HairIO: Cabelo como material interativo: 12 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

HairIO: Cabelo Humano como Material Interativo

O cabelo é um material único e pouco explorado para novas tecnologias vestíveis. Sua longa história de expressão cultural e individual torna-o um local fecundo para novas interações. Neste Instructable, mostraremos como fazer extensões de cabelo interativas que mudam de forma e cor, sentem o toque e se comunicam via bluetooth. Usaremos um circuito personalizado, um Arduino Nano, uma placa Adafruit Bluetooth, uma liga com memória de forma e pigmentos termocrômicos.

Este Instructable foi criado por Sarah Sterman, Molly Nicholas e Christine Dierk, documentando o trabalho realizado no Hybrid Ecologies Lab na UC Berkeley com Eric Paulos. Uma análise dessa tecnologia e um estudo completo podem ser encontrados em nosso artigo, apresentado no TEI 2018. Neste Instructable, você encontrará documentação abrangente de hardware, software e eletrônica, bem como informações sobre as decisões de design que tomamos e as dificuldades que enfrentamos.

Começaremos com uma breve visão geral do sistema e exemplos de como usar o HairIO. A seguir, discutiremos os componentes eletrônicos envolvidos e, em seguida, passaremos para o hardware e a criação das extensões de cabelo. As últimas seções cobrirão o código e algumas dicas para fazer modificações.

Links para recursos específicos serão fornecidos em cada seção e também coletados no final.

Feliz fabricação!

Etapa 1: Como funciona?

Visão geral

O sistema HairIO funciona com base em dois princípios básicos: toque capacitivo e aquecimento resistivo. Ao sentir o toque, podemos fazer com que a extensão do cabelo responda aos toques. E ao aquecer a extensão, podemos causar mudança de cor com pigmentos termocrômicos e mudança de forma com uma liga com memória de forma. Um chip bluetooth permite que dispositivos como telefones e laptops se comuniquem com o cabelo também, seja para causar uma mudança de forma ou cor, ou para receber um sinal quando um toque no cabelo é detectado.

Exemplos de interações e usos

HairIO é uma plataforma de pesquisa, o que significa que adoraríamos ver o que você faria com ela! Algumas interações que criamos são demonstradas nos vídeos acima, ou em nosso vídeo completo no Youtube.

Uma trança que muda de forma pode notificar o usuário de uma mensagem de texto, fazendo cócegas na orelha do usuário conforme ela se move.

Ou talvez possa dar instruções ao usuário, movendo-se para o campo de visão para indicar em qual direção virar.

O cabelo pode mudar drasticamente, por estilo ou desempenho. O estilo pode se transformar ao longo do dia ou ser atualizado para um evento específico.

O cabelo também pode permitir interações sociais; imagine trançar o cabelo aumentado de um amigo e, em seguida, ser capaz de mudar a cor do cabelo do amigo tocando sua própria trança à distância.

Componentes

Todo sensoriamento, lógica e controle são feitos por um circuito personalizado e o Arduino Nano, usado na cabeça. Este circuito tem dois componentes principais: um circuito de detecção de toque capacitivo e um circuito de acionamento para alternar a energia para a trança. Uma extensão de cabelo comercial é trançada em torno de um fio de nitinol, que é uma liga com memória de forma. Este fio manterá uma forma quando esfriar e mudará para uma segunda forma quando aquecido. Podemos treinar quase qualquer segunda forma no fio (descrito posteriormente neste Instructable). Duas baterias LiPo alimentam o circuito de controle em 5V e o cabelo em 3,7V.

Etapa 2: Eletrônica

Controle e toque capacitivo

O circuito de toque capacitivo é adaptado do projeto Touché da Disney, por meio deste maravilhoso Instructable on replicating Touche no Arduino. Esta configuração suporta detecção de toque capacitiva de frequência varrida e permite reconhecimento de gestos mais complexos do que o simples toque / sem toque. Uma observação aqui é que o código e o circuito de toque capacitivo assumem um chip Arduino específico, o Atmega328P. Se você optar por usar um chip microcontrolador alternativo, pode ser necessário redesenhar o código ou encontrar um mecanismo de detecção alternativo.

