Rozhraní Mini-Multitouch: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

This Instructable shows you how to create a mini-multitouch interface out of simple parts you can order online or purchase at a typical construction/hardware store. Multitouch rozhraní jsou povrchy, které mohou registrovat více „dotykových bodů“současně, což znamená, že uživatelé mohou při manipulaci s digitálními objekty používat přirozené pohyby rukou. Většina vícedotykových systémů také promítá obraz obrazovky na dotykový povrch, takže je interakce intuitivnější. Vzhledem k tomu, že stavění velkých vícedotykových systémů je nákladné, tento návod vás naučí, jak pomocí jednodušších dílů najít jednodušší a menší vícedotykový systém za 50–150 $. Mini multitouch. Mini-Multitouch funguje na stejných principech jako větší systémy a je praktický pro všechny druhy hack-ish nebo art-ish použití (přemýšlejte o fingerpaintingu, hudbě na dotek nebo jiných interakcích založených na gestech). Tento Instructable se předkládá v rámci soutěže „Vyhrajte laserovou řezačku“jménem společnosti Make: Philly v naději, že bychom mohli zahájit vytváření našeho nového komunitního pracovního prostoru zavedením nové lesklé laserové řezačky:) Užijte si to!: Středně pokročilý (nebo neohrožený začátečník). Vyžaduje základní znalosti o pájení, používání pily na kov a nože, instalaci softwaru a následných softwarových cvičeních. Předání znalostí těchto témat a ochota učit se vás dostane přes tento Instructable! Build Time: 8-10 hodin pro odborníka na výše uvedená témata; 16-20 hodin pro začátečníky/mírně pokročilé.

Krok 1: Díly a příprava

Krok první: Pořiďte si díly! Níže naleznete doporučení, kde nakupovat položky ze seznamu materiálů. je pouze pro Windows.) Infračervený objektiv 4,3 x 4,3 mm (aka noční vidění) - K zakoupení na webu Infračervené LED diody (doporučeno SFH485) - k dispozici na digikey. Napájecí zdroj (výstup 3,3 V DC při 220 mA doporučeno) - K dispozici nejvýše hobby/řemeslné obchody Rychle tuhnoucí bláznivý lesk (jakákoli značka a dostanete ho do štětce na lahvi) - K dispozici ve většině hobby/řemeslných obchodech Brusný papír, zrnitost 400 a zrnitost 800 - K dispozici v železářství Brass Polish - K dostání v železářství 8 x 10 listů standardní tloušťky Lexan (0,85) - k dispozici v železářství 8ft pás „Tile Divider“- k dispozici v železářství Kartonová krabice, nejméně 1,5 stopy vysoká na jedné straně (použili jsme 1,5 'x 1' x 1 ') - K dispozici na hardwaru ukládat (nebo jen pokládat kolem!) Malé kousky drátu. Pokud kolem sebe nemáte drát, pořiďte si malou cívku o průměru 20 nebo 22. v červené a černé barvě.- K dostání ve většině obchodů s elektronikou/hobby obchodem

