en què es va presentar per primera vegada HairIO.

Reposició HairIO Github: aquí trobareu un repositori git de tots els esquemes i el codi utilitzat per a aquesta demostració, així com algunes fitxes tècniques per a components importants.

Youtube: vegeu el cabell en acció.

Declaració de materials per a HairIO PCB

Tacte capacitiu

Touché: Millora de la interacció tàctil en humans, pantalles, líquids i objectes quotidians

Instruïble per a la versió Arduino de Touche + Illutron Github repo per al codi Arduino

Bluetooth

Mòdul Bluetooth

Aplicació Bluetooth

Seguretat de la bateria LiPo

Guia exhaustiva

Consells ràpids

Una altra tecnologia relacionada amb el cabell

Articles per als cabells, Katia Vega

El foc, el que no es veu

Els autors

Laboratori d’ecologies híbrides

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman