Interfaz mini-multitáctil: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Este Instructable le muestra cómo crear una interfaz mini-multitáctil a partir de piezas simples que puede ordenar en línea o comprar en una ferretería / construcción típica. Las interfaces multitáctiles son superficies que pueden registrar múltiples 'puntos táctiles' al mismo tiempo, lo que significa que los usuarios pueden usar movimientos naturales de la mano para manipular objetos digitales. La mayoría de los sistemas multitáctiles también proyectan la imagen de la pantalla en la superficie táctil, lo que hace que la interacción sea más intuitiva. Dado que los sistemas multitáctiles grandes son costosos de construir, este instructivo le enseña cómo construir un sistema multitáctil más simple y más pequeño por $ 50-150 usando piezas fáciles de encontrar. Un Mini-Multitouch. Mini-Multitouch funciona con los mismos principios que los sistemas más grandes, y es útil para todo tipo de usos artísticos o de piratería (piense en la pintura con los dedos, la música por toque u otras interacciones basadas en gestos). como parte del concurso "Gana una cortadora láser" en nombre de Make: Philly, con la esperanza de que podamos iniciar la creación de nuestro nuevo espacio de trabajo comunitario con la presentación de una nueva y brillante cortadora láser:) ¡Disfruta!: Intermedio (o principiante intrépido). Requiere conocimientos básicos de soldadura, uso de sierra para metales y navaja, instalación de software y siguientes tutoriales de software. Pasar la familiaridad con estos temas y la voluntad de aprender lo llevará a través de este Instructable! Tiempo de construcción: 8-10 horas para un experto en los temas anteriores; 16-20 horas para principiantes / intermedios.

Paso 1: Piezas y preparación

Paso uno: ¡consiga sus piezas! A continuación, encontrará recomendaciones sobre dónde comprar artículos de la lista de materiales. Lente infrarroja (también conocida como visión nocturna) de 4,3 x 4,3 mm - Disponible para su compra en la web LED infrarrojos (se recomienda SFH485) - disponible en digikey Una fuente de alimentación (salida de 3,3 V CC a 220 mA recomendada) - Disponible como máximo tiendas de pasatiempos / manualidades Glew loco de fraguado rápido (cualquier marca y consígalo en un pincel en la botella) - Disponible en la mayoría de las tiendas de pasatiempos / manualidades Papel de lija, grano 400 y grano 800 - Disponible en ferretería Pulido para latón - Disponible en ferretería Hoja de 8 x 10 de espesor estándar Lexan (0.85) - Disponible en ferretería Tira de 8 pies de "divisor de azulejos" - Disponible en ferretería Una caja de cartón, de al menos 1.5 pies de alto en un lado (usamos 1.5 'x 1' x 1 ') - Disponible en ferretería almacenar (o simplemente poner alrededor!) Pequeños trozos de alambre. Si no tiene cables por ahí, obtenga un carrete pequeño de cable de calibre 20 o 22, tanto en rojo como en negro. Disponible en la mayoría de las tiendas de electrónica / pasatiempos.

