Rozhranie mini-multitouch: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Tento návod vám ukáže, ako vytvoriť mini-multitouch rozhranie z jednoduchých častí, ktoré si môžete objednať online alebo kúpiť v typickom stavebnom/železiarstve. Multidotykové rozhrania sú povrchy, ktoré môžu registrovať viac „dotykových bodov“súčasne, čo znamená, že používatelia môžu na manipuláciu s digitálnymi predmetmi používať prirodzené pohyby rúk. Väčšina viacdotykových systémov tiež premieta obraz obrazovky na dotykový povrch, čím je interakcia intuitívnejšia. Pretože budovanie veľkých viacdotykových systémov je nákladné, tento návod vás naučí, ako vytvoriť jednoduchší a menší viacdotykový systém za 50-150 dolárov pomocou ľahko dostupných súčiastok. Mini multitouch. Mini-Multitouch funguje na rovnakých princípoch ako väčšie systémy a je vhodný pre všetky druhy hack-ish alebo art-ish použití (myslite napríklad na fingerpainting, hudbu na dotyk alebo iné interakcie založené na gestách). Tento pokyn sa odosiela v rámci súťaže „Vyhrajte laserovú rezačku“v mene spoločnosti Make: Philly v nádeji, že sa nám podarí odštartovať vytvorenie nášho nového komunitného pracovného priestoru zavedením nového lesklého laserového rezača:) Užite si to!: Stredne pokročilý (alebo neohrozený začiatočník). Vyžaduje základné znalosti o spájkovaní, použití pílky na kov a nožov, inštalácii softvéru a nasledujúcich návodoch k softvéru. Absolvovanie dobrej znalosti týchto tém a ochota učiť sa vás prevedie týmto návodom! Čas zostavenia: 8-10 hodín pre odborníka na vyššie uvedené témy; 16-20 hodín pre začiatočníkov/mierne pokročilých.

Krok 1: Časti a príprava

Prvý krok: kúpte si svoje súčiastky! Nižšie nájdete odporúčania, kde kúpiť položky zo zoznamu materiálov. Nástroje: bezšnúrová vŕtačka a spájkovačka spájkovačka T -Square Materiály: Webová kamera (odporúča sa Phillips SP900) - je možné ich zakúpiť na webe Windows PC (ospravedlňujeme sa, Atari, súprava nástrojov vvvv je iba pre systém Windows.) Infračervený objektív 4,3 x 4,3 mm (známy tiež ako nočná televízia) - Je možné ho zakúpiť na webe Infračervené diódy LED (odporúča sa SFH485) - dostupné na adrese digikey. Napájací zdroj (odporúča sa výstup 3,3 V DC pri 220 mA) - K dispozícii je najviac hobby/remeselné obchody Rýchlo tuhnúci bláznivý lesk (akejkoľvek značky a získajte ho štetcom na fľaši) - K dispozícii vo väčšine hobby/remeselných predajní Brúsny papier, zrnitosť 400 a zrnitosť 800 - K dispozícii v železiarstve Brass Polish - K dispozícii v železiarstve 8 x 10 listov štandardnej hrúbky Lexan (0,85) - k dispozícii v železiarstve 8 stôp „rozdeľovača dlaždíc“- k dispozícii v železiarstve Kartónová škatuľa s výškou najmenej 1,5 stôp na jednej strane (použili sme 1,5 'x 1' x 1 ') - K dispozícii na hardvéri uložiť (alebo len tak položiť okolo!) Malé kúsky drôtu. Ak nemáte položený drôt, zaobstarajte si malú cievku drôtu s priemerom 20 alebo 22 v červenej a čiernej farbe.- K dispozícii vo väčšine obchodov s elektronikou/hobby obchodom