Krok 2: Připravte webovou kameru na detekci infračerveného světla

Tento krok popisuje nastavení webové kamery používané k zaznamenávání kuliček infračerveného světla vyzařovaného při dotyku dotykové plochy. Tento mini-multitouch displej spoléhá na čtyři LED světla, která svítí do listu Lexanu, kde díky indexu lomu odráží, aniž by unikl. Toto se nazývá Celková vnitřní reflexe. Když je na Lexan vyvíjen tlak (například ten z prstu), trochu se stlačí, změní index lomu a nechá světlo uniknout. Místa, kde světlo uniká, budou pouze tam, kde je povrch stlačený, což vytvoří pěkné zářící kuličky, kde něco tlačí na Lexan. Zde přichází webová kamera! Bloby můžete sledovat pomocí webové kamery a pomocí speciálního softwaru je použít jako vstup do počítače, jako je myš nebo klávesnice. U tohoto projektu (a většiny vícedotykových displejů) je světlo používané pro detekci dotyku v infračerveném rozsahu a webovou kameru je třeba upravit, aby viděla v infračerveném rozsahu. To lze snadno provést výměnou stávajícího objektivu webové kamery za takový, který „vidí“infračervené světlo. LED diody používané rozhraním mini-multitouch na frekvenci 880 nm jsou v dosahu sledovacích kamer „nočního vidění“. Můžete vyměnit stávající objektiv webové kamery za objektiv pro „noční vidění“a budete připraveni vyrazit. Pokud používáte doporučený SPC900NC, můžete použít jakýkoli IR objektiv CCTV kamery 4,3 mm x 4,3 mm. Zkuste vyhledat e-bay nebo místní obchod s bezpečnostními kamerami. Před odstraněním stávajícího objektivu z webové kamery nainstalujte software webové kamery do počítače a otestujte webovou kameru, abyste se ujistili, že kamera funguje. Poznámka: je důležité to udělat PŘED zrušením záruky otevřením a výměnou objektivu! Jakmile úspěšně pořídíte několik snímků a zajistíte, aby webová kamera fungovala dobře, jste připraveni vyměnit objektiv. Chcete -li vyměnit objektiv na fotoaparátu SPC900 (nebo jiných srovnatelných fotoaparátech), musíte nejprve vypáčit prstenec kolem objektiv pomocí šroubováku. Jakmile tento prsten zmizí, je snadné vyměnit běžnou čočku za čočku „dohledu“opatrným (ale pevným) odšroubováním čočky. Prsten je jen na pohled, takže jej můžete znovu nasadit nebo nechat. IPo výměně objektivu zkontrolujte pomocí webové kamery, zda webová kamera stále funguje. Možná budete muset také upravit zaostření nového objektivu. Obrázky, které získáte z webové kamery, nebudou vypadat jako u běžného objektivu, to znamená pouze, že funguje podle očekávání. Pokud má fotoaparát vestavěné světlo, které svítí na to, co natáčí, zakryjte světlo pomocí nějaké lepicí pásky k zablokování. Pokud to neuděláte, přidá to lehký „šum“a váš displej bude mít „duchovní“dotykové body.

Krok 3: Sestavte rám Touchsurface

Tento krok zahrnuje stavbu rámu, ve kterém bude umístěn Lexan, a také přípravu nezbytnou k montáži LED světel do rámu.

Nejlepší materiál, který jsem pro rám našel, je „Tile Divider“, který je dodáván v pásech 6 až 8 stop a lze jej zakoupit ve výlisku většiny domácích opraven. Viz obrázky níže pro vizuální popis (spíše než se pokoušet vysvětlovat zde!). Rám bude Lexanu velmi těsně sedět, takže můžete rozdělit dělič dlaždic přesně na velikost: nařízněte dva 8palcové pásy a dva 10palcové pásy. Jakmile jsou proužky odříznuty, měli byste pomocí čtverce T oříznout konce krátkých pásů tak, aby se zkosily dovnitř pod úhlem 45%. Díky tomu budou úhledně a pohodlně pasovat jako rámeček kolem Lexanu. Čtyři LED světla namontujete na jednu 8palcovou stranu rámu. Musí být namontovány tak, aby se dotýkaly Lexanu skrz otvory v pásu, a rovnoměrně se rozprostřely podél okraje. Je důležité umístit otvory v blízkosti horní části pásu, jak je znázorněno níže, aby světlo svítilo pouze na okraj Lexanu, a NE dolů na kameru níže. Poznamenejte si umístění čtyř otvorů přibližně na 1palcovém, 3palcovém, 5palcovém a 7palcovém okraji jednoho pruhu 8palcového oddělovače dlaždic. Protože je dělič dlaždic vyroben z měkkého plastu, budete muset vyvrtat otvory v několika přírůstkových velikostech, aby se zabránilo přílišnému ohýbání nebo deformaci plastu. Nejprve vyvrtejte malou díru (1/16 "), poté vyvrtejte trochu větší (9/64"). Nakonec vyvrtejte otvor 3/16 ", což je ideální velikost pro průchod LED diod.

Krok 4: Připravte si Lexan Touchsurface

Tento krok zahrnuje broušení a leštění dotykového povrchu Lexan pro maximální distribuci světla.

