Botão analógico sensível à pressão: 4 etapas

2025 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2025-01-23 15:03

Hoje há uma infinidade de opções de botões e interruptores táteis a qualquer preço e formato. Infelizmente, se você está procurando uma entrada analógica, suas opções são mais limitadas. Se um controle deslizante capacitivo não atender às suas necessidades, provavelmente você está sem sorte.

Decidi construir um instrumento musical que pudesse detectar com que força o usuário pressionava os botões, continuamente. Os sensores piezzoelétricos estavam fora de questão porque, embora possam fornecer leituras sobre a força com que você pressiona, é difícil manter essas leituras precisas por vários segundos. Os sensores flex eram caros e pesados.

Velostat, que é uma marca de plástico piezzo-resistivo (quanto mais você pressiona, menor a resistência elétrica) se encaixa perfeitamente. Hoje, vou mostrar uma prova de conceito e um bom protótipo. Este último funciona de forma bastante confiável após a calibração e é simples e barato o suficiente para que você possa pensar em fazê-lo às dezenas.

Etapa 1: Etapa 1: Prova de conceito

Usando um pedaço de papelão e uma caneta de tinta condutora, desenhe um padrão de pente entrelaçado. Minhas trilhas têm cerca de 2 mm de largura e 1 mm de diâmetro. Em seguida, cortei um pedaço de velostat de 15 * 15 mm que coloquei por cima.

Ao pressionar com o dedo, posso medir uma resistência entre 5 e 15 kOhm, dependendo da força que pressiono.

Etapa 2: Etapa 2: o PCB

Eu projetei um circuito PCB para o meu projeto e o produzi profissionalmente. Nestes exemplos, as faixas têm 0,5 mm de largura e 0,5 mm de distância; mas Velostat é na verdade bastante tolerante.

Para obter bons resultados, coloque o Velostat apenas onde você precisa. Eu perfurei pedaços de 5 mm de diâmetro e os colei com fita adesiva normal. A fita condutora do eixo Z não funciona aqui, pois ela é liberada muito lentamente e você não pode dizer quando o usuário levantou o dedo.

Etapa 3: Etapa 3: a tampa do botão

Usei botões de silicone que encomendei no Taobao (mas se você não mora na China, talvez tenha mais sorte em sua loja de eletrônicos usual). Eles têm 10 mm de diâmetro (12 na base) e não têm uma almofada condutora na parte inferior.

A base tem cerca de 1 mm de espessura, o que é quase a espessura de uma fita dupla-face que eu tinha ao redor.

Para fazer um furo na fita dupla-face, você precisa colocá-la na horizontal; para evitar que grude na sua mesa, use um pedaço de papel revestido de silicone, como a película protetora do rolo de fita dupla-face, e cole-o na parte de baixo. Eu encontrei meus socos no Taobao, por menos de um dólar a peça.

Em cima da fita dupla-face, coloquei um pedaço de plástico da capa de um bloco de notas usado.

Etapa 4: Etapa 4: use-o

Depois de montar o botão, coloquei meu dedo em cima e medi resistências de 1,5 a 18 kOhm. Se você levantar o dedo, o Velostat pode tocar ou não, então o cicuit às vezes é aberto.

Para usar este novo botão, configure uma ponte divisora de tensão com um resistor (digamos, 4kOhm). O ponto médio pode ser medido com um Arduino.

Em seguida, você precisa medir os valores de pressão mínima e máxima e calcular a distância entre os dois. Consegui obter respostas de 7 ou 8 bits de uma entrada analógica Atmega de 10 bits sem mexer muito.

A curva de resposta não é linear. Não tentei normalizar ainda. Além disso, há alguma histerese: o valor ao qual você retorna depois de soltar o botão costuma ser um pouco diferente daquele que você tinha antes de pressionar. Porém, quando usado com um dedo humano, já é bom o suficiente para pitch bends e vibratos.