مستشعر ثني القماش: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

باستخدام الخيط الموصّل والفيلوستات والنيوبرين ، قم بخياطة مستشعر ثني القماش الخاص بك. يتفاعل مستشعر الانحناء هذا (يتناقص في المقاومة) مع الضغط ، وليس الانحناء على وجه التحديد. ولكن نظرًا لأنها محصورة بين طبقتين من النيوبرين (نسيج قوي نوعًا ما) ، يتم ممارسة الضغط أثناء الانحناء ، مما يسمح للمرء بقياس الانحناء (الزاوية) عن طريق الضغط. منطقي؟ شاهد أدناه: لذلك يمكنك بشكل أساسي استخدام أي مستشعر ضغط لقياس الانحناء ، ولكن هذا الذي أجده يعطيني أفضل النتائج (الحساسية) لقياس انحناء المفاصل البشرية عند توصيلها بالجسم. إنه حساس بدرجة كافية لتسجيل الانحناء الطفيف ولديه نطاق كبير بما يكفي للحصول على المعلومات عندما تكون الأطراف مثنية بالكامل. يعتمد نطاق المقاومة لجهاز استشعار الانحناء هذا كثيرًا على الضغط الأولي. من الناحية المثالية ، لديك مقاومة أعلى من 2M أوم بين كلا التلامس عندما يكون المستشعر مسطحًا وغير متصل. لكن هذا يمكن أن يختلف ، اعتمادًا على كيفية خياطة المستشعر ومدى حجم التداخل بين الأسطح الموصلة المجاورة. هذا هو السبب في أنني اخترت خياطة جهات الاتصال كغرز قطرية من الخيط الموصّل - لتقليل تداخل السطح الموصل. ولكن فقط أدنى ثني أو لمسة للإصبع ستؤدي عمومًا إلى خفض المقاومة إلى بضعة كيلو أوم ، وعند الضغط عليها بالكامل ، تنخفض إلى حوالي 200 أوم. لا يزال المستشعر يكتشف الاختلاف ، وصولاً إلى أقصى ما يمكنك الضغط عليه بأصابعك. النطاق غير خطي ويصبح أصغر مع انخفاض المقاومة. هذا المستشعر حقًا بسيط جدًا وسهل الصنع ورخيص مقارنة بشرائه. لقد وجدت أيضًا أنها موثوقة بما يكفي لاحتياجاتي ، كما أنني أبيع أجهزة استشعار ثني القماش المصنوعة يدويًا عبر Etsy. على الرغم من أنه من الأرخص بكثير أن تصنع بنفسك ، فإن شراء واحدة سيساعدني في دعم تكاليف النماذج الأولية والتطوير الخاصة بي >> https://www.etsy.com/shop.php؟user_id=5178109 مستشعر الانحناء النيوبرين هذا موجود أيضًا في CNMAT موقع الموارد ، من بين الاحتمالات الرائعة الأخرى لصنع مستشعرات الانحناء الخاصة بك >> https://cnmat.berkeley.edu/category/subjects/bend_sensor لمشاهدة هذا المستشعر أثناء العمل ، ألق نظرة على الفيديو التالي. الراقصة لديها مستشعرات ثني النسيج (مثل هذه العروض Instructable) متصلة بها: الإبطين والمرفقين والمعصمين والكتفين والوركين والقدمين. توجد وحدة Bluetooth على ظهر الراقص تقوم بنقل جميع معلومات المستشعر إلى جهاز كمبيوتر يقوم بعد ذلك بتشغيل الآلات (الروبوتات الموسيقية LEMUR) للعب. لمزيد من المعلومات ، قم بزيارة: https://kobakant.at/index.php؟ menu = 2 & project = 4 يوجد فيديو آخر في نهاية Instructable هذا يوضح لك في عمل يمكن ارتداؤه!