Aby se na dotykový povrch dostalo co nejvíce světla, musí být jeden z 8palcových okrajů dotykového povrchu Lexan velmi hladký (zde se LED diody dostanou do kontaktu s dotykovým povrchem). V ideálním případě použijete tři materiály: brusný papír o zrnitosti 400, brusný papír o zrnitosti 800 a leštící mosaz. Pokud nemáte k dispozici mosazný lesk, můžete použít pouze brusný papír o zrnitosti 400 a 800, ale výsledky budou méně než velkolepé. Přeložte kus brusného papíru o zrnitosti 400 na dřevěný blok (nebo dokonce na malou brožovanou knihu) a třikrát nebo čtyřikrát ho spusťte tam a zpět po jednom 8palcovém okraji dotykového povrchu Lexan. Měli byste vidět, jak vypadávají malé bílé vločky. Opakujte to s brusným papírem zrnitosti 800. Po každém průchodu brusným papírem byste měli vidět, že škrábance a kazy na okraji Lexanu jsou stále menší a menší: to naznačuje, že děláte správnou práci (a není to povzbudivé!). Po vybroušení skvrn a nerovností vyleštěte hranu Lexanu (pouze hranu!) Pomocí mosazného leštidla (postupujte podle pokynů na nádobě s mosazným leštidlem). Obdivujte, jak hladká a lesklá je vaše Lexanská hrana.

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

Tento krok zahrnuje instalaci dotykového povrchu a LED světel Lexan do rámu zabudovaného v kroku 3 tohoto Instructable.

Před trvalým připevněním rámu k Lexanu zkontrolujte, zda je rám přizpůsoben dotykovému povrchu Lexan o rozměrech 8 palců na 10 palců, a to tak, že proužky rozdělovače dlaždic (od kroku 3) nasunete na okraje dotykového povrchu: měl by hezky a pohodlně sedět jeho šťastný nový rám. Zkontrolujte také, abyste se ujistili, že v děliči dlaždic nezůstaly žádné plastové otřepy při vrtání otvorů LED, protože ty mohou způsobit, že se rám špatně přizpůsobí. Jakmile zkontrolujete lícování, je čas slepit rám a Lexan dohromady do jedné jednotky. Sejměte rámeček rozdělovače dlaždic a odlepte ochranný kryt asi jeden palec dozadu od okrajů Lexanu a dávejte pozor, abyste jej neodstranili úplně. Poté zasuňte rám zpět na Lexan, aniž by mezi nimi byl kryt. Ujistěte se, že část rámu, která má otvory pro LED, je umístěna na hraně Lexan, která byla vyleštěna hladce! Když jsou všechny strany rámu upraveny podle vašich představ, pomocí bláznivého lepidla (nebo jakéhokoli lepidla) k sobě přilepte rohy rámu. Pokuste se přilepit části rámu k sobě, ne k Lexanu. Pokud se na Lexan dostane nějaké lepidlo, není to velký problém a nemělo by to ovlivnit váš dotykový povrch. Nyní, když je rám namontován na Lexan, je čas namontovat LED diody na rám. Než trvale přilepíte LED diody skrz otvory v rámu) vyzkoušejte několik zkušebních jízd, abyste se ujistili, že jsou správně umístěny. Pro nejlepší kvalitu 'blobů' by LED diody neměly směřovat přímo k okraji Lexanu, musí být namontovány pod mírným úhlem k okraji Lexanu: asi 20-30 stupňů pod horizontálou (více viz obrázek detail). Úhel pomůže, aby světlo unikající v místě stlačení Lexanu bylo jasnější a jasnější. Chcete -li později umístit LED diody pro snazší zapojení: nezapomeňte namontovat všechny LED diody tak, aby byly otočeny tak, aby měl zemnící kolík (delší kolík) nahoře. Jakmile jste spokojeni s úhlem a polohou LED, namontujte je trvale do rámu tak, že přidržíte LED na místě a nanesete bláznivé lepidlo na vnější stranu LED, kde se dotýká rámu. Držte tyto LED diody na místě, dokud úplně nevyschnou! (Proto doporučujeme použít bláznivé lepidlo). Nyní, když jsou LED diody na svém místě, je čas začít s zapojováním.