O circuito de controle usa um Arduino Nano para a lógica e um multiplexador analógico para permitir o controle sequencial de várias tranças fora do mesmo circuito e baterias. O toque capacitivo é detectado quase simultaneamente ao alternar rapidamente entre os canais (tão rápido que é basicamente como se estivéssemos sentindo os dois ao mesmo tempo). A atuação das tranças é limitada pela potência disponível. A inclusão de baterias mais potentes ou adicionais pode permitir a atuação simultânea; no entanto, aqui nós a limitamos à atuação sequencial para simplificar. O esquema do circuito fornecido pode controlar duas tranças (mas o multiplexador no circuito pode suportar até quatro!).

Para a versão mais simples do circuito, deixe o multiplexador de fora e controle uma única trança diretamente do Arduino.

Circuito de unidade e termistor

Realizamos toque capacitivo no mesmo fio da atuação (o nitinol). Isso significa menos fios / complexidade na trança e mais no circuito.

O circuito de acionamento consiste em um conjunto de transistores de junção bipolar (BJTs) para ligar e desligar a atuação do cabelo. É importante que sejam transistores de junção bipolar, em vez dos MOSFETs mais comuns (e geralmente melhores), porque os BJTs não têm uma capacitância interna. A capacitância interna de um MOSFET sobrecarrega o circuito de detecção de toque.

Também precisamos alternar o aterramento e a alimentação, em vez de apenas a alimentação, novamente por causa do sensor de toque capacitivo, uma vez que não há sinal capacitivo de um eletrodo aterrado.

Um design alternativo que usa fontes separadas para toque capacitivo e unidade pode simplificar muito esse circuito, no entanto, torna o design mecânico mais complicado. Se a detecção capacitiva for isolada da alimentação do inversor, podemos nos safar com uma única chave de alimentação, e pode ser um FET ou qualquer outra coisa. Essas soluções podem incluir a metalização do próprio cabelo, como na Hairware de Katia Vega.

Chip Bluetooth

O chip bluetooth que usamos é o Bluefruit Friend da Adafruit. Este módulo é independente e só precisa ser conectado ao Arduino, que tratará da lógica em torno da comunicação.

Seleção de bateria

Para baterias, você quer baterias recarregáveis que possam fornecer voltagem suficiente para alimentar o Arduino e corrente suficiente para acionar o nitinol. Não precisam ser da mesma bateria. Na verdade, para evitar o escurecimento do Arduino, fizemos todos os nossos protótipos iniciais com duas baterias: uma para controle e outra para acionamento.

O Arduino Nano requer pelo menos 5 V e o nitinol consome no máximo aproximadamente 2 Amps.

Escolhemos uma bateria de 3,7 V da ValueHobby para alimentar o cabelo e uma bateria de 7,4 V da ValueHobby para alimentar o Arduino. Tente não usar baterias normais de 9 V; eles ficarão sem utilidade em 15 minutos e causarão muitos desperdícios. (Nós sabemos, porque tentamos …)

Detalhes Diversos

Monitoramento da bateria: um resistor de 4,7 k Ohm entre a linha de alimentação da bateria da unidade e um pino analógico permite monitorar a carga da bateria da unidade. Você precisa desse resistor para evitar que a bateria ligue o Arduino por meio do pino analógico (o que seria ruim: você não quer fazer isso). A bateria do Arduino pode ser monitorada apenas com código - consulte a seção sobre software para demonstração do código.

Jumper: há espaço para um jumper entre os dois conectores da bateria, se você quiser usar uma única bateria para alimentar tudo. Isso corre o risco de escurecer o Arduino, mas com a seleção adequada da bateria e algum PWM da unidade baseado em software, ele deve funcionar. (Embora ainda não tenhamos chegado.) (Se você tentar, diga-nos como foi!)