Krok 2: Pripravte webovú kameru na detekciu infračerveného svetla

Tento krok popisuje nastavenie webovej kamery používanej na zaznamenávanie kvapiek infračerveného svetla vyžarovaného pri dotyku dotykového povrchu. Tento mini-viacdotykový displej sa spolieha na štyri LED svetlá, ktoré osvetľujú list Lexanu, kde vďaka indexu lomu odráža bez úniku. Toto sa nazýva celková vnútorná reflexia. Keď je na Lexan vyvíjaný tlak (napríklad tlak z prsta), trochu sa stlačí, zmení sa index lomu a svetlo uniká. Miesta, kde svetlo uniká, budú iba tam, kde je povrch stlačený, čím sa vytvoria pekné žiarivé škvrny, na ktorých niečo tlačí na Lexan. Tu prichádza webová kamera! Objekty BLOB môžete sledovať pomocou webovej kamery a pomocou špeciálneho softvéru ich môžete použiť ako vstup do počítača, napríklad ako myš alebo klávesnica. V prípade tohto projektu (a väčšiny multidotykových displejov) je svetlo používané na detekciu dotyku v infračervenom rozsahu a webová kamera musí byť upravená tak, aby zobrazovala v infračervenom rozsahu. To sa dá ľahko dosiahnuť výmenou vášho terajšieho objektívu webovej kamery za taký, ktorý „vidí“infračervené svetlo. LED dióda používaná rozhraním mini-multitouch na frekvencii 880 nm je v dosahu monitorovacích kamier „nočného videnia“. Objektív existujúcej webovej kamery môžete vymeniť za objektív „pre nočné videnie“a môžete ísť. Ak používate odporúčaný SPC900NC, môžete použiť akýkoľvek IR objektív CCTV kamery s rozmermi 4,3 mm x 4,3 mm. Skúste prehľadať e-bay alebo miestny obchod s bezpečnostnými kamerami. Pred odstránením existujúceho objektívu z webovej kamery nainštalujte softvér webovej kamery do počítača a otestujte webovú kameru, aby ste sa presvedčili, že kamera funguje. Poznámka: je nevyhnutné to urobiť PRED zrušením záruky otvorením a výmenou šošovky! Keď úspešne urobíte niekoľko fotografií a zaistíte, aby webová kamera fungovala správne, ste pripravení vymeniť objektív. Ak chcete vymeniť objektív na fotoaparáte SPC900 (alebo inom porovnateľnom fotoaparáte), musíte najskôr odopnúť krúžok okolo objektív pomocou skrutkovača. Akonáhle tento krúžok zmizne, je ľahké nahradiť bežný objektív objektívom „dohľadu“opatrným (ale pevným) odskrutkovaním šošovky. Prsteň slúži len na pohľad, takže ho môžete opäť nasadiť alebo nechať. IPo výmene objektívu skontrolujte webovú kameru, aby ste sa presvedčili, či stále funguje, pomocou softvéru webovej kamery. Možno budete musieť tiež upraviť zaostrenie nového objektívu. Obrázky, ktoré získate z webovej kamery, nebudú vyzerať ako s bežným objektívom. Znamená to len, že funguje podľa očakávania. Ak má fotoaparát vstavané svetlo, ktoré svieti na filmované miesto, zakryte svetlo pomocou lepiacej pásky, aby sa zablokoval. Ak to neurobíte, pridá to určitý svetelný „šum“a váš displej bude mať „duchové“dotykové body.

Krok 3: Zostavte rám Touchsurface

Tento krok zahŕňa stavbu rámu, v ktorom bude umiestnená Lexan, ako aj prípravu potrebnú na montáž LED svetiel do rámu.

Najlepším materiálom, ktorý som našiel pre rám, je „Tile Divider“, ktorý je dodávaný v pásoch 6 až 8 stôp a dá sa kúpiť v lisovacej časti väčšiny domácich opravovní. Vizuálny popis nájdete na obrázkoch nižšie (namiesto toho, aby ste sa to pokúšali vysvetľovať tu!). Rám bude Lexanu veľmi tesne sedieť, takže rozdeľovač dlaždíc môžete rezať presne na veľkosť: odstrihnite dva 8-palcové pásy a dva 10-palcové pásy. Akonáhle sú pásiky nastrihané, mali by ste použiť T-štvorec na orezanie koncov krátkych pásikov tak, aby boli skosené dovnútra pod 45% uhlom. Vďaka tomu budú úhľadne a pohodlne sedieť ako rám okolo Lexanu. Štyri LED svetlá namontujete na jednu 8-palcovú stranu rámu. Musia byť namontované tak, aby sa dotýkali Lexanu cez otvory v páse, a rovnomerne sa rozložiť pozdĺž okraja. Je dôležité, aby ste otvory umiestnili v blízkosti hornej časti pásika, ako je to znázornené nižšie, aby svetlo svietilo iba do okraja Lexanu, a nie dolu na fotoaparát pod ním. Poznamenajte si umiestnenie štyroch otvorov približne na 1 palec, 3 palce, 5 palcov a 7 palcov pozdĺž okraja jedného 8-palcového pásu rozdeľovača dlaždíc. Pretože je oddeľovač dlaždíc vyrobený z mäkkého plastu, budete musieť otvory vyvŕtať v niekoľkých prírastkových veľkostiach, aby ste predišli prílišnému ohýbaniu alebo deformácii plastu. Najprv vyvŕtajte malý otvor (1/16 palca), potom vŕtajte o niečo väčší (9/64 palcov). Nakoniec vyvŕtajte 3/16 palcový otvor, čo je ideálna veľkosť na to, aby do neho LED diódy prešli.

