Pulsante analogico sensibile alla pressione: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Oggi c'è una miriade di scelte di pulsanti e interruttori tattili a qualsiasi prezzo e qualsiasi fattore di forma. Sfortunatamente, se stai cercando di ottenere un ingresso analogico, le tue opzioni sono più limitate. Se uno slider capacitivo non soddisfa le tue esigenze, probabilmente sei sfortunato.

Ho deciso di costruire uno strumento musicale in grado di rilevare la forza con cui l'utente premeva i pulsanti, continuamente. I sensori piezoelettrici erano fuori questione, perché mentre possono fornire letture su quanto si preme, è difficile mantenere queste letture accurate per più secondi. I sensori Flex erano costosi