Etapa 3: Montagem de eletrônicos

Juntando o Circuito

Projetamos o circuito originalmente em duas partes, conectando os circuitos de acionamento e controle com um cabo flexível. Em nossa versão PCB integrada, os circuitos são condensados em uma única placa. O primeiro esquema permite uma colocação mais flexível das tranças na cabeça, mas o segundo é muito mais simples de montar. Você pode encontrar o esquema da placa e os arquivos de layout em nosso repositório Github. Existem duas maneiras de fazer os circuitos: 1) fazer manualmente uma versão da placa de desempenho com componentes de orifício de passagem de acordo com o esquema, ou 2) fazer a PCB a partir do arquivo de placa que fornecemos (link acima) e montar com componentes de montagem em superfície.

Componentes

A lista de materiais para a versão PCB + tranças está aqui.

Nós mesmos fresamos nossos PCBs de teste em uma Othermill e, em seguida, pedimos nossos PCBs finais dos excelentes Bay Area Circuits. Tanto a fabricação interna quanto a profissional de placas funcionarão bem, embora chapear ou soldar todas as vias seja uma dor de cabeça.

Pontas

• Usamos pasta de solda e um forno de refluxo ou placa quente para os componentes de montagem em superfície, depois soldamos os componentes do orifício passante manualmente.
• Recomendamos a versão breadboard / perfboard para prototipagem rápida e o PCB para confiabilidade.
• Usamos cabeçotes femininos curtos para segurar o Nano no PCB, de modo que possa ser removível. Longos cabeçalhos fêmeas podem ser soldados não totalmente alinhados à placa para elevar o chip bluetooth alto o suficiente para se aninhar acima do Arduino. (Você também deseja adicionar fita Kapton para evitar curto-circuito acidental).
• O chip bluetooth realmente precisa ser soldado aos conectores machos de cabeça para baixo para coincidir com a ordem dos pinos no layout do PCB. (Claro, você pode modificar esse layout.) Por que fizemos isso? Porque faz com que os pinos combinem melhor com o layout do Arduino.

Etapa 4: Visão geral do hardware de cabelo

HairIO é uma extensão de cabelo trançada em torno de dois pedaços de fio conectados, fixados em um conector e um termistor para regular a temperatura. Pode ser riscado com pigmentos termocrômicos após a montagem completa. Fazer uma trança HairIO consiste em várias etapas:

1) Treine a liga com memória de forma para a forma desejada.

2) Monte o fio interno crimpando e soldando um pedaço de liga com memória de forma a um fio de cobre isolado.

3) Aperte e isole um termistor.

4) Conecte o fio e o termistor a um conector.

5) Faça uma trança no cabelo ao redor do fio.

6) Desenhe o cabelo com giz.

Abordaremos cada uma das etapas em detalhes nas seções a seguir.

Etapa 5: montagem dos fios de cabelo

Os primeiros estágios envolvem a montagem dos fios internos que fornecem mudança de forma e aquecimento resistivo. É aqui que você decide o comprimento da trança, a forma desejada quando ela é aquecida e o tipo de conector que usará. Se todas as tranças tiverem um tipo de conector comum, elas podem ser facilmente trocadas na mesma placa de circuito para várias formas e atuações de cores, bem como tipos e comprimentos de cabelo.

Se você não quiser a mudança de forma em uma trança específica, a liga com memória de forma pode ser substituída por um pedaço de fio normal. Se você deseja oferecer suporte ao toque capacitivo, o fio de substituição não deve ser isolado para obter o melhor efeito.

Treinando a Liga com Memória de Forma

A liga com memória de forma que usamos aqui é o nitinol, uma liga de níquel-titânio. Quando resfriado, ele permanece em uma forma, mas quando aquecido retorna ao que é chamado de estado "treinado". Portanto, se quisermos uma trança que enrola quando aquecida, ela pode ficar reta quando fria, mas treinada para ondular. Você pode criar quase qualquer formato que desejar, embora a capacidade do fio de levantar peso seja limitada por seu diâmetro.

Corte o nitinol no comprimento desejado da trança, deixando um pouco a mais para as curvas durante a trança e para as conexões na parte superior e inferior.

Para treinar nitinol, veja este fantástico Instructable.