Krok 4: Pripravte si dotykový povrch Lexan

Tento krok zahŕňa brúsenie a leštenie dotykového povrchu Lexan pre maximálnu distribúciu svetla.

Aby sa na dotykový povrch dostalo čo najviac svetla, musí byť jeden z 8-palcových okrajov dotykového povrchu Lexan veľmi hladký (práve tu sa diódy LED dostanú do kontaktu s dotykovým povrchom). V ideálnom prípade použijete tri materiály: brúsny papier so zrnitosťou 400, zrnitosť 800 a brúsny papier. Ak nemáte k dispozícii leštidlo na mosadz, môžete použiť iba brúsny papier so zrnitosťou 400 a 800, ale výsledky budú menej než veľkolepé. Zložte kus brúsneho papiera so zrnitosťou 400 na drevený blok (alebo dokonca malú brožovanú knihu) a trikrát alebo štyrikrát ním prechádzajte dopredu a dozadu po jednom 8-palcovom okraji dotykového povrchu Lexan. Mali by ste vidieť, ako sa odlupujú malé biele vločky. Opakujte to s brúsnym papierom so zrnitosťou 800. Po každom prechode brúsnym papierom by ste mali vidieť, že škrabance a kazy na okraji Lexanu sú stále menšie a menšie: naznačuje to, že robíte správnu prácu (a nie je to také povzbudzujúce!). Po vybrúsení škvŕn a nerovností vyleštite hranu Lexanu (iba okraj!) Pomocou mosadzného leštidla (postupujte podľa pokynov na nádobe na mosadzný leštidlo). Obdivujte, ako hladko a lesklo sa vaše Lexanské hrany stali.

Krok 5: Namontujte rám na dotykový povrch, namontujte diódy LED

Tento krok sa týka inštalácie dotykového povrchu a LED svetiel Lexan do rámu zabudovaného v kroku 3 tohto pokynu.

Pred trvalým pripevnením rámu k Lexanu sa presvedčte, či je rám vhodný pre dotykový povrch Lexan s rozmermi 8 palcov x 10 palcov, a to tak, že prúžky rozdeľovača dlaždíc (od kroku 3) nasuniete na okraje dotykového povrchu: mal by pekne sedieť a priliehať. jeho šťastný nový rám. Tiež sa uistite, že v oddeľovači dlaždíc nezostali žiadne plastové otrepy pred vŕtaním dier LED, pretože tieto môžu spôsobiť, že rám bude zle sedieť. Keď ste skontrolovali lícovanie, je načase zlepiť rám a Lexan dohromady do jednej jednotky. Odstráňte rám rozdeľovača dlaždíc a odlepte ochranný kryt asi jeden palec dozadu od okrajov Lexanu, pričom dávajte pozor, aby ste ho neodstránili úplne. Potom zasuňte rám späť na Lexan bez toho, aby medzi nimi bol kryt. Uistite sa, že časť rámu, ktorá má otvory pre diódy LED, je umiestnená na hladkom leštenom okraji Lexan! Keď sú všetky strany rámu upravené podľa vašich predstáv, pomocou bláznivého lepidla (alebo akéhokoľvek lepidla) prilepte rohy rámu k sebe. Pokúste sa prilepiť časti rámu k sebe, nie k Lexanu. Ak sa na Lexan dostane nejaké lepidlo, nie je to nič vážne a nemalo by to mať vplyv na váš dotykový povrch. Teraz, keď je rám namontovaný na Lexane, je čas namontovať diódy LED na rám. Pred trvalým lepením diód LED dierami v ráme) vyskúšajte niekoľko testovacích cyklov, aby ste sa presvedčili, že sú správne umiestnené. Aby bola zaistená najlepšia kvalita „blobov“, LED diódy by nemali smerovať priamo k okraju Lexanu, musia byť namontované v miernom uhle k okraju Lexanu: asi 20-30 stupňov od horizontály (viac na obrázku detail). Tento uhol pomôže, aby svetlo unikajúce z miesta, kde je stlačený Lexan, bolo jasnejšie a jasnejšie. Ak chcete neskôr umiestniť LED diódy pre jednoduchšie zapojenie: všetky LED diódy namontujte tak, aby boli otočené tak, aby uzemňovací kolík (dlhší kolík) bol na vrchu. Keď ste spokojní s uhlom a polohou diód LED, namontujte ich natrvalo do rámu tak, že držíte diódu LED na mieste a nanesiete bláznivé lepidlo na vonkajšiu stranu diódy LED, kde sa dotýka rámu. Držte tieto LED diódy na mieste, kým úplne nevyschnú! (Preto odporúčame použiť bláznivé lepidlo). Teraz, keď sú diódy LED na svojom mieste, je čas začať s zapojením.

