HairIO: Cabello como material interactivo: 12 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

HairIO: cabello humano como material interactivo

El cabello es un material único y poco explorado para las nuevas tecnologías portátiles. Su larga historia de expresión cultural e individual lo convierte en un sitio fructífero para interacciones novedosas. En este Instructable, le mostraremos cómo hacer extensiones de cabello interactivas que cambian de forma y color, detectan el tacto y se comunican a través de bluetooth. Usaremos un circuito personalizado, un Arduino Nano, una placa Adafruit Bluetooth, una aleación con memoria de forma y pigmentos termocrómicos.

Este Instructable fue creado por Sarah Sterman, Molly Nicholas y Christine Dierk, documentando el trabajo realizado en el Laboratorio de Ecologías Híbridas en UC Berkeley con Eric Paulos. Se puede encontrar un análisis de esta tecnología y un estudio completo en nuestro documento, presentado en TEI 2018. En este Instructable encontrará documentación completa de hardware, software y electrónica, así como información sobre las decisiones de diseño que tomamos y las luchas que enfrentamos..

Comenzaremos con una breve descripción general del sistema y ejemplos de cómo usar HairIO. A continuación, analizaremos la electrónica involucrada, luego pasaremos al hardware y crearemos las extensiones de cabello. Las últimas secciones cubrirán el código y algunos consejos para realizar modificaciones.

Los enlaces a recursos particulares se proporcionarán en cada sección y también se recopilarán al final.

¡Feliz preparación!

Paso 1: ¿Cómo funciona?

Visión general

El sistema HairIO funciona con dos principios básicos: tacto capacitivo y calentamiento resistivo. Al sentir el tacto, podemos hacer que la extensión del cabello responda a los toques. Y al calentar la extensión, podemos provocar un cambio de color con pigmentos termocrómicos y un cambio de forma con una aleación con memoria de forma. Un chip bluetooth permite que dispositivos como teléfonos y computadoras portátiles también se comuniquen con el cabello, ya sea para causar un cambio de forma o color, o para recibir una señal cuando se siente un toque en el cabello.

Ejemplos de interacciones y usos

HairIO es una plataforma de investigación, lo que significa que nos encantaría ver qué haces con ella. Algunas interacciones que hemos diseñado se demuestran en los videos de arriba, o en nuestro video completo en Youtube.

Una trenza que cambia de forma puede notificar al usuario de un mensaje de texto haciéndole cosquillas suavemente en la oreja mientras se mueve.

O tal vez pueda dar direcciones al usuario, moviéndose hacia el campo de visión para indicar en qué dirección girar.

El cabello puede cambiar drásticamente, por estilo o por desempeño. El estilo puede transformarse a lo largo del día o actualizarse para un evento en particular.

El cabello también puede permitir interacciones sociales; imagina trenzar el cabello aumentado de un amigo y luego poder cambiar el color del cabello del amigo tocando tu propia trenza desde lejos.

Componentes

Toda la detección, la lógica y el control se manejan mediante un circuito personalizado y el Arduino Nano, que se lleva en la cabeza. Este circuito tiene dos componentes principales: un circuito de detección táctil capacitivo y un circuito de control para cambiar la energía a la trenza. Una extensión de cabello comercial se trenza alrededor de un alambre de nitinol, que es una aleación con memoria de forma. Este alambre mantendrá una forma cuando se enfríe y se moverá a una segunda forma cuando se caliente. Podemos entrenar casi cualquier segunda forma en el cable (descrito más adelante en este Instructable). Dos baterías LiPo alimentan el circuito de control a 5 V y el cabello a 3,7 V.

Paso 2: Electrónica

Control y tacto capacitivo

El circuito táctil capacitivo está adaptado del proyecto Touché de Disney, a través de este maravilloso Instructable para replicar Touche en Arduino. Esta configuración admite la detección táctil capacitiva de frecuencia de barrido y permite un reconocimiento de gestos más complejo que el simple toque / no toque. Una nota aquí es que el circuito táctil capacitivo y el código asumen un chip Arduino particular, el Atmega328P. Si elige utilizar un chip de microcontrolador alternativo, es posible que deba rediseñar el código o encontrar un mecanismo de detección alternativo.