Os tipos de tranças que experimentamos incluem cachos, curvas em ângulo reto para permitir que o cabelo fique reto, sem nenhum treino de nitinol. Isso pode parecer preguiçoso, mas permite que o cabelo se endireite de qualquer forma quando acionado. O fio terá uma forma na qual você o dobrará quando estiver frio, por exemplo, um cacho e, em seguida, endireite-se dessa forma quando aquecido. Muito legal e muito mais fácil!

Montagem dos fios

O nitinol não é isolado e funciona apenas em uma direção. Para criar um circuito completo, precisamos de um segundo fio isolado para conectar na parte inferior e retornar ao conector na parte superior. (Um fio não isolado causará um curto-circuito ao tocar no nitinol e impedirá até mesmo o aquecimento.)

Corte um pedaço de fio de cobre isolado com o mesmo comprimento do nitinol. Usamos fio magnético 30 AWG. Remova o isolamento em ambas as extremidades. Para fio magnético, o revestimento pode ser removido queimando suavemente o fio com uma chama aberta até que o isolamento queime e possa ser limpo (isso leva cerca de 15 segundos com um isqueiro). Observe que isso torna o fio ligeiramente frágil no local queimado.

Curiosidade sobre o nitinol: infelizmente, a solda não gosta de se prender ao nitinol. (É uma dor enorme.) A melhor solução é usar um crimpador para criar uma conexão mecânica com o nitinol e, em seguida, adicionar solda para garantir uma conexão elétrica.

Segure a ponta do nitinol e o fio de cobre recém-não isolado juntos e insira em uma crimpagem. Aperte-os bem juntos. Se for necessária força de conexão adicional, adicione um pouco de solda. Cubra a dobra e qualquer ponta de arame restante com termorretrátil para que o usuário não se cutuque com as pontas pontiagudas. Não importa que tipo de crimpagem você use na parte inferior, pois é puramente para fazer uma conexão mecânica entre os dois fios.

Na outra extremidade, adicionaremos uma crimpagem em cada ponta de arame. Aqui, o tipo de crimpagem é importante. Você deve usar a crimpagem de acoplamento para o seu conector. Essas extremidades dos fios serão conectadas ao conector para fazer a interface com a placa de circuito.

Fazendo uma trança em pé:

As tranças podem ser muito sutis ou muito dramáticas. Se você quiser um efeito dramático, como a imagem do toucado acima, ou no vídeo da situação performática anterior, uma etapa adicional é necessária. As tranças preferem torcer em vez de levantar, por isso devem ser fixadas para ficar na orientação correta. Nossa cinta tem a forma de um Z esticado (veja a imagem). Colocamos uma crimpagem no nitinol, depois soldamos a cinta na crimpagem e, finalmente, cobrimos tudo com termorretrátil e fita isolante.

Preparando o termistor

O termistor é um resistor sensível ao calor que nos permite medir a temperatura da trança. Usamos isso para garantir que a trança nunca fique muito quente para o usuário usar. Vamos adicionar o termistor ao mesmo conector ao qual a trança será conectada.

Primeiro, deslize o termorretrátil nas pernas do termistor e use uma pistola de calor para reduzi-lo. Isso irá isolar as pernas, para evitar que o termistor entre em curto com o nitinol não isolado. Deixe um pouco de arame exposto no final para crimpá-lo. Novamente, essas crimpagens devem ser as apropriadas para o seu conector.

Aperte as pontas do termistor. Se possível, aplique um pouco do encolhimento do calor nos primeiros dentes da crimpagem para aliviar a tensão. Não coloque muito para cima, pois os fios ainda devem estar conectados para uma boa conexão elétrica.

Agora o termistor está pronto para ser conectado ao conector.

Montagem do conector

Você pode usar qualquer tipo de conector de 4 terminais na parte superior da trança; após alguma experimentação, decidimos por conectores Molex Nanofit. (Isso é o que nosso PCB usa.) Eles têm um perfil baixo na placa de circuito, uma conexão mecânica sólida com um clipe para mantê-los travados, mas ainda são fáceis de inserir e remover.