Krok 6: Zapojení LED diod

Tato část se zabývá veškerým zapojením, které musíte provést, a popisuje připojení LED diod ke zdroji energie.

Doporučujeme používat LED diody 1,5 V 100 mA a pro účely tohoto Instructable předpokládejme, že používáte napájecí zdroj 200 mA 3,3 V DC (například „nástěnnou mladinu“nebo hobby napájecí zdroj). Možná budete muset upravit zapojení vašich LED diod podle toho, jaký máte napájecí zdroj - pokud si nejste jisti, jak upravit zapojení, obraťte se na někoho, kdo je obeznámen s elektronikou. Pájejte LED diody dohromady, jak je znázorněno na obrázku níže … pokud potřebujete trochu praxe s pájením, proveďte zkušební provoz s některými LED, které NENÍ vlepeny do rámu. Chcete-li otestovat zapojení LED, připojte napájecí zdroj a namiřte jej na (IR filtrovanou) webovou kameru. Spusťte software své webové kamery: pokud webová kamera snímá infračervené světlo, na displeji webové kamery byste měli vidět jasně červené světlo (i když ze samotných LED diod neuvidíte žádné světlo, protože je infračervené!). Nyní zpět k mini-multitouch displeji. Jakmile zapojíte LED diody pomocí páječky (podle schématu níže), namiřte webovou kameru filtrovanou infračerveným zářením na mini-multitouch box shora. Spusťte nyní software webové kamery, pokud jej již nemáte spuštěný: na displeji webové kamery byste měli vidět záři podél rámečku, když jsou namontovány infračervené LED diody (ale ze skutečných LED diod opět neuvidíte žádné světlo!). Pokud nevidíte záři, budete muset zkontrolovat zapojení a případně se poradit s někým, kdo je obeznámen s elektronikou, pokud si nejste jisti, jak opravit připojení LED. Rychlá poznámka: výše popsaná záře je únik světla a je nežádoucí: v dalším kroku se o to postaráme, aby jediným infračerveným světlem vyzařovaným z dotykového povrchu bylo světlo, které pochází z jeho dotyku. Ale prozatím je to dobrý způsob, jak zkontrolovat, zda jsou vaše LED diody zapojeny správně. Jste tak blízko k tomu, abyste měli mini-multitouch displej!

Krok 7: Dokončete dotykový povrch, umístěte webovou kameru

Toto je poslední krok v sestavení hardwaru. Některá světla z LED diod budou mít tendenci zářit nahoru a dolů, nikoli přímo do Lexanu, a tato záře (únik světla) může způsobit problémy. Toto extra světlo se může odrazit od okolních předmětů, jako jsou stěny, obrazovky, stropy atd., Čímž vytvoří oblasti infračervené záře, které se na displeji vaší webové kamery zobrazí jako falešné dotykové body. Nejlepší způsob, jak tento problém vyřešit, je přidat trochu extra neprůhledného materiálu nad a pod okraje dotykového povrchu Lexan, aby byla zablokována tato záře a záře. Z lepenky vystřihněte plochou rámovou podložku o rozměrech 8 palců na 10 palců, přibližně 1 palec silnou a takovou, aby se vešla těsně pod dotykovou plochu. Vnitřní rozměry této rohože by měly být 6 x 8 palců, což je v podstatě obdélníkový okraj o tloušťce 1 palce, který těsně zapadne do prostoru přímo pod Lexanem. Pokud jsou tyto směry nejasné, podívejte se na rozšířený diagram v kroku 5, který obsahuje nákres této lepenkové podložky. Tím se postaráte o svícení. Opakujte postup na horní straně dotykového povrchu, abyste zablokovali záře. Pokud máte čas, vypadá profesionálněji použít něco hezčího vzhledu (jako například lištu na podlaze nebo stropu) pro blokování záře, ale my jsme použili druhou lepenkovou podložku a funguje to dobře! V tomto okamžiku máte sendvič s dotykovým povrchem, s Lexanem a rámem uprostřed, a blokátory záře a dolů nahoře a dole, pohodlně zapadnou na místo a v případě potřeby je tam drží bláznivé lepidlo. nastavení hardwaru, stačí umístit webovou kameru. Musí sedět přibližně 1,5 až 2 stopy od dotykové plochy a ukazovat na „spodní“stranu Lexanu (např. Na stranu, které se nedotýkají). Toho můžete dosáhnout pomocí lepenkové krabice. Postavte krabici tak, aby její výška byla 1,5 až 2 stopy (na kterou stranu ji postavíte, bude záviset na tom, jak velká je vaše krabice). Vaše webová kamera bude umístěna uvnitř krabice a váš dotykový povrch bude v horní části krabice, takže budete muset v horní části krabice vyříznout otvor, který bude přibližně odpovídat velikosti a tvaru odhalené části Lexanu (pouze exponovaná část, nikoli celý snímek!). Vizuální obrázek viz níže. Vybalte kabel webové kamery z krabice, umístěte na něj dotykovou obrazovku a obdivujte krásu dokončeného nastavení hardwaru! Pokud jste tak ještě neučinili, můžete z Lexanu odlepit ochranný povlak. Gratulujeme! Dokončili jste hardware svého Mini-Multitouch! Pokud spustíte software webové kamery, měli byste vidět, jak se dotyková plocha rozsvítí tam, kde na ni vyvíjíte tlak, ideálně prsty. Na poslední krok: software.