El circuito de control utiliza un Arduino Nano para la lógica y un multiplexor analógico para permitir el control secuencial de múltiples trenzas de los mismos circuitos y baterías. El tacto capacitivo se detecta casi al mismo tiempo al cambiar rápidamente entre canales (tan rápido que básicamente es como si estuviéramos sintiendo ambos a la vez). El accionamiento de las trenzas está limitado por la potencia disponible. Incluir baterías más potentes o adicionales podría permitir la activación simultánea, sin embargo, aquí lo limitamos a la activación secuencial para simplificar. El esquema del circuito proporcionado puede controlar dos trenzas (¡pero el multiplexor en el circuito puede admitir hasta cuatro!).

Para la versión más simple del circuito, deje el multiplexor fuera y controle una sola trenza directamente desde el Arduino.

Circuito impulsor y termistor

Realizamos un toque capacitivo en el mismo cable que la actuación (el nitinol). Esto significa menos cables / complejidad en la trenza y más en el circuito.

El circuito de excitación consta de un conjunto de transistores de unión bipolar (BJT) para activar y desactivar la activación del cabello. Es importante que estos sean transistores de unión bipolar, en lugar de los MOSFET más comunes (y generalmente mejores), porque los BJT carecen de capacitancia interna. La capacitancia interna de un MOSFET abrumará el circuito de detección táctil.

También tenemos que cambiar tanto la tierra como la energía, en lugar de solo la energía, nuevamente por el bien de la detección táctil capacitiva, ya que no hay señal capacitiva de un electrodo conectado a tierra.

Un diseño alternativo que utiliza fuentes separadas para el tacto y la unidad capacitivos puede simplificar enormemente este circuito, sin embargo, hace que el diseño mecánico sea más complicado. Si la detección capacitiva está aislada de la energía para la unidad, podemos salir con un solo interruptor para la energía, y puede ser un FET o cualquier otra cosa. Tales soluciones podrían incluir metalizar el cabello en sí, como en Hairware de Katia Vega.

Chip de Bluetooth

El chip bluetooth que usamos es el Bluefruit Friend de Adafruit. Este módulo es autónomo y solo necesita conectarse al Arduino, que manejará la lógica en torno a la comunicación.

Selección de batería

Para las baterías, desea baterías recargables que puedan proporcionar suficiente voltaje para alimentar el Arduino y suficiente corriente para impulsar el nitinol. No es necesario que sean la misma batería. De hecho, para evitar que el Arduino se oscurezca, hicimos todos nuestros prototipos iniciales con dos baterías: una para el control y otra para la unidad.

El Arduino Nano requiere al menos 5 V y el nitinol consume un máximo de aproximadamente 2 amperios.

Elegimos una batería de 3.7 V de ValueHobby para manejar el cabello y una batería de 7.4V de ValueHobby para alimentar el Arduino. Trate de no usar baterías normales de 9V; Drenarán por debajo de su utilidad en 15 minutos y causarán mucho desperdicio. (Lo sabemos, porque lo intentamos …)

Detalles varios

Monitoreo de la batería: una resistencia de 4.7k Ohm entre la línea de alimentación de la batería del variador y un pin analógico nos permite monitorear la carga de la batería del variador. Necesita esta resistencia para evitar que la batería encienda el Arduino a través del pin analógico (lo que sería malo: no desea hacer esto). La batería de Arduino se puede monitorear con solo un código; consulte la sección sobre software para obtener una demostración del código.

Puente: hay espacio para un puente entre los dos conectores de la batería, si desea utilizar una sola batería para alimentar todo. Esto corre el riesgo de oscurecer el Arduino, pero con la selección adecuada de la batería y algunos PWM basados en software de la unidad, debería funcionar. (Aunque todavía no lo hemos conseguido). (Si lo intentas, ¡cuéntanos cómo te fue!)