Os conectores Nanofit vão juntos em três estágios:

Primeiro, insira as duas extremidades cravadas do termistor nos dois receptáculos mais centrais na metade macho do conector.

Em seguida, insira as duas extremidades superiores onduladas do fio trançado nos receptáculos mais à esquerda e mais à direita na metade macho do conector.

Assim que estiverem no lugar, insira o retentor nos receptáculos. Isso ajuda a manter as dobras no lugar para que a trança não se solte do conector.

A metade fêmea do conector está na placa de circuito e conecta os terminais do cabelo ao circuito da unidade e ao circuito de toque capacitivo, e os terminais do termistor ao Arduino para detecção de temperatura.

Pronto para ir

Agora, o fio está pronto para ser trançado.

Etapa 6: trança e giz

Existem várias maneiras de trançar a extensão do cabelo ao redor dos fios internos. Para detecção de toque capacitiva, algum fio deve ser exposto. No entanto, para ter uma trança de aparência completamente natural e ocultar a tecnologia, o fio pode ser trançado inteiramente por dentro. Este tipo de trança não pode fazer um sensor de toque eficaz, mas ainda pode atuar com mudanças dramáticas de cor e forma.

Estilo de trança 1: 4 fios para toque capacitivo

Este tutorial de trança mostrará como fazer a trança de 4 fios. Lembre-se de que, no seu caso, um dos "fios" são na verdade os fios! Confira as fotos acima para nossa configuração de trança, seguindo o padrão de 4 fios com três fios de cabelo e um fio.

Estilo de trança 2: fios invisíveis

Nessa trança, você faz uma trança de três fios (é isso que a maioria das pessoas pensa quando pensa em "uma trança") e apenas enrola os fios com um dos fios. Aqui está um ótimo tutorial para uma trança de três fios.

Riscando com Pigmentos Termocrômicos

Se você deseja que uma trança mude de cor quando for acionada, deve ser riscada com pigmentos termocrômicos. Primeiro, pendure as tranças em alguma coisa, acima de uma mesa coberta de plástico (as coisas vão ficar um pouco bagunçadas). Siga as instruções de segurança para sua tinta termocrômica (use luvas, se necessário!). Definitivamente, use uma máscara de ar - você nunca quer respirar nenhuma matéria particulada. Agora, pegue um pincel para dor e coloque um pouco de pó termocrômico em sua trança, começando pelo topo. "Pinte" suavemente a trança, aplicando o pó na trança o máximo possível. Você perderá um pouco (mas se cair na toalha de mesa de plástico, você pode salvá-lo para a próxima trança). Você pode assistir ao lapso de tempo que compartilhamos acima para ver como o fizemos!

Etapa 7: Vestindo a tecnologia

As placas de circuito e as baterias podem ser montadas em uma fita para a cabeça ou grampo de cabelo. Alternativamente, para um estilo mais sutil, as tranças podem ser feitas com fios mais longos nas pontas. Esses fios podem ser encaminhados por baixo de cabelos naturais, chapéus, lenços ou outros recursos para outro local do corpo, como por baixo de uma camisa ou em um colar. Desta forma, o cabelo é menos perceptível imediatamente como uma tecnologia vestível.

O circuito pode ser reduzido, com revisões adicionais e lógica integrada e chips bluetooth. Um circuito tão pequeno seria mais facilmente escondido em um grampo de cabelo decorativo, etc., no entanto, a energia continuará sendo um problema, já que as baterias no momento estão ficando pequenas. Claro, você poderia ligá-lo na parede, mas não poderia ir muito longe.

Você pode ver um protótipo muito antigo sendo usado no vídeo acima. (Mais imagens das caixas finais a serem adicionadas após uma demonstração pública.)

Gabinete

Em breve, você poderá encontrar um gabinete para impressão em 3D para o circuito em nosso repositório github. Isso pode ser deslizado em uma faixa de cabelo ou modificado para outros fatores de forma.

Etapa 8: Visão geral do software

Em nosso repositório github, você encontrará vários esboços do Arduino demonstrando diferentes maneiras de controlar o cabelo.

