Interfície Mini-Multitouch: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Aquest instructiu us mostra com crear una interfície mini-tàctil a partir de peces simples que podeu demanar en línia o comprar en una construcció / ferreteria típica. Les interfícies multitouch són superfícies que poden registrar diversos "punts de contacte" alhora, el que significa que els usuaris poden utilitzar moviments naturals de les mans per manipular objectes digitals. La majoria dels sistemes multitáctiles també projecten la imatge de la pantalla sobre la superfície tàctil, cosa que fa que la interacció sigui més intuïtiva. Atès que els sistemes multitáctiles grans són costosos de construir, aquest instructiu us ensenya a construir un sistema multitáctil més senzill i més petit entre 50 i 150 dòlars mitjançant peces fàcils de trobar. Un Mini-Multitouch. Mini-Multitouch funciona segons els mateixos principis que els sistemes més grans i és útil per a tot tipus d’usos piratejats o artístics (penseu en pintar amb els dits, fer música per tacte o altres interaccions basades en gestos). com a part del concurs "Guanya un tallador làser" en nom de Make: Philly, amb l'esperança que puguem iniciar la creació del nostre nou espai de treball comunitari amb la introducció d'un nou tallador làser brillant:) Disfruteu!: Intermedi (o intrèpid principiant). Requereix coneixements bàsics de soldadura, ús de la serra per a maquinària i un ganivet utilitzat, instal·lació de programari i següents tutorials de programari. Si us familiaritzeu amb aquests temes i la vostra voluntat d’aprendre, obtindreu aquesta instrucció. Temps de construcció: 8-10 hores per a un expert en temes anteriors; 16-20 hores per a principiants / intermedis.

Pas 1: parts i preparació

Primer pas: aconsegueix les teves peces! A continuació, trobareu recomanacions sobre on adquirir articles de la llista de materials. Eines: trepant sense perforar i broques sense soldar T-Square Materials: càmera web (Phillips SP900 recomanat) - Disponible per a la compra a la web PC de Windows (ho sento Atari, el kit d’eines vvvv És només per a Windows.) Objectiu d'infrarojos de 4,3 x 4,3 mm (també conegut com a visió nocturna) - Disponible per comprar al web LED d'infrarojos (es recomana SFH485) - Disponible a digikey. botigues d'artesania / manualitats Ambientació ràpida (qualsevol marca i obtingueu-la amb un pinzell a l'ampolla) - Disponible a la majoria de botigues d'artesania / artesania Paper de vidre, 400 gra i 800 graus - Disponible a la ferreteria Polonès de llautó - Disponible a la ferreteria 8 x 10 fulls de gruix estàndard Lexan (0,85) - Disponible a la botiga de ferreteria Tira de 8 peus de "Tile Divider" - Disponible a la botiga de ferreteria Una caixa de cartró, d'almenys 1,5 peus d'alçada per un costat (hem utilitzat 1,5 'x 1' x 1 ') - Disponible a la ferreteria botiga (o simplement posant al voltant!) Petits trossos de filferro. Si no teniu filferro, obteniu un petit carret de filferro de calibre 20 o 22, tant en vermell com en negre. Disponible a la majoria de botigues d’electrònica