Paso 3: Ensamblaje de la electrónica

Uniendo el circuito

Diseñamos el circuito originalmente en dos partes, conectando los circuitos de control y accionamiento con un cable flexible. En nuestra versión de PCB integrada, los circuitos se condensan en una sola placa. El primer esquema permite una colocación más flexible de trenzas en la cabeza, pero el segundo es mucho más sencillo de montar. Puede encontrar el esquema de la placa y los archivos de diseño en nuestro repositorio de Github. Hay dos formas de hacer los circuitos: 1) hacer a mano una versión de placa perf con componentes de orificio pasante de acuerdo con el esquema, o 2) hacer la PCB a partir del archivo de placa que proporcionamos (enlace arriba) y ensamblar con componentes de montaje en superficie.

Componentes

La lista de materiales para la versión PCB + trenzas está aquí.

Molimos nuestras PCB de prueba nosotros mismos en un Othermill, luego pedimos nuestras PCB finales a los excelentes Circuitos del Área de la Bahía. Tanto la fabricación interna como profesional de tableros funcionará bien, aunque el enchapado a mano o la soldadura de todas las vías es una molestia.

Consejos

• Usamos pasta de soldadura y un horno de reflujo o placa caliente para los componentes de montaje en superficie, luego soldamos los componentes del orificio pasante a mano.
• Recomendamos la versión de placa de prueba / placa de perforación para la creación rápida de prototipos y la PCB para mayor confiabilidad.
• Usamos encabezados hembra cortos para sostener el Nano en la PCB, de modo que pueda ser extraíble. Los cabezales hembra largos se pueden soldar no del todo al ras de la placa para levantar el chip bluetooth lo suficientemente alto como para anidar sobre el Arduino. (También querrá agregar cinta Kapton para evitar cortocircuitos accidentales).
• El chip bluetooth en realidad debe soldarse a sus encabezados macho al revés para que coincida con el orden de los pines en el diseño de la PCB. (Por supuesto, puede modificar este diseño). ¿Por qué hicimos eso? Porque hace que los pines coincidan mejor con el diseño de Arduino.

Paso 4: Descripción general del hardware para el cabello

HairIO es una extensión de cabello trenzada alrededor de dos longitudes de cable conectadas, fijadas a un conector y un termistor para regular la temperatura. Se puede marcar con tiza con pigmentos termocrómicos después del ensamblaje completo. Hacer una trenza HairIO en sí consta de varias etapas:

1) Entrene la aleación con memoria de forma a la forma deseada.

2) Ensamble el cable interno engarzando y soldando un trozo de aleación con memoria de forma a un cable de cobre aislado.

3) Engarce y aísle un termistor.

4) Conecte el cable y el termistor a un conector.

5) Trenza el cabello alrededor del alambre.

6) Marque el cabello con tiza.

Abordaremos cada una de las etapas en detalle en las siguientes secciones.

Paso 5: Montaje de los alambres para el cabello

Las primeras etapas involucran el ensamblaje de los cables internos que proporcionan cambio de forma y calentamiento resistivo. Aquí es donde decides la longitud de la trenza, la forma deseada cuando se calienta y el tipo de conector que usarás. Si todas las trenzas tienen un tipo de conector común, pueden intercambiarse fácilmente en la misma placa de circuito para diferentes formas y colores, así como tipos y longitudes de cabello.

Si no desea cambiar la forma de una trenza en particular, la aleación con memoria de forma se puede reemplazar con un trozo de alambre normal. Si desea admitir el toque capacitivo, el cable de repuesto debe estar sin aislamiento para obtener el mejor efecto.

Entrenamiento de la aleación Shape Memory

La aleación con memoria de forma que utilizamos aquí es el nitinol, una aleación de níquel-titanio. Cuando se enfría, permanece en una forma, pero cuando se calienta vuelve a lo que se llama el estado "entrenado". Entonces, si queremos una trenza que se riza cuando se calienta, puede que sea recta cuando esté fría, pero que se entrene para que se rice. Puede crear casi cualquier forma que desee, aunque la capacidad del cable para levantar peso está limitada por su diámetro.

Corta el nitinol a la longitud deseada de la trenza, dejando un poco más para las curvas durante el trenzado y para las conexiones en la parte superior e inferior.

Para entrenar el nitinol, vea este fantástico Instructable.