Paso 2: prepare la cámara web para detectar luz infrarroja

Este paso describe la configuración de la cámara web utilizada para registrar las manchas de luz infrarroja emitidas cuando toca la superficie táctil. Esta pantalla mini-multitáctil se basa en cuatro luces LED para iluminar una hoja de Lexan, donde rebotará sin escapar, debido al índice de refracción. Esto se llama Reflexión Interna Total. Cuando se aplica presión (como la de un dedo) al Lexan, se comprime un poco, cambiando el índice de refracción y permitiendo que la luz se escape. Los lugares por donde se escapa la luz serán solo donde se comprime la superficie, formando bonitas manchas brillantes donde algo presiona el Lexan. ¡Aquí es donde entra la cámara web! Puede ver las manchas con una cámara web y, con un software especial, utilizarlas como entrada en su computadora, como un mouse o un teclado. Para este proyecto (y la mayoría de las pantallas multitáctiles), la luz que se usa para la detección táctil está en el rango de infrarrojos y el La cámara web debe modificarse para ver en el rango de infrarrojos. Esto se hace fácilmente cambiando la lente de su cámara web existente por una que pueda "ver" luz infrarroja. El LED utilizado por la interfaz mini-multitáctil, a una frecuencia de 880 nm, está dentro del rango de las cámaras de vigilancia de "visión nocturna". Puede cambiar la lente de su cámara web existente por una lente de "visión nocturna" y estará listo para comenzar. Si está utilizando el SPC900NC recomendado, puede utilizar cualquier lente IR de cámara CCTV de 4,3 mm x 4,3 mm. Intente buscar en e-bay o en una tienda local de cámaras de seguridad. Antes de quitar la lente existente en su cámara web, instale el software de la cámara web en su PC y pruebe la cámara web para asegurarse de que la cámara funcione. Nota: es fundamental hacer esto ANTES de anular la garantía abriéndola y cambiando la lente. Una vez que haya tomado con éxito algunas fotos y se haya asegurado de que la cámara web funciona bien, estará listo para cambiar la lente. Para reemplazar la lente de la cámara SPC900 (u otras cámaras comparables), primero debe quitar el anillo alrededor de la lente con un destornillador. Una vez que ese anillo desaparece, es fácil reemplazar la lente normal con una lente de 'vigilancia' desenroscando la lente con cuidado (pero con firmeza). El anillo es solo para apariencia, por lo que puede volver a ponérselo o dejarlo. I Después de cambiar la lente, verifique la cámara web para asegurarse de que aún funciona con el software de la cámara web. También es posible que deba ajustar el enfoque de la nueva lente. Las imágenes que obtiene de la cámara web no se verán como lo hacen con una lente normal, esto solo significa que está funcionando como se esperaba. Finalmente, si la cámara tiene una luz incorporada para brillar sobre lo que está filmando, cubra la enciéndalo con cinta adhesiva para bloquearlo. Si no lo hace, agregará algo de "ruido" ligero y hará que su pantalla tenga puntos táctiles "fantasma".

Paso 3: construya el marco Touchsurface

Este paso cubre la construcción del marco que albergará el Lexan, así como la preparación necesaria para montar las luces LED en el marco.

El mejor material que encontré para el marco es 'Tile Divider', que viene en tiras de 6 a 8 pies y se puede comprar en la sección de molduras de la mayoría de las tiendas de reparación de viviendas. Vea las imágenes a continuación para obtener una descripción visual (en lugar de intentar explicar aquí). El marco se ajustará al Lexan muy de cerca, por lo que puede cortar el divisor de azulejos exactamente a la medida: corte dos tiras de 8 pulgadas y dos tiras de 10 pulgadas. Una vez que se cortan las tiras, debe usar una escuadra en T para cortar los extremos de las tiras cortas para biselarlas hacia adentro en un ángulo de 45%. Esto los hará encajar de forma ordenada y cómoda como un marco alrededor del Lexan. Montará las cuatro luces LED en un lado de 8 pulgadas del marco. Deben montarse de modo que toquen el Lexan a través de los orificios de la tira y se extiendan uniformemente a lo largo del borde. Es importante colocar los orificios cerca de la parte superior de la tira, como se muestra a continuación, para que la luz brille solo en el borde del Lexan y NO en la cámara de abajo. Marque las ubicaciones de los cuatro orificios a aproximadamente 1 pulgada, 3 pulgadas, 5 pulgadas y 7 pulgadas a lo largo del borde de una tira divisoria de azulejos de 8 pulgadas. Debido a que el divisor de azulejos está hecho de plástico blando, deberá perforar los orificios en varios tamaños incrementales para evitar doblar o deformar demasiado el plástico. Primero, taladre un orificio pequeño (1/16 "), luego taladre uno un poco más grande (9/64"). Finalmente, taladre un orificio de 3/16 ", que es el tamaño ideal para que pasen los LED.

Paso 4: Prepare la superficie táctil Lexan

Este paso cubre el lijado y pulido de la superficie táctil Lexan, para una máxima distribución de la luz.