Pas 2: prepareu la càmera web per detectar la llum infraroja

Aquest pas descriu la configuració de la càmera web que s’utilitza per enregistrar les bombolles de llum infraroja emeses en tocar la superfície tàctil. Aquesta pantalla mini-tàctil es basa en quatre llums LED per fer brillar la llum en una làmina de Lexan, on rebotarà sense escapar, a causa de l’índex de refracció. Això s’anomena Reflexió interna total. Quan s’aplica pressió (com la d’un dit) al Lexan, es comprimeix una mica, canviant l’índex de refracció i permetent que la llum s’escapi. Els llocs on s’escapi la llum només seran on la superfície estigui comprimida, convertint-se en unes boniques bombolles brillants on alguna cosa està pressionant el Lexan. Aquí és on entra la càmera web. Podeu veure els blobs amb una càmera web i, amb un programari especial, utilitzeu-los com a entrada al vostre ordinador, com ara un ratolí o un teclat. la càmera web s’ha de modificar per veure-la a l’interval d’infrarojos. Això es fa fàcilment canviant la lent de la càmera web actual per una que pugui "veure" la llum infraroja. El LED utilitzat per la interfície mini-multitáctil, a una freqüència de 880 nm, es troba dins del rang de les càmeres de vigilància de "visió nocturna". Podeu canviar l’objectiu de la càmera web actual per un objectiu de “visió nocturna” i estareu a punt. Si utilitzeu el SPC900NC recomanat, podeu utilitzar qualsevol objectiu IR de càmera CCTV de 4,3 MM x 4,3 MM. Proveu de buscar e-bay o una botiga de càmeres de seguretat local. Abans d’eliminar l’objectiu existent a la càmera web, instal·leu el programari de la càmera web al PC i proveu la càmera web per assegurar-vos que la càmera funcioni. Nota: és fonamental fer-ho abans d’anul·lar la garantia obrint-la i canviant l’objectiu. Un cop hàgiu fet algunes fotos amb èxit i us assegureu que la càmera web funciona bé, esteu preparat per canviar l’objectiu. Per substituir l’objectiu de la càmera SPC900 (o d’altres càmeres comparables), primer heu de treure l’anell al voltant de la lent mitjançant un tornavís. Un cop desaparegut aquest anell, és fàcil substituir l'objectiu normal per un objectiu de "vigilància" descargolant-lo amb cura (però fermament). L’anell només és aparença perquè pugueu tornar a posar-lo o deixar-lo fora. IA Després d’haver canviat l’objectiu, comproveu la càmera web per assegurar-vos que encara funciona amb el programari de la càmera web. És possible que també hàgiu d’ajustar el focus del nou objectiu. Les imatges que obtingueu de la càmera web no tindran l’aspecte que fan amb un objectiu normal, això només significa que funciona com s’esperava. enceneu-la amb una mica de cinta adhesiva per bloquejar-la. Si no ho feu, afegirà una mica de "soroll" lleuger i farà que la pantalla tingui punts de contacte "fantasma".

Pas 3: creeu el marc Touchsurface

Aquest pas cobreix la construcció del marc que albergarà el Lexan, així com la preparació necessària per muntar els llums LED al marc.

El millor material que he trobat per al marc és "Divisor de rajoles", que es presenta en tires de 6 a 8 peus i que es pot comprar a la secció d'emmotllament de la majoria de botigues de reparacions per a la llar. Vegeu les imatges següents per obtenir una descripció visual (en lloc d’intentar explicar-ho aquí). El marc s’adaptarà molt bé al Lexan, de manera que podeu tallar el separador de rajoles exactament a la mida: tallar dues tires de 8 polzades i dues tires de 10 polzades. Un cop tallades les tires, haureu d’utilitzar un quadrat en T per tallar els extrems de les tires curtes per bisellar-les cap a l’interior amb un angle del 45%. Això farà que encaixin perfectament i perfectament com un marc al voltant del Lexan. Muntareu els quatre llums LED en un costat de 8 polzades del marc. Cal muntar-los perquè toquin el Lexan pels forats de la tira i s’estenguin uniformement al llarg de la vora. És important col·locar els forats a prop de la part superior de la tira, tal com es mostra a continuació, de manera que la llum brilli només a la vora del Lexan i NO baixi cap a la càmera de sota. Marqueu la ubicació dels quatre forats a aproximadament 1 polzada, 3 polzades, 5 polzades i 7 polzades al llarg d'una vora de separador de rajoles de 8 polzades. Com que el divisor de rajoles és de plàstic tou, haureu de perforar els forats en diverses mides incrementals per evitar doblar o deformar massa el plàstic. Primer, foradeu un petit forat (1/16 ") i, a continuació, foradeu-ne una mica més gran (9/64"). Finalment, foradeu un forat de 3/16 ", que és la mida ideal perquè hi puguin passar els LED.

Pas 4: prepareu la superfície tàctil Lexan

Aquest pas cobreix la poliment i poliment de la superfície tàctil Lexan, per a una distribució màxima de la llum.