Los tipos de trenzas con los que hemos experimentado incluyen rizos, curvas en ángulo recto para permitir que el cabello se mantenga recto y no entrenar el nitinol en absoluto. Esto puede sonar perezoso, pero permite que el cabello se enderece de cualquier forma cuando se activa. El alambre mantendrá una forma en la que lo doble cuando esté frío, p. Ej. un rizo, luego enderezar esa forma cuando se caliente. ¡Genial y mucho más fácil!

Ensamblar los cables

El nitinol no está aislado y corre solo en una dirección. Para crear un circuito completo, necesitamos un segundo cable aislado para conectar en la parte inferior y volver al conector en la parte superior. (Un cable sin aislamiento provocará un cortocircuito cuando toque el nitinol y evitará un calentamiento uniforme).

Corta un trozo de alambre de cobre aislado del mismo largo que el nitinol. Usamos alambre magnético de 30 AWG. Retire el aislamiento en ambos extremos. En el caso del alambre magnético, el revestimiento se puede quitar quemando suavemente el alambre con una llama abierta hasta que el aislamiento se carbonice y se pueda limpiar (eso toma unos 15 segundos con un encendedor). Tenga en cuenta que esto hace que el cable sea un poco frágil en el lugar quemado.

Dato curioso sobre el nitinol: Desafortunadamente, a la soldadura no le gusta adherirse al nitinol. (Es un gran dolor). La mejor solución es usar un engarzado para crear una conexión mecánica con el nitinol, luego agregar soldadura para asegurar una conexión eléctrica.

Sujete el extremo del nitinol y el cable de cobre recién sin aislamiento juntos e insértelo en un engarzado. Mézclelos bien juntos. Si se necesita una conexión adicional, agregue un poco de soldadura. Cubra el rizado y cualquier extremo de alambre restante con termorretráctil para que su usuario no se pinche con los extremos puntiagudos. No importa qué tipo de engarzado use en la parte inferior, ya que es puramente para hacer una conexión mecánica entre los dos cables.

En el otro extremo, agregaremos un rizo a cada punta de alambre. Aquí, el tipo de rizado es importante. Debe utilizar el engarzado de acoplamiento para su conector. Estos extremos de los cables se adjuntarán al conector para interactuar con la placa de circuito.

Hacer una trenza de pie:

Las trenzas pueden ser muy sutiles o muy dramáticas. Si desea un efecto dramático, como en la imagen del tocado de arriba, o en el video de situación performativa anterior, se necesita un paso adicional. Las trenzas prefieren torcerse en lugar de levantarse, por lo que deben estar reforzadas para permanecer en la orientación correcta. Nuestro aparato ortopédico tiene la forma de una Z estirada (mira la imagen). Deslizamos un rizo en el nitinol, luego soldamos la abrazadera al rizo y finalmente cubrimos todo con cinta termocontraíble y aislante.

Preparando el termistor

El termistor es una resistencia termosensible que nos permite medir la temperatura de la trenza. Usamos esto para asegurarnos de que la trenza nunca se caliente demasiado para que la use el usuario. Agregaremos el termistor al mismo conector al que se unirá la trenza.

Primero, deslice el termocontraíble sobre las patas del termistor y use una pistola de calor para encogerlo. Esto aislará las patas para evitar que el termistor haga cortocircuito con el nitinol no aislado. Deje un poco de alambre expuesto al final para que se doble. Nuevamente, estos engarces deben ser los adecuados para su conector.

Engarce los extremos del termistor. Si puede, coloque un poco de termocontraíble en los primeros dientes del rizado como alivio de tensión. Sin embargo, no lo coloques demasiado, ya que los cables aún deben conectarse para una buena conexión eléctrica.

Ahora el termistor está listo para conectarse al conector.

Montaje del conector

Puede utilizar cualquier tipo de conector de 4 terminales en la parte superior de la trenza; después de un poco de experimentación, nos decidimos por los conectores Molex Nanofit. (Esto es lo que utiliza nuestra PCB). Tienen un perfil bajo en la placa de circuito, una conexión mecánica sólida con un clip para mantenerlos bloqueados, pero aún así son fáciles de insertar y quitar.

