Botón pulsador analógico sensible a la presión: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Hoy en día hay una gran variedad de opciones de botones e interruptores táctiles a cualquier precio y cualquier factor de forma. Desafortunadamente, si está buscando obtener una entrada analógica, sus opciones son más limitadas. Si un control deslizante capacitivo no satisface sus necesidades, probablemente no tenga suerte.

Me propuse construir un instrumento musical que pudiera detectar la fuerza con la que el usuario presionaba los botones, continuamente. Los sensores piezoeléctricos estaban fuera de discusión, porque si bien pueden dar lecturas sobre la fuerza con la que presiona, es difícil mantener estas lecturas precisas durante varios segundos. Los sensores flexibles eran costosos y difíciles de manejar.

Velostat, que es una marca de plástico piezo-resistivo (cuanto más presiona, menor es su resistencia eléctrica) encaja perfectamente. Hoy, lo guiaré a través de una prueba de concepto y un buen prototipo. Este último en realidad funciona de manera bastante confiable después de la calibración, y es lo suficientemente simple y barato como para considerar fabricarlos por docenas.

Paso 1: Paso 1: Prueba de concepto

Con un trozo de cartón y un bolígrafo de tinta conductora, dibuje un patrón de peine entrelazado. Mis pistas tienen aproximadamente 2 mm de ancho y 1 mm de ancho. Luego corté un trozo de velostat de 15 * 15 mm que puse encima.

Al presionar con el dedo, puedo medir una resistencia entre 5 y 15 kOhm, dependiendo de la fuerza con la que presione.

Paso 2: Paso 2: la PCB

Diseñé un circuito de PCB para mi proyecto y lo hice producir profesionalmente. En estos ejemplos, las pistas tienen 0,5 mm de ancho y 0,5 mm de separación; pero Velostat es bastante indulgente.

Para obtener buenos resultados, coloque Velostat solo donde lo necesite. Golpeé piezas de 5 mm de diámetro y las pegué con cinta adhesiva normal. La cinta conductora del eje Z no funciona aquí, ya que se libera muy lentamente y no se puede saber cuándo el usuario ha levantado el dedo.

Paso 3: Paso 3: la tapa del botón

Usé botones de silicona que pedí a Taobao (pero si no vives en China, es posible que tengas más suerte en tu tienda de electrónica habitual). Tienen 10 mm de diámetro (12 en la base) y no tienen una almohadilla conductora en la parte inferior.

La base tiene aproximadamente 1 mm de grosor, que se acerca al grosor de la cinta de doble cara que tenía por ahí.

Para hacer un agujero en la cinta de doble cara, debe colocarla plana; Para evitar que se pegue en su escritorio, use un trozo de papel recubierto de silicona, como la película protectora de su rollo de cinta adhesiva de doble cara, y péguelo por la parte inferior. Encontré mis golpes en Taobao, por menos de un dólar la pieza.

Encima de la cinta de doble cara, puse un trozo de plástico de la tapa de un bloc de notas usado.

Paso 4: Paso 4: ¡Úselo

Después de ensamblar el botón, puse mi dedo encima y medí resistencias de 1.5 a 18 kOhm. Si levanta el dedo, el Velostat puede tocarse o no, por lo que el circuito a veces está abierto.

Para usar este nuevo botón, configure un puente divisor de voltaje con una resistencia (digamos, 4kOhm). El punto medio se puede medir con un Arduino.

Luego, debe medir los valores de presión mínima y máxima y calcular qué tan lejos se encuentra entre los dos. He podido obtener respuestas de 7 u 8 bits a partir de una entrada analógica Atmega de 10 bits sin tocar demasiado el violín.

La curva de respuesta no es lineal. Todavía no he intentado normalizarlo. Además, hay cierta histéresis: el valor al que regresa después de soltar el botón suele ser ligeramente diferente al que tenía justo antes de presionar. Sin embargo, cuando se usa con un dedo humano, ya es lo suficientemente bueno para inflexiones de tono y vibratos.