Per aconseguir més llum a la superfície tàctil, cal que una de les vores de 8 polzades de la superfície tàctil Lexan sigui molt llisa (aquí és on els LED entraran en contacte amb la superfície tàctil). L’ideal seria que feu servir tres materials: paper de vidre de granulat de 400 graus, paper de vidre de granulat de 800 graus i poliment de llautó. Si no teniu disponible esmalt de llautó, podeu utilitzar només el paper de vidre gra de 400 i 800, però els resultats seran menys espectaculars. Doblegueu un tros de paper de vidre de sorra 400 sobre un bloc de fusta (o fins i tot un petit llibre de butxaca) i passeu-lo d’anada i tornada tres o quatre vegades al llarg d’una vora de 8 polzades de la superfície tàctil Lexan. Hauríeu de veure esclatar petits flocs blancs. Repetiu-ho amb el paper de vidre de gra de 800. Després de cada passada amb el paper de vidre, hauríeu de poder veure que les ratllades i taques a la vora del Lexan són cada cop més petites: això indica que esteu fent un treball adequat (i no és tan encoratjador!). Després d’esborrar les taques i els cops, poliu la vora del Lexan (només la vora!) Amb l’esmalt de llautó (seguiu les instruccions del contenidor d’esmalt de llautó). Admireu com de suau i brillant s’ha convertit en el vostre Lexan edge.

Pas 5: ajusteu el marc a la superfície tàctil, munteu els LED

Aquest pas cobreix la instal·lació de la superfície tàctil Lexan i els llums LED al marc integrat al pas 3 d’aquest manual instructiu.

Abans d’enganxar permanentment el marc al Lexan, comproveu que el marc s’adapti a la superfície tàctil Lexan de 8 polzades per 10 polzades fent lliscar les tires del separador de rajoles (des del pas 3) cap a les vores de la superfície tàctil: hauria d’adaptar-se bé i ajustat el seu nou marc feliç. A més, comproveu que no queden rebaves de plàstic al divisor de rajoles per perforar els forats del LED, ja que poden fer que el marc no s’adapti bé. Un cop comprovat l’ajust, és hora d’enganxar el marc i el Lexan en una sola unitat. Traieu el marc del separador de rajoles i peleu la coberta protectora cap a una polzada cap enrere de les vores del Lexan, tenint cura de no eliminar-lo completament. A continuació, torneu a lliscar el marc cap al Lexan, sense que hi hagi cap tapa entre els dos. Assegureu-vos que la secció del marc que té els forats del LED es col·loqui a la vora Lexan que s'ha polit suau. Quan tots els costats del marc estiguin ajustats al vostre gust, utilitzeu una cola boja (o qualsevol cola) per enganxar les cantonades del marc. Intenteu enganxar seccions de marcs entre si i no al Lexan. Si hi ha alguna cola al Lexan, no és un problema i no hauria d’afectar la superfície tàctil. Ara que el marc està muntat al Lexan, és hora de muntar els LED al marc. Abans d’enganxar permanentment els LED pels forats del marc) proveu algunes proves per assegurar-vos que els teniu posicionats correctament. Per obtenir "bombetes" de millor qualitat, els LED no haurien de mirar directament cap a la vora del Lexan, sinó que s'han de muntar amb un lleuger angle respecte de la vora del Lexan: uns 20-30 graus d'angle fora de l'horitzontal (vegeu la imatge per obtenir més informació). detall). L’angle ajudarà a fer que la llum s’escapi on el Lexan es comprimeix més brillant i més clar. Per col·locar els LED per facilitar el cablejat més endavant: assegureu-vos de muntar tots els LED de manera que es giren per tenir el pin de terra (el pin més llarg) a la part superior. Quan estigueu satisfet amb l'angle i la posició dels LED, munteu-los permanentment al marc mantenint el LED al seu lloc i aplicant una cola boja al voltant de l'exterior del LED on toqui el marc. Mantingueu aquests LED al seu lloc fins que s’assequin completament. (Per això, es recomana utilitzar cola boja). Ara que els LED estan al seu lloc, és hora de començar a fer el cablejat.