Los conectores Nanofit van juntos en tres etapas:

Primero, inserte los dos extremos engarzados del termistor en los dos receptáculos centrales en la mitad macho del conector.

A continuación, inserte los dos extremos superiores engarzados del cable trenzado en los receptáculos más a la izquierda y más a la derecha en la mitad macho del conector.

Una vez que estén en su lugar, inserte el retenedor en los receptáculos. Esto ayuda a mantener los rizos en su lugar para que la trenza no se salga del conector.

La mitad hembra del conector está en la placa de circuito y conecta los terminales de pelo al circuito de accionamiento y al circuito táctil capacitivo, y los terminales del termistor al Arduino para la detección de temperatura.

Listo para ir

Ahora, el cable está listo para ser trenzado.

Paso 6: Trenzado y tiza

Hay varias formas de trenzar la extensión del cabello alrededor de los alambres internos. Para la detección táctil capacitiva, algunos cables deben estar expuestos. Sin embargo, para tener una trenza de aspecto completamente natural y ocultar la tecnología, el cable se puede trenzar completamente en el interior. Este tipo de trenza no puede realizar una detección táctil efectiva, pero aún puede actuar con cambios dramáticos de color y forma.

Estilo de trenza 1: 4 hilos para un toque capacitivo

Este tutorial de trenzas le mostrará cómo hacer la trenza de 4 hilos. Tenga en cuenta que, en su caso, uno de los "hilos" son en realidad los cables. Echa un vistazo a las imágenes de arriba para ver nuestra configuración de trenzado, siguiendo el patrón de 4 hebras con tres hebras de cabello y un alambre.

Estilo de trenza 2: alambres invisibles

En esta trenza, haces una trenza de tres hilos (esto es lo que la mayoría de la gente piensa cuando piensan en "una trenza"), y simplemente unes los cables con uno de los hilos. Aquí hay un gran tutorial para una trenza de tres hilos.

Marcado con tiza con pigmentos termocrómicos

Si desea que una trenza cambie de color cuando se acciona, debe estar tiza con pigmentos termocrómicos. Primero, cuelga las trenzas en algo, encima de una mesa cubierta de plástico (las cosas se ensuciarán un poco). Siga las instrucciones de seguridad para su tinta termocrómica (¡use guantes si es necesario!). Definitivamente use una máscara de aire; nunca querrá respirar partículas. Ahora, tome un cepillo para el dolor y coloque un poco de polvo termocrómico en su trenza, comenzando por la parte superior. Suavemente "pinte" la trenza, aplicando el polvo en la trenza tanto como sea posible. Perderás algo (pero si se cae sobre el mantel de plástico, puedes rescatarlo para la siguiente trenza). ¡Puedes ver el timelapse que hemos compartido arriba para ver cómo lo hicimos!

Paso 7: Usar la tecnología

Las placas de circuito y las baterías se pueden montar en una cinta para la cabeza o en una pinza para el cabello. Alternativamente, para un estilo más sutil, las trenzas se pueden hacer con alambres más largos en los extremos. Estos cables se pueden enrutar debajo del cabello natural, sombreros, bufandas u otras características a otra parte del cuerpo, como debajo de una camisa o en un collar. De esta manera, el cabello se nota menos inmediatamente como tecnología portátil.

Los circuitos se pueden reducir, con revisiones adicionales y lógica integrada y chips bluetooth. Un circuito tan pequeño se escondería más fácilmente en una pinza decorativa para el cabello, etc., sin embargo, la energía seguirá siendo un problema, ya que las baterías en este momento solo se vuelven muy pequeñas. Por supuesto, podría enchufarlo a la pared, pero luego no podría ir muy lejos.

Puedes ver un prototipo súper temprano en el video de arriba. (Se agregarán más imágenes de los anexos finales después de una demostración pública).

Recinto

Pronto podrá encontrar un recinto imprimible en 3D para los circuitos en nuestro repositorio de github. Esto se puede deslizar en una cinta para el cabello o se puede modificar para otros factores de forma.

Paso 8: descripción general del software

En nuestro repositorio de github encontrarás varios bocetos de Arduino que demuestran diferentes formas de controlar el cabello.