Krok 6: Zapojenie LED diód

Táto časť sa zaoberá všetkým zapojením, ktoré musíte urobiť, a popisuje pripojenie diód LED k zdroju energie.

Odporúčame používať LED diódy 1,5 V 100 mA a na účely tohto návodu predpokladáme, že používate napájací zdroj 200 mA 3,3 V DC (napríklad „nástennú mladinu“alebo hobby napájací zdroj). Možno budete musieť upraviť zapojenie vašich LED diód podľa toho, aký máte zdroj napájania - ak si nie ste istí, ako upraviť zapojenie, obráťte sa na niekoho známeho z elektroniky. Spájkujte LED diódy dohromady, ako je to znázornené na obrázku nižšie … ak potrebujete nejaké skúsenosti s spájkovaním, urobte testovací beh s použitím niektorých diód LED, ktoré NIE sú vlepené do rámu. Ak chcete otestovať zapojenie LED, pripojte napájací zdroj a namierte ho na (IR-filtrovanú) webovú kameru. Spustite softvér pre webovú kameru: ak webová kamera zachytáva infračervené svetlo, na displeji webovej kamery by ste mali vidieť jasne červené svetlo (aj keď zo samotných LED diód neuvidíte žiadne svetlo, pretože je infračervené!). Teraz späť k mini-multitouch displeju. Akonáhle zapojíte LED diódy pomocou spájkovačky (podľa nižšie uvedeného diagramu), nasmerujte webovú kameru s infračerveným filtrom na mini-multitouch box zhora. Spustite softvér webovej kamery teraz, ak ho ešte nemáte spustený: na displeji webovej kamery by ste mali vidieť žiaru pozdĺž rámu, keď sú namontované infračervené diódy LED (ale opäť nebudete vidieť žiadne svetlo zo skutočných diód LED!). Ak nevidíte žiaru, budete musieť skontrolovať zapojenie a prípadne sa poradiť s niekým oboznámeným s elektronikou, ak si nie ste istí, ako opraviť pripojenie LED. Rýchla poznámka: Vyššie opísaná žiara je únikom svetla a je nežiaduce: V nasledujúcom kroku sa o to postaráme, aby jediným infračerveným svetlom vyžarovaným z dotykového povrchu bolo svetlo, ktoré pochádza z jeho dotyku. Ale zatiaľ je to dobrý spôsob, ako skontrolovať, či sú vaše diódy LED zapojené správne. Ste tak blízko k tomu, aby ste mali mini-multitouch displej!