Pas 6: Cablatge dels LED

Aquesta secció cobreix tot el cablejat que heu de fer i inclou la connexió dels LED a una font d'alimentació.

Us recomanem que utilitzeu LEDs de 1,5 m de 100 mA i, a efectes d’aquest manual, penseu que utilitzeu una font d’alimentació de 200 mA a 3,3 V de CC (com ara una font de paret o una font d’alimentació per a hobby). És possible que hàgiu d’ajustar el cablejat dels vostres LED segons la font d’alimentació que tingueu. Consulteu amb algú familiaritzat amb l’electrònica si no esteu segur de com ajustar el cablejat. Soldeu els LED junts tal com es mostra a la imatge següent … si necessiteu una mica de pràctica amb la soldadura, feu una prova amb alguns LED que NO estan enganxats al marc. Per provar el cablejat del LED, connecteu la font d'alimentació i orienteu-la cap a la càmera web (filtrada per IR). Executeu el programari de la càmera web: si la càmera web capta la llum infraroja, hauríeu de veure una llum vermella brillant a la pantalla de la càmera web (tot i que no veureu cap llum que provingui dels LED, perquè és infrarojos!). Torneu a la pantalla mini-tàctil. Una vegada que hàgiu connectat els LEDs mitjançant el soldador (segons el diagrama següent), dirigiu la càmera web filtrada per IR cap a la caixa del mini-multitáctil des de dalt. Executeu el programari de la càmera web ara si encara no el teniu en funcionament: hauríeu de veure una brillantor a la pantalla de la càmera web al llarg del marc quan es muntin els LED d'infrarojos (però, de nou, no veureu cap llum dels LED reals).). Si no veieu la brillantor, haureu de comprovar el cablejat i, possiblement, consultar a algú familiaritzat amb l’electrònica si no esteu segur de com solucionar el connector del LED. Una nota ràpida: la resplendor descrita anteriorment és fuita de llum i no és desitjable: ens en ocuparem al següent pas perquè l'única llum infraroja emesa des de la superfície tàctil sigui la llum que provoca de tocar-la. Però, per ara, és una bona manera de comprovar que els LEDs estan connectats correctament. Està tan a prop de tenir una pantalla mini-multitáctil.

Pas 7: finalitzeu la superfície tàctil i col·loqueu la càmera web

Aquest és l'últim pas de la construcció del maquinari: una mica de llum dels LED tendeix a brillar cap amunt i cap avall en lloc de directament al Lexan, i aquest resplendor addicional (fuita de llum) pot causar problemes. Aquesta llum addicional pot rebotar objectes propers com ara parets, pantalles, sostres, etc., creant zones de llum infraroja que apareixeran a la pantalla de la càmera web com a punts de contacte falsos. La millor manera de solucionar aquest problema és afegir una mica de material opac addicional per sobre i per sota de les vores de la superfície tàctil Lexan per bloquejar aquesta brillantor ascendent i descendent. Retalleu un cartró de 8 polzades per 10 polzades de cartró, d’aproximadament 1 polzada de gruix i de mida que s’adapti just a sota de la superfície tàctil. Les dimensions interiors d’aquesta estora haurien de ser de 6 per 8 polzades, cosa que el converteix bàsicament en una vora rectangular de 1 polzada de gruix que s’adapta perfectament a l’espai situat just a sota del Lexan. Si aquestes indicacions no són clares, mireu el diagrama ampliat del pas 5, que inclou un dibuix d'aquesta estora de cartró. Repetiu el procés a la part superior de la superfície tàctil per bloquejar la brillantor. Si teniu temps, us sembla més professional utilitzar un aspecte més agradable (com ara motlles de cantonada o sostre) per al bloquejador de resplendors, però acabem d’utilitzar una segona estora de cartró i funciona molt bé. En aquest moment, teniu un sandvitx de superfície tàctil, amb el Lexan i el marc al centre, i els bloquejadors de resplendor cap amunt i cap avall a la part superior i inferior, s’adapten perfectament al seu lloc i s’allotgen amb una cola boja si ho desitgeu. configuració del maquinari, només cal que col·loqueu la càmera web. Ha de seure aproximadament entre 1,5 i 2 peus de la superfície tàctil, apuntant cap al costat "inferior" del Lexan (per exemple, el costat no es toca). Podeu aconseguir-ho mitjançant una caixa de cartró. Col·loqueu la caixa cap amunt de manera que la seva alçada sigui d’1,5 a 2 peus (del costat on la col·loqueu dependrà de la mida de la vostra caixa). La vostra càmera web s’assentarà dins de la caixa i la superfície tàctil se situarà a la part superior de la caixa, de manera que haureu de tallar un forat a la part superior de la caixa que tingui aproximadament la mida i la forma de la part exposada del Lexan (només el la part exposada, no tot el marc!). Vegeu la imatge següent per obtenir un exemple visual. Traieu el cable de la càmera web fora de la caixa, configureu la pantalla tàctil a la part superior i admireu la bellesa de la configuració de maquinari completa. Ara podeu eliminar aquest revestiment protector del Lexan, si encara no ho heu fet. Felicitats! Ja heu acabat el maquinari del vostre Mini-Multitouch. Si feu servir el programari de la càmera web, hauríeu de poder veure la superfície tàctil que s’il·lumina allà on feu pressió, idealment amb els dits. Fins a l’últim pas: el programari.