الخطوة 1: المواد والأدوات

المواد: المواد المستخدمة في المستشعر رخيصة بشكل أساسي وغير متوفرة في الأسواق. هناك أماكن أخرى تبيع الأقمشة الموصلة وفيلوستات ، ولكن ليس إي إم إف خيار مناسب لكليهما ، خاصة للشحن داخل أمريكا الشمالية ، فيلوستات هو الاسم التجاري للأكياس البلاستيكية التي يتم فيها تعبئة المكونات الإلكترونية الحساسة. البلاستيك القائم على الكربون. (لذا يمكنك أيضًا تقطيع إحدى هذه الأكياس البلاستيكية السوداء إذا كان لديك واحدة في متناول اليد. ولكن احذر! لا تعمل جميعها!) لجعل المستشعر نسيجًا بالكامل ، يمكن استخدام نسيج EeonTex الموصّل (www.eeonyx.com) بدلاً من ذلك من البلاستيك Velostat. عادة ما تقوم Eeonyx بتصنيع وبيع الأقمشة المطلية فقط بكميات لا تقل عن 100 ياردة ، ولكن عينات 7 × 10 بوصة (17.8 × 25.4 سم) متاحة مجانًا وعينات أكبر من 1 إلى 5 ياردات مقابل رسوم دنيا لكل ياردة. يستخدم لمستشعر الانحناء: الجودة: السماكة: 1 ، 5 مم كلا الجانبين: نايلون- / بوليستر جيرسي (قياسي) جانب واحد: رمادي ، الجانب الآخر: نيون أخضر ولكن يمكنك بتحد تجربة واختبار صفات وسمك مختلفة! أيضًا بمواد مختلفة. أستطيع أن أتخيل أن المطاط الإسفنجي وما شابه ذلك سيعمل. شيء جيد في النيوبرين هو أنه يحتوي على جيرسي مدمج على الجانبين مما يمنحه إحساسًا لطيفًا ضد الجلد ولكنه أيضًا يجعل الخياطة أسهل ، حيث تمزق الغرز من خلال النيوبرين العادي. - الخيط الموصل من www.sparkfun.com راجع أيضًا https://cnmat.berkeley.edu/resource/conductive_thread- Neoprene من www.sedochemicals.com berkeley. يستقر من متجر الأقمشة المحلي الأدوات: - القلم والورق - المسطرة - مقص القماش والورق - الحديد - إبرة الخياطة - آلة بوبر / المفاجئة (المحمولة أو المطرقة وإصدار بسيط) - ربما كماشة للتراجع عن بوبرس للاتصال بجهاز الكمبيوتر الخاص بك: أنا لست كذلك سوف نخوض في التفاصيل هنا ، لأن Instructable هذا يتعلق أكثر بالمستشعر نفسه وأقل عن هذا الاتصال. ولكن إذا كان لديك سؤال فقط أرسل لي رسالة. - منصة الحوسبة المادية Arduino من www.sparkfun.com - برنامج Arduino مجاني من www.arduino.cc- معالجة بيئة البرمجة مجانًا من www.processing.org - مقاطع التمساح من www.radioshack. كوم - سحب أو سحب إلى الأرض من Arduino ، بمقاوم 10-20 كيلو أوم- بعض الأسلاك واللحام والأشياء

الخطوة 2: اصنع استنسل

نظرًا لأننا نصنع مستشعرًا للثني ، فمن المنطقي جعله طويلًا بحيث يمكن ربطه بسهولة بالمكان الذي يجب قياس الانحناء فيه.

ليس عليك اتباع شكل وحجم هذا المستشعر بالضبط. لقد أبقيت الأمر بسيطًا لتوصيل الفكرة. قم بإنشاء استنسل يتضمن تعليم الغرز التي يجب أن تعمل بشكل قطري. من الجيد ترك مسافة 5 مم على الأقل بين الغرز وحافة النيوبرين. اترك مسافة 1 سم بين الغرز. يتعلق الأمر بعدم إنشاء سطح موصل للغاية ، بحيث يظل المستشعر حساسًا. عادة ما تكون 4-7 غرز قطرية (حسب طول المستشعر) جيدة. كما أنها لا تحتاج إلى أن تكون طويلة. 1 ، 5 سم كحد أقصى. بالنسبة لهذا الإصدار ، سترغب في ترك مساحة تبلغ حوالي 1-2 سم في كل طرف من طرفي المستشعر بحيث يمكنك إرفاق أداة ضغط ، والتي ستكون مفيدة لتوصيلها بدائرة قماشية لاحقًا.

الخطوة الثالثة: تجهيز المواد

بمجرد إنشاء الاستنسل ، ارسمه على النيوبرين بحيث يكون لديك قطعتان متطابقتان (ليست معكوسة). باستخدام الوصلة ، ادمج قطعة صغيرة من القماش المطاطي المرن (انظر الصور) في نهاية كل قطعة من النيوبرين. على قطعة واحدة يجب أن تكون على الجانب الأخضر (من الداخل) وعلى الجانب الآخر على الجانب الرمادي (في الخارج). هذا بحيث في وقت لاحق ، بمجرد خياطة المستشعر معًا ، يواجه القماش الموصل جانبًا واحدًا فقط (هذا أكثر لأسباب جمالية ، لذلك سيستمر العمل بغض النظر عن الجانب الذي تقوم بدمج النسيج الموصل به).

الخطوة الرابعة: الخياطة

الآن وقد تم تجهيز كلا جانبي المستشعر ، قم بربط إبرة بكمية جيدة من الخيط الموصّل. يمكنك أن تأخذها مرتين أو مفردة. أنا أفضل أن آخذه منفردًا.