Krok 7: Dokončite dotykový povrch, umiestnite webovú kameru

Toto je posledný krok v zostavení hardvéru. Niektoré svetlo z LED diód bude mať tendenciu svietiť nahor a nadol, a nie priamo do Lexanu, a táto extra žiara (únik svetla) môže spôsobovať problémy. Toto extra svetlo sa môže odrážať od okolitých predmetov, ako sú steny, obrazovky, stropy atď., Vytvára oblasti infračerveného žiarenia, ktoré sa na displeji vašej webovej kamery zobrazia ako falošné dotykové body. Najlepším spôsobom, ako tento problém vyriešiť, je pridať trochu extra nepriehľadného materiálu nad a pod okraje dotykového povrchu Lexan, aby ste zablokovali túto žiarivku a žiaru. Vystrihnite plochú podložku s rámom 8 palcov x 10 palcov z lepenky, hrubú približne 1 palec a veľkosťou sa zmestí tesne pod dotykový povrch. Vnútorné rozmery tejto podložky by mali byť 6 x 8 palcov, čo v zásade predstavuje obdĺžnikový okraj s hrúbkou 1 palec, ktorý tesne zapadne do priestoru priamo pod Lexanom. Ak sú tieto smery nejasné, pozrite sa na rozšírený diagram v kroku 5, ktorý obsahuje nákres tejto lepenkovej podložky. Postará sa o to, aby ste dosvietili. Zopakujte postup na hornej strane dotykového povrchu, aby ste zablokovali žiarenie. Ak máte čas, vyzerá to profesionálnejšie použiť na blokovanie up glow niečo krajšie vyzerajúce (ako napríklad lištu na podlahe alebo na strope), ale použili sme druhú kartónovú podložku a funguje to dobre! V tomto mieste máte sendvič s dotykovým povrchom, s Lexanom a rámom v strede a blokátormi žiary hore a dole v hornej a dolnej časti, tesne zapadnú na miesto a podľa potreby ich tam držia šialené lepidlo. vaše hardvérové nastavenie, stačí umiestniť webovú kameru. Musí sedieť približne 1,5 až 2 stopy od dotykového povrchu a ukazovať na „spodnú“stranu Lexanu (napr. Strana, ktorej sa nedotýkate). Môžete to dosiahnuť pomocou kartónovej škatule. Postavte škatuľu tak, aby jej výška bola 1,5 až 2 stopy (na ktorú stranu ju postavíte, bude závisieť od toho, aký veľký je váš box). Vaša webová kamera bude umiestnená vo vnútri škatule a váš dotykový povrch bude v hornej časti škatule, takže v hornej časti škatule budete musieť vyrezať otvor, ktorý bude približne zodpovedať veľkosti a tvaru exponovanej časti Lexanu (iba odkrytá časť, nie celý rám!). Vizuálny príklad nájdete na obrázku nižšie. Vybalte kábel webovej kamery, položte na vrch dotykový displej a obdivujte krásu dokončeného nastavenia hardvéru! Teraz môžete z Lexanu odlepiť ochranný povlak, ak ste to ešte neurobili. Blahoželáme! Dokončili ste hardvér pre svoj Mini-Multitouch! Ak spustíte softvér webovej kamery, mali by ste vidieť, ako sa dotykový povrch rozsvieti tam, kde naň vyvíjate tlak, ideálne prstami. K poslednému kroku: softvér.

Krok 8: Nastavte súpravu nástrojov Vvvv a hrajte

Tento posledný krok popisuje nastavenie softvéru používané na interakciu s vašim viacdotykovým displejom. Teraz je čas začať používať váš nový mini-multitouch systém! Najjednoduchší spôsob, ako začať, je pracovať pomocou sady grafických nástrojov „vvvv“. Súbor nástrojov vvvv je k dispozícii voľne na nekomerčné účely. Bohužiaľ, pretože vvvv je založený na softvéri Microsoft DirectX (pre rýchlosť), je k dispozícii iba pre Windows. Ospravedlňujeme sa! Ak chcete získať kópiu sady nástrojov vvvv, prejdite na stránku sťahovania vvvv vvvv a rozbaľte balík do adresára podľa vášho výberu (ako prefektné miesto odporúčam c: / Program Files / vvvv). Vvvv nemá žiadny inštalačný ani inštalačný program, vvvv.exe jednoducho spustíte, keď chcete spustiť vvvv. Po spustení vvvv sa v predvolenom nastavení zobrazí demo kývajúceho sa stromu - tu môžete spustiť návod a zistiť, čo vvvv dokáže a na čo ho možno použiť. Odporúčame začať s týmto návodom! A malá rada pri riešení problémov: Ak sa pri pokuse o spustenie súboru vvvv.exe zobrazí chyba „dll“, pravdepodobne budete musieť na svojom počítači aktualizovať DirectX na verziu 9.0c alebo novšiu. Po dokončení tutoriálu vvvv kliknite na nižšie uvedené odkazy a pred pokračovaním urobte prvé dva (krátke) návody vvvv. Úvod do vvvv a návod Hello World vás naučí väčšinu základných zručností, ktoré potrebujete na používanie vvvv, a sú veľmi odporúčané. Keď tieto dva návody spustíte, budete mať ešte posledný krok, než začnete s kúzlom mini-multitouch! Je načase skontrolovať, či vaša webová kamera funguje s vvvv. Môžete otestovať, či vvvv automaticky detekuje vašu webovú kameru pomocou tutoriálu vvvv VideoIn. Tento tutoriál obsahuje pokyny na testovanie webovej kamery vo vvvv: postupujte podľa týchto pokynov! Predtým, ako prejdete k poslednému kroku, použite výukový program VideoIn a uistite sa, že získavate obrázky a že váš fotoaparát spravidla správne pracuje s vvvv. Ak váš fotoaparát nefunguje s vvvv, navštívte fóra vvvv a vyhľadajte pomoc s nastavením a konfiguráciou. Ak ste sa dostali až sem, konečne máte všetky diely pripravené, postavené a nainštalované: je čas na odmenu. Stiahnite si súbor Touch_demo_3.v4p a robot_image-j.webp