Pas 8: configureu Vvvv Toolkit i jugueu

Aquest darrer pas descriu la configuració del programari que s’utilitza per interactuar amb la pantalla multitouch. Ara és hora de començar a utilitzar el vostre nou sistema mini-multitouch. La forma més senzilla de començar és treballar amb el joc d'eines gràfiques 'vvvv'. El joc d'eines vvvv està disponible lliurement per a usos no comercials. Malauradament, com que es basa en el programari DirectX de Microsoft (per velocitat), vvvv només està disponible per a Windows. Les nostres disculpes! Per obtenir una còpia del joc d'eines vvvv, aneu a la pàgina de descàrrega vvvv vvvv i descomprimiu el paquet al directori que trieu (us recomano c: / Program Files / vvvv com a lloc de prefecte).vvvv no té cap programa d'instal·lació ni de configuració, simplement executeu vvvv.exe quan vulgueu executar vvvv. De manera predeterminada, veureu una demostració d'arbre balancejant quan s'executa vvvv; aquí és on podeu iniciar el tutorial i conèixer què és capaç de vvvv i per a què es pot utilitzar. Us recomanem començar amb aquest tutorial. I, una mica de consells de resolució de problemes: si obteniu un "error dll" quan proveu d'executar vvvv.exe, probablement haureu d'actualitzar DirectX al vostre equip a la versió 9.0c o posterior. Un cop hàgiu passat el tutorial de vvvv, seguiu els enllaços següents i feu els dos primers tutorials vvvv (curts) abans de continuar. La introducció del tutorial de vvvv i el tutorial de Hello World us ensenyaran la majoria de les habilitats bàsiques que necessiteu per fer servir vvvv i són molt recomanables. Un cop hàgiu executat aquests dos tutorials, teniu un darrer pas abans de provar la màgia mini-multitáctil. És hora de comprovar que la vostra càmera web funciona amb vvvv. Podeu comprovar si vvvv detecta automàticament la vostra càmera web mitjançant el tutorial VideoIn de vvvv. Aquest tutorial inclou instruccions sobre com provar la vostra càmera web a vvvv: seguiu aquestes instruccions. Abans de passar al darrer pas, utilitzeu el VideoIn Tutorial per assegurar-vos que obteniu imatges i que la vostra càmera normalment funciona correctament amb vvvv. Si la vostra càmera no funciona amb vvvv, aneu als fòrums de vvvv i busqueu ajuda per a la configuració i la configuració. Si heu arribat fins aquí, finalment teniu totes les peces treballant, construïdes i instal·lades: és hora de pagar. Baixeu-vos el fitxer Touch_demo_3.v4p i robot_image-j.webp