Para obtener la mayor cantidad de luz en la superficie táctil, uno de los bordes de 8 pulgadas de la superficie táctil Lexan debe estar muy suave (aquí es donde los LED harán contacto con la superficie táctil). Idealmente, utilizará tres materiales: papel de lija de grano 400, papel de lija de grano 800 y pulidor de bronce. Si no tiene abrillantador de bronce disponible, puede usar solo el papel de lija de grano 400 y 800, pero los resultados serán menos que espectaculares. Doble un pedazo de papel de lija de grano 400 sobre un bloque de madera (o incluso un pequeño libro de bolsillo) y páselo hacia adelante y hacia atrás tres o cuatro veces a lo largo de un borde de 8 pulgadas de la superficie táctil Lexan. Debería ver que se desprenden pequeñas escamas blancas. Repita esto con el papel de lija de grano 800. Después de cada pasada con el papel de lija, debería poder ver que los arañazos y las imperfecciones en el borde del Lexan se hacen cada vez más pequeños: esto indica que está haciendo un buen trabajo (¡y no es tan alentador!). Después de lijar las imperfecciones y las protuberancias, pula el borde del Lexan (¡solo el borde!) Con el pulidor de latón (siga las instrucciones del recipiente del pulidor de latón). Admire lo suave y brillante que se ha vuelto su borde Lexan.

Paso 5: coloque el marco en la superficie táctil, monte los LED

Este paso cubre la instalación de la superficie táctil Lexan y las luces LED en el marco construido en el Paso 3 de este Instructable.

Antes de fijar permanentemente el marco al Lexan, verifique que el marco se ajuste a la superficie táctil Lexan de 8 pulgadas por 10 pulgadas deslizando las tiras divisorias de mosaicos (del paso 3) en los bordes de la superficie táctil: debe encajar bien y cómodamente. su feliz nuevo marco. Además, asegúrese de que no queden rebabas de plástico en el divisor de mosaicos debido a la perforación de los orificios del LED, ya que pueden hacer que el marco no encaje correctamente. Una vez que haya comprobado el ajuste, es hora de pegar el marco y el Lexan juntos en una sola unidad. Retire el marco del divisor de azulejos y retire la cubierta protectora aproximadamente una pulgada hacia atrás desde los bordes del Lexan, teniendo cuidado de no quitarla por completo. Luego, deslice el marco nuevamente sobre el Lexan, sin la cubierta entre los dos. ¡Asegúrese de que la sección del marco que tiene los orificios del LED esté colocada en el borde Lexan que fue pulido hasta quedar liso! Cuando todos los lados del marco estén ajustados a su gusto, use un poco de pegamento loco (o cualquier pegamento) para pegar las esquinas del marco entre sí. Intente pegar las secciones del marco entre sí, no al Lexan. Si le cae pegamento al Lexan, no es un gran problema y no debería afectar su superficie táctil. Ahora que el marco está montado en el Lexan, es hora de montar los LED en el marco. Antes de pegar permanentemente los LED a través de los orificios en el marco) intente realizar algunas pruebas para asegurarse de que los ha colocado correctamente. Para obtener 'manchas' de la mejor calidad, los LED no deben mirar directamente al borde del Lexan, deben montarse en un ligero ángulo con respecto al borde del Lexan: aproximadamente 20-30 grados de ángulo con respecto a la horizontal (consulte la imagen para obtener más información). detalle). El ángulo ayudará a que los escapes de luz donde se comprime el Lexan sean más brillantes y claros. Para colocar los LED para facilitar el cableado más adelante: asegúrese de montar todos los LED de modo que se giren para tener la clavija de tierra (la clavija más larga) en la parte superior. Una vez que esté satisfecho con el ángulo y la posición de los LED, móntelos permanentemente en el marco sosteniendo el LED en su lugar y aplicando pegamento loco alrededor del exterior del LED donde toca el marco. ¡Mantenga esos LED en su lugar hasta que se sequen por completo! (Es por eso que recomendamos usar pegamento loco). Ahora que los LED están en su lugar, es hora de comenzar a realizar el cableado.