Bosquejo 1: demo_timing

Esta es una demostración básica de la funcionalidad de la unidad. El cabello se enciende y apaga en un período establecido de segundos, y el LED integrado parpadea cuando está encendido.

Bosquejo 2: demo_captouch

Esta es una demostración de la detección táctil capacitiva. Al tocar el cabello, se encenderá el LED integrado. Es posible que deba ajustar los umbrales táctiles capacitivos según su entorno y circuito.

Bosquejo 3: demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch

Una demostración integrada de la comunicación bluetooth, la detección táctil capacitiva y la unidad. Descargue la aplicación Bluefruit LE Connect en un teléfono inteligente. El código enviará una señal bluetooth cuando se toque la trenza, imprimiendo el resultado en la aplicación. Al presionar los botones del controlador en la aplicación, se iniciará y detendrá la activación de las trenzas. Tenga en cuenta que los pines están configurados para nuestra versión de PCB. Si ha conectado el pin INH del multiplexor a un pin digital como en el esquema de la PCB, es posible que deba agregar una línea en el código para bajar ese pin (simplemente lo cortocircuitamos a tierra).

Este código también incluye un método de calibración, que se activa al enviar un carácter "c" a través de la interfaz UART en la aplicación.

Calibración táctil capacitiva

Debido a que la detección táctil capacitiva es sensible a factores ambientales como la humedad, o estar conectado a una computadora o no, este código le permitirá determinar un valor de umbral apropiado para la detección táctil capacitiva precisa. Puede encontrar un ejemplo de esto en el código demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch. Una nota es que la capacitancia también cambia con el calor. Todavía no hemos resuelto el problema en el que el calor después de la activación activa el estado "tocado".

Monitoreo de batería

En el boceto demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch hay ejemplos de monitoreo de batería. El LED integrado se iluminará cuando la carga de una batería caiga por debajo de cierto umbral, aunque no distingue entre la batería de control y la batería de la unidad.

Enclavamiento de temperatura (apagado de seguridad)

Monitorear la temperatura de la trenza nos permite cortar la energía si se calienta demasiado. Estos datos se recopilan del termistor tejido en la trenza. Puede encontrar un ejemplo de esto en el boceto demo_pcb_bluetooth_with_drive_captouch.

Paso 9: carga y modificación del código

Usamos el entorno Arduino estándar para escribir código para HairIO y cargarlo en las placas.

Arduino Nanos se puede obtener de varias fuentes; compramos estos, que requieren firmware adicional para operar con el entorno Arduino. Puede seguir estas instrucciones para configurarlas en su máquina. Si usa un Arduino Nano estándar (es decir, estos), no necesita hacer ese paso adicional.

Al modificar el código, asegúrese de que los pines de su hardware coincidan con sus circuitos. Si cambia un pin, asegúrese de actualizar el diseño y el código de su placa.

Es importante tener en cuenta que la biblioteca táctil capacitiva Illutron que usamos se basa en un chip de hardware en particular (el Atmega328p). Si desea utilizar un microcontrolador diferente, asegúrese de que sea compatible o tendrá que modificar ese código. (No queríamos entrar en ese bajo nivel de código para este proyecto, por lo que apreciamos profundamente el trabajo de Illutron. ¡La sincronización con la sincronización del hardware puede ser bastante complicada!)

Paso 10: Diseños futuros: ideas y pautas para modificaciones

Respuesta al calor

Si desea saber más sobre el comportamiento de respuesta al calor de las trenzas, puede encontrar modelos matemáticos del cabello en nuestro artículo. La clave es que el cambio de color y forma se activará en diferentes momentos y en diferentes órdenes según la cantidad de cabello aislante alrededor del cable y la cantidad de energía suministrada (que cambia la rapidez con la que se calienta)

Mejoras en el circuito:

• Desplazar el módulo bluetooth hacia la derecha puede permitirle acortar la altura de apilamiento, ya que no se encontrará con el conector USB Arduino. También hay placas Arduino con módulos bluetooth integrados (pero la mayoría de ellos tienen un chip diferente, por lo que su uso implicaría cambios de código).
• Las huellas del conector de la batería pueden cambiar según los tipos de baterías que utilice.
• La huella del conmutador es genérica y probablemente debería reemplazarse con la huella de lo que desea utilizar.
• Es posible que desee poder activar el circuito de impulsión mediante PWM para controlar la potencia a través de la trenza; para hacerlo, el pin de señal de la unidad debe cambiarse a D3 u otro pin PWM de hardware.
• Si invierte los emparejamientos del multiplexor (por ejemplo, braid1 drive y braid2 touch en el canal 0, y braid2 drive y braid1 touch en el canal 1, en lugar de tocar y conducir para la misma trenza en un solo canal), podrá detectar capacitivo toque una trenza mientras conduce la otra trenza, en lugar de que no se le impida realizar ninguna detección capacitiva mientras se conduce algo.

• Algunas modificaciones pueden permitir que una batería controle tanto la lógica como la unidad. Varias consideraciones incluyen:

  • El alto voltaje (por ejemplo, una batería de 7.4 LiPo) hará retroceder el Arduino a través del circuito de detección capacitiva y el pin digital. Esto no es bueno para Arduino a largo plazo. Esto podría solucionarse incluyendo otro transistor entre el circuito sensor capacitivo y el cabello.
  • Demasiado consumo de energía por parte del cabello puede oscurecer el Arduino. Esto podría solucionarse mediante PWM en la señal de la unidad.

Mejoras de software

La detección táctil capacitiva de frecuencia de barrido se puede utilizar para detectar muchos tipos de toques, p. Ej. un dedo o dos, pellizcar, girar… Esto requiere un esquema de clasificación más complicado que el umbral básico que demostramos aquí. La capacitancia cambia con la temperatura. Mejorar el código de detección táctil para tener esto en cuenta hará que la detección sea más confiable

Por supuesto, si crea una versión de HairIO, ¡nos encantaría saberlo

Paso 11: Notas de seguridad

HairIO es una plataforma de investigación y no pretende ser un producto comercial o de uso diario. Al hacer y usar su propio HairIO, tenga en cuenta las siguientes consideraciones:

Calor

Dado que HairIO funciona mediante calentamiento resistivo, existe la posibilidad de sobrecalentamiento. Si el termistor falla o no está lo suficientemente cerca de la trenza, es posible que no pueda leer correctamente la temperatura. Si no incluye el código de apagado por temperatura, es posible que se caliente más de lo previsto. Si bien nunca hemos experimentado quemaduras con HairIO, es una consideración importante.

Pilas

En HairIO, utilizamos baterías LiPo como nuestra fuente de energía. Los LiPos son excelentes herramientas, ya que son recargables y pueden entregar alta corriente en un paquete pequeño. También deben tratarse con cuidado; si se cargan incorrectamente o se perforan, pueden incendiarse. Consulte estas referencias para obtener más información sobre el cuidado de sus LiPos: guía completa; consejos rápidos.

Pigmentos termocrómicos

Los que usamos no son tóxicos, pero no los comas. Lea las guías de seguridad para cualquier cosa que compre.

Paso 12: referencias y enlaces

Aquí recopilamos las referencias y enlaces en este Instructable para un fácil acceso:

HairIO

HairIO: cabello humano como material interactivo: este es el artículo académico en el que se presentó por primera vez HairIO.

Repositorio de HairIO Github: aquí encontrará un repositorio de git de todos los esquemas y el código utilizado para esta demostración, así como algunas hojas de datos de componentes importantes.

Youtube - ¡Mira el cabello en acción!

Lista de materiales para PCB HairIO

Tacto capacitivo

Touché: mejora de la interacción táctil en humanos, pantallas, líquidos y objetos cotidianos

Instructable para la versión Arduino del repositorio Touche + Illutron Github para el código Arduino

Bluetooth

Módulo bluetooth

Aplicación bluetooth

Seguridad de la batería LiPo

Guía completa

Consejos rápidos

Otra tecnología relacionada con el cabello

Hairware, Katia Vega

Fuego, lo invisible

Los autores

Laboratorio de ecologías híbridas

Christine Dierk

Molly Nicolás

Sarah Sterman