Krok 8: Nastavte sadu nástrojů Vvvv a hrajte

Tento poslední krok popisuje nastavení softwaru, které slouží k interakci s vícedotykovým displejem. Nyní je čas začít používat nový mini-vícedotykový systém! Nejjednodušší způsob, jak začít, je pracovat pomocí sady grafických nástrojů „vvvv“. Sada nástrojů vvvv je k dispozici zdarma pro nekomerční použití. Bohužel, protože je založen na softwaru DirectX společnosti Microsoft (pro rychlost), vvvv je k dispozici pouze pro Windows. Omlouváme se! Chcete -li získat kopii sady nástrojů vvvv, přejděte na stránku pro stažení vvvv vvvv a rozbalte balíček do vámi zvoleného adresáře (jako prefektní místo doporučuji c: / Program Files / vvvv). Vvvv nemá žádný instalační ani instalační program, jednoduše spustíte vvvv.exe, když chcete spustit vvvv. Po spuštění vvvv se ve výchozím nastavení zobrazí ukázka kymácejícího se stromu - zde můžete spustit výukový program a zjistit, co vvvv umí a k čemu lze použít. Doporučujeme začít tímto návodem! A trochu rady při řešení potíží: pokud se vám při pokusu o spuštění vvvv.exe zobrazí 'chyba dll', pravděpodobně budete muset upgradovat DirectX na vašem počítači na verzi 9.0c nebo novější. Jakmile projdete výukovým programem vvvv, následujte níže uvedené odkazy a než budete pokračovat, proveďte první dva (krátké) návody vvvv. Úvod do výukového programu vvvv a návod Hello World vás naučí většinu základních dovedností, které k používání vvvv potřebujete, a jsou velmi doporučovány. Jakmile spustíte tyto dva výukové programy, zbývá vám poslední krok, než zažijete kouzlo mini-multitouch! Je na čase zkontrolovat, zda vaše webová kamera pracuje s vvvv. Pomocí vvvv VideoIn Tutorial můžete vyzkoušet, zda vvvv automaticky detekuje vaši webovou kameru. Tento tutoriál je dodáván s pokyny, jak otestovat webovou kameru ve vvvv: postupujte podle těchto pokynů! Než přejdete k poslednímu kroku, použijte VideoIn Tutorial, abyste se ujistili, že pořizujete obrázky a že vaše kamera obecně pracuje s vvvv správně. Pokud vaše kamera nefunguje s vvvv, přejděte na fóra vvvv a vyhledejte pomoc s nastavením a konfigurací. Pokud jste se dostali tak daleko, konečně máte všechny díly funkční, postavené a nainstalované: je čas na výplatu. Stáhněte si soubor Touch_demo_3.v4p a robot_image-j.webp