Paso 6: cableado de los LED

Esta sección cubre todo el cableado que tiene que hacer y cubre la conexión de los LED a una fuente de alimentación.

Recomendamos el uso de LED de 1,5 V y 100 mA y, para los fines de este Instructable, supongamos que está utilizando una fuente de alimentación de 200 mA y 3,3 V CC (como una fuente de alimentación de "mosto de pared" o una fuente de alimentación para pasatiempos). Es posible que deba ajustar el cableado de sus LED según la fuente de alimentación que tenga; consulte con alguien familiarizado con la electrónica si no está seguro de cómo ajustar el cableado. Suelde los LED juntos como se muestra en la imagen de abajo … si necesita algo de práctica con la soldadura, haga una prueba usando algunos LED que NO estén pegados en el marco. Para probar el cableado de los LED, conecte la fuente de alimentación y apúntelos hacia la cámara web (con filtro de infrarrojos). Ejecute el software de su cámara web: si la cámara web está captando la luz infrarroja, debería ver una luz roja brillante en la pantalla de la cámara web (aunque no verá ninguna luz proveniente de los LED, ¡porque es infrarroja!). Ahora volvamos a la pantalla mini-multitáctil. Una vez que haya conectado los LED con su soldador (de acuerdo con el diagrama a continuación), apunte la cámara web con filtro de infrarrojos hacia la caja mini-multitáctil desde arriba. Ejecute el software de su cámara web ahora si aún no lo tiene en ejecución: debería ver un brillo en la pantalla de la cámara web, a lo largo del marco cuando los LED infrarrojos están montados (pero, nuevamente, ¡no verá ninguna luz de los LED reales!). Si no puede ver el brillo, deberá verificar su cableado y posiblemente consultar a alguien familiarizado con la electrónica si no está seguro de cómo arreglar la conexión del LED. Una nota rápida: el resplandor descrito anteriormente es una fuga de luz, y no es deseable: nos ocuparemos de eso en el siguiente paso para que la única luz infrarroja emitida desde la superficie táctil sea la luz que proviene de tocarla. Pero, por ahora, es una buena forma de comprobar que sus LED estén conectados correctamente. ¡Estás tan cerca de tener una pantalla mini-multitáctil!

Paso 7: Termine la superficie táctil, coloque la cámara web

Este es el último paso en la construcción del hardware. Alguna luz de los LED tenderá a brillar hacia arriba y hacia abajo en lugar de directamente hacia el Lexan, y ese brillo adicional (fuga de luz) puede causar problemas. Esta luz adicional puede rebotar en objetos cercanos como paredes, pantallas, techos, etc., creando áreas de brillo infrarrojo que se mostrarán en la pantalla de su cámara web como puntos táctiles falsos. La mejor manera de solucionar este problema es agregar un poco de material opaco adicional por encima y por debajo de los bordes de la superficie táctil Lexan para bloquear este brillo hacia arriba y hacia abajo. Corte un tapete plano de 8 pulgadas por 10 pulgadas de cartón, de aproximadamente 1 pulgada de grosor y del tamaño adecuado para que quepa justo debajo de la superficie táctil. Las dimensiones interiores de este tapete deben ser de 6 por 8 pulgadas, lo que lo convierte básicamente en un borde rectangular de 1 pulgada de grosor que se ajusta perfectamente al espacio justo debajo del Lexan. Si estas instrucciones no están claras, eche un vistazo al diagrama ampliado en el Paso 5, que incluye un dibujo de este tapete de cartón. Esto se encargará del brillo descendente. Repita el proceso en la parte superior de la superficie táctil para bloquear el brillo ascendente. Si tiene tiempo, parece más profesional usar algo más bonito (como una moldura de borde de piso o techo) para el bloqueador de brillo hacia arriba, pero solo usamos una segunda alfombra de cartón y ¡funciona bien! En este punto, tiene un sándwich de superficie táctil, con el Lexan y el marco en el medio, y los bloqueadores de brillo hacia arriba y hacia abajo en la parte superior e inferior, encajan perfectamente en su lugar y se sujetan allí con pegamento loco si lo desea. su configuración de hardware, solo necesita colocar la cámara web. Debe colocarse aproximadamente a 1,5 a 2 pies de la superficie táctil, apuntando hacia el lado "inferior" del Lexan (por ejemplo, el lado que no se toca). Puede lograr esto usando una caja de cartón. Levante la caja de modo que su altura sea de 1,5 a 2 pies (el lado en el que la coloque dependerá del tamaño de la caja). Su cámara web se colocará dentro de la caja y su superficie táctil se colocará en la parte superior de la caja, por lo que deberá hacer un agujero en la parte superior de la caja que tenga aproximadamente el tamaño y la forma de la parte expuesta del Lexan (solo el parte expuesta, no todo el marco!). Vea la imagen a continuación para ver un ejemplo visual. Ejecute el cable de la cámara web fuera de la caja, coloque la pantalla táctil en la parte superior y admire la belleza de su configuración de hardware completa. Ahora puede quitar esa capa protectora del Lexan, si aún no lo ha hecho. ¡Felicitaciones! ¡Ha terminado el hardware para su Mini-Multitouch! Si ejecuta el software de su cámara web, debería poder ver que la superficie táctil se ilumina donde ejerce presión sobre ella, idealmente con los dedos. En el último paso: el software.

Paso 8: ¡Configura el kit de herramientas Vvvv y juega

Este último paso describe la configuración del software utilizada para interactuar con su pantalla multitáctil. ¡Ahora es el momento de comenzar a usar su nuevo sistema mini multitáctil! La forma más sencilla de comenzar es trabajar con el kit de herramientas de gráficos 'vvvv'. El kit de herramientas vvvv está disponible gratuitamente, para usos no comerciales. Desafortunadamente, debido a que se basa en el software DirectX de Microsoft (para velocidad), vvvv solo está disponible para Windows. ¡Nuestras disculpas! Para obtener una copia del kit de herramientas vvvv, vaya a la página de descarga de vvvv vvvv y descomprima el paquete en un directorio de su elección (recomiendo c: / Archivos de programa / vvvv como lugar perfecto).vvvv no tiene programa de instalación o configuración, simplemente ejecute vvvv.exe cuando desee ejecutar vvvv. Verá una demostración de árbol oscilante de forma predeterminada al ejecutar vvvv; aquí es donde puede iniciar el tutorial y tener una idea de lo que vvvv es capaz de hacer y para qué se puede usar. ¡Recomendamos comenzar con este tutorial! Y, un pequeño consejo para la resolución de problemas: si obtiene un 'error dll' cuando intenta ejecutar vvvv.exe, probablemente necesite actualizar DirectX en su máquina a la versión 9.0co más reciente. siga los enlaces a continuación y realice los dos primeros (breves) tutoriales vvvv antes de continuar. La Introducción al Tutorial de vvvv y el Tutorial de Hello World te enseñarán la mayoría de las habilidades básicas que necesitas para usar vvvv, y son muy recomendables. Una vez que hayas ejecutado esos dos tutoriales, ¡tienes un último paso antes de experimentar la magia mini-multitouch! Es hora de comprobar que su cámara web funciona con vvvv. Puede probar si vvvv detecta automáticamente su cámara web usando el tutorial de vvvv VideoIn. Este tutorial viene con instrucciones sobre cómo probar su cámara web en vvvv: ¡siga estas instrucciones! Antes de continuar con el paso final, use el tutorial VideoIn para asegurarse de que está obteniendo imágenes y que su cámara generalmente funciona correctamente con vvvv. Si su cámara no funciona con vvvv, vaya a los foros de vvvv y busque ayuda con la instalación y configuración. Si ha llegado hasta aquí, finalmente tiene todas las piezas funcionando, construidas e instaladas: es hora de la recompensa. Descargue el archivo Touch_demo_3.v4p y robot_image-j.webp