خياطة في النيوبرين من الخلف / الخارج (في هذه الحالة الجانب الرمادي). ابدأ من النهاية الأبعد عن قطعة القماش الموصلة. قم بالغرز ذهابًا وإيابًا كما هو موضح في الصور. عندما تصل إلى النهاية ، قم بخياطة الخيط على القماش الموصل. قم بعمل 6 غرز على الأقل لتوصيل الاثنين. قم بإجراء هذه الخياطة لكلا قطعتين من النيوبرين ، باستثناء أنه في حالة وجود النسيج الموصل على الجانب الآخر من الغرز الموصلة. ما زلت تريد إرفاق الخيط الموصل برقعة القماش الموصلة بـ 6 غرز على الأقل. السبب في أن الغرز على كلا الجانبين يجب أن تكون متطابقة هو أنه عندما يستلقيان فوق بعضهما البعض (يواجهان بعضهما البعض) ، تتقاطع الغرز وتتداخل في نقطة واحدة. هذا له ميزتان. أولاً ، من غير المحتمل ألا تصطف الغرز ولا تقوم بأي اتصال متداخل. وثانياً أن سطح الاتصال ليس كبيرًا جدًا. لقد وجدت أنه إذا كانت الأسطح الموصلة كبيرة جدًا ، فإن حساسية المستشعر لم تعد جيدة لما أريده.

الخطوة الخامسة: إغلاق المستشعر

قبل إغلاق المستشعر ، ستحتاج إلى قطع قطعة من Velostat أصغر قليلاً من قطع النيوبرين الخاصة بك. ستدخل قطعة Velostat هذه بين قطبتين موصلتين. وهذا ما يخلق تغيرًا حساسًا للضغط في المقاومة. يتيح Velostat مزيدًا من الكهرباء ، كلما ضغطت بقوة على الطبقتين الموصلتين معًا ، مع وجود Velostat بينهما. لست متأكدًا حقًا من سبب ذلك ، لكنني أتخيل أن السبب في ذلك هو وجود جزيء كربون في Velostat الذي يوصل الكهرباء وكلما زاد الضغط عليهم كلما اقتربوا من بعضهم البعض وكلما كان سلوكهم أفضل أو شيء مشابه (؟؟؟) لذا ، ضع قطعة Velostat بينها وقم بخياطة المستشعر معًا كما هو موضح في الصور. لا تقم بالخياطة بإحكام شديد ، وإلا فسيكون لديك ضغط أولي يجعل المستشعر أقل حساسية.

الخطوة 6: بوبرس

اقرأ التعليمات المرفقة بجهاز بوبر الخاص بك. لقد قمت بتوصيل جهازي بوبرس مختلفين (أنثى ورجل) على جانبي المستشعر ، لكن هذا الأمر متروك لك. لقد قمت بتوصيل الجزء الأمامي من كل بوبر (جزء بوبر) بالجانب مع قطعة قماش موصل ، بحيث يتم إرفاق كل من بوبر في نفس الجانب.

إذا حدث خطأ ما مع بوبرس ، فإن أفضل وسيلة للتراجع عنها هي استخدام زوج من الكماشة وضغط الجزء الأضعف معًا ، والذي يكون عادةً الجزء الخلفي (غالبًا ما يكون مجرد حلقة). ثم عزف حتى يفقد. هذا غالبًا ما يفسد النسيج.

الخطوة 7: اختبار المتر

الآن انتهى جهاز الاستشعار الخاص بك! ربط إما أن ينتهي بمقياس متعدد وضبطه لقياس المقاومة. سيكون لكل مستشعر نطاق مختلف من المقاومة ولكن طالما أنه ليس صغيرًا جدًا ويعمل لتحقيق أغراضك ، فكل شيء جيد. يحتوي المستشعر الذي صنعته على النطاقات التالية: الاستلقاء بشكل مسطح: 240 كيلو أوم الضغط بإصبع: 1 كيلو أوم الكذب على الجانب: 400 كيلو أوم الانحناء: 1 ، 5 كيلو أوم

الخطوة 8: تصور البرنامج

لتصور التغيير في المقاومة في مستشعر الانحناء الذي قمت به للتو ، يمكنك أيضًا توصيله بجهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر متحكم دقيق (Arduino) واستخدام القليل من التعليمات البرمجية (المعالجة) لتصور ذلك. للحصول على كود Arduino microcontroller وكود المعالجة ، يرجى إلقاء نظرة هنا >> https://www.kobakant.at/DIY/؟cat=347 شاهد الشريط البرتقالي في الصور. كيف يكون على يمين شاشة الكمبيوتر عندما يكون الرسغ مثنيًا. وفي أقصى اليسار عندما يكون معصمك مستقيمًا !! استمتع وشكرًا على القراءة. اسمحوا لي أن أعرف ما هو رأيك.