Esboço 1: demo_timing

Esta é uma demonstração básica da funcionalidade da unidade. O cabelo liga e desliga em um determinado período de segundos e pisca o LED integrado quando ligado.

Esboço 2: demo_captouch

Esta é uma demonstração do sensor de toque capacitivo. Tocar no cabelo acenderá o LED integrado. Pode ser necessário ajustar os limites de toque capacitivo, dependendo do ambiente e do circuito.

Esboço 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Uma demonstração integrada de comunicação bluetooth, sensor de toque capacitivo e unidade. Baixe o aplicativo Bluefruit LE Connect em um smartphone. O código enviará um sinal bluetooth quando a trança for tocada, imprimindo o resultado no aplicativo. Pressionar botões no controlador no aplicativo irá iniciar e parar a atuação das tranças. Observe que as pinagens são configuradas para nossa versão PCB. Se você conectou o pino INH do multiplexador a um pino digital como no esquema do PCB, pode ser necessário adicionar uma linha no código para reduzir esse pino (nós apenas o colocamos em curto com o aterramento).

Este código também inclui um método de calibração, acionado pelo envio de um caractere "c" por meio da interface UART no aplicativo.

Calibração de toque capacitivo

Como o sensor de toque capacitivo é sensível a fatores ambientais, como umidade, ou estar conectado a um computador ou não, este código permitirá que você determine um valor limite apropriado para um sensor de toque capacitivo preciso. Você pode encontrar um exemplo disso no código demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. Uma nota é que a capacitância também muda com o calor. Ainda não tratamos do problema em que o calor após a ativação aciona o estado "tocado".

Monitoramento de bateria

Exemplos de monitoramento de bateria estão no esboço demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. O LED integrado acenderá quando a carga de uma bateria cair abaixo de um certo limite, embora não faça distinção entre a bateria de controle e a bateria de acionamento.

Intertravamento de temperatura (desligamento de segurança)

O monitoramento da temperatura da trança nos permite desligar a energia se ficar muito quente. Esses dados são coletados do termistor entrelaçado na trança. Um exemplo disso pode ser encontrado no esboço demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch.

Etapa 9: Carregando e modificando o código

Usamos o ambiente Arduino padrão para escrever código para HairIO e fazer o upload para as placas.

Arduino Nanos pode ser obtido de várias fontes; nós os compramos, que requerem firmware adicional para operar com o ambiente Arduino. Você pode seguir estas instruções para configurá-los em sua máquina. Se você usa um Arduino Nano padrão (ou seja, estes), não precisa realizar essa etapa extra.

Ao modificar o código, certifique-se de que os pinos do seu hardware correspondem ao seu circuito. Se você alterar um pino, certifique-se de atualizar o design e o código da placa.

É importante observar que a biblioteca de toque capacitivo Illutron que usamos depende de um chip de hardware específico (o Atmega328p). Se você quiser usar um microcontrolador diferente, certifique-se de que seja compatível ou você terá que modificar o código. (Não queríamos entrar naquele código de baixo nível para este projeto, então apreciamos profundamente o trabalho de Illutron. Sincronizar com o tempo de hardware pode ser bem complicado!)

Etapa 10: Projetos futuros: ideias e diretrizes para modificações

Resposta ao Calor

Se você quiser saber mais sobre o comportamento da resposta ao calor das tranças, pode encontrar modelos matemáticos do cabelo em nosso artigo. O ponto principal é que a mudança de cor e forma atuará em momentos diferentes e em ordens diferentes com base na quantidade de cabelo isolante ao redor do fio e na quantidade de energia fornecida (que muda a velocidade de aquecimento)

Melhorias de circuito:

• Deslocar o módulo bluetooth para a direita pode permitir que você diminua a altura de empilhamento, uma vez que ele não funcionará no conector USB do Arduino. Existem também placas Arduino com módulos bluetooth integrados (mas a maioria delas tem um chip diferente, portanto, usá-los envolveria alterações de código).
• As pegadas do conector da bateria podem mudar dependendo dos tipos de bateria que você usa.
• A área de cobertura do switch é genérica e provavelmente deve ser substituída pela área de cobertura do que você deseja usar.
• Você pode querer ser capaz de fazer o PWM do circuito de transmissão para controlar a energia por meio da trança; para fazer isso, o pino do sinal da unidade deve ser alterado para D3 ou outro pino PWM de hardware.
• Se você inverter os pares do multiplexador (por exemplo, trança1 unidade e trança2 toque no canal 0, e trança2 unidade e trança1 toque no canal 1, em vez de tocar e dirigir para a mesma trança em um único canal), você será capaz de detectar capacitivo toque em uma trança enquanto dirige a outra trança, em vez de ser impedido de fazer qualquer detecção capacitiva enquanto alguma coisa estiver dirigindo.

• Algumas modificações podem permitir que uma bateria controle a lógica e o inversor. Várias considerações incluem:

  • Alta voltagem (por exemplo, uma bateria 7,4 LiPo) fará o backdrive do Arduino por meio do circuito de detecção capacitivo e do pino digital. Isso não é bom para o Arduino a longo prazo. Isso pode ser corrigido incluindo outro transistor entre o circuito de detecção capacitiva e o cabelo.
  • Excesso de energia puxado pelo cabelo pode escurecer o Arduino. Isso pode ser corrigido por PWM'ing o sinal da unidade.

Melhorias de software

A detecção de toque capacitiva de frequência de varredura pode ser usada para detectar muitos tipos de toques, e. um dedo ou dois, beliscando, girando … Isso requer um esquema de classificação mais complicado do que o limiar básico que demonstramos aqui. A capacitância muda com a temperatura. Melhorar o código de detecção de toque para levar isso em consideração tornará a detecção mais confiável

Claro, se você fizer uma versão do HairIO, adoraríamos ouvir sobre isso

Etapa 11: Notas de Segurança

HairIO é uma plataforma de pesquisa e não se destina a ser um produto comercial ou de uso diário. Ao fazer e usar seu próprio HairIO, esteja ciente das seguintes considerações:

Aquecer

Como HairIO opera por aquecimento resistivo, existe a possibilidade de superaquecimento. Se o termistor falhar ou não estiver próximo o suficiente da trança, ele pode não conseguir ler a temperatura corretamente. Se você não incluir o código de desligamento de temperatura, ele pode aquecer mais do que o pretendido. Embora nunca tenhamos experimentado queimaduras com HairIO, é uma consideração importante.

Baterias

No HairIO, usamos baterias LiPo como nossas fontes de energia. LiPos são ótimas ferramentas, pois são recarregáveis e podem fornecer alta corrente em um pacote pequeno. Eles também devem ser tratados com cuidado; se carregados incorretamente ou furados, eles podem pegar fogo. Consulte estas referências para saber mais sobre como cuidar do seu LiPos: guia completo; dicas rápidas.

Pigmentos Termocrômicos

Os que usamos não são tóxicos, mas, por favor, não os coma. Leia os guias de segurança para tudo o que você comprar.

Etapa 12: Referências e links

Aqui coletamos as referências e links neste Instructable para fácil acesso:

HairIO

HairIO: Human Hair as Interactive Material - Este é o artigo acadêmico em que o HairIO foi apresentado pela primeira vez.

HairIO Github repo - Aqui você encontrará um git repo de todos os esquemas e códigos usados para este demo, bem como algumas planilhas de dados para componentes importantes.

Youtube - Veja o cabelo em ação!

Lista de materiais para HairIO PCB

Toque Capacitivo

Touché: Aprimorando a interação de toque em humanos, telas, líquidos e objetos do dia-a-dia

Instrutível para a versão do Arduino do repositório Touche + Illutron Github para o código do Arduino

Bluetooth

Módulo bluetooth

App bluetooth

Segurança da bateria LiPo

Guia Completo

Dicas rápidas

Outra tecnologia relacionada ao cabelo

Artigos para cabelo, Katia Vega

Fogo, o Invisível

Os autores

Laboratório de ecologias híbridas

Christine Dierk

Molly Nicholas

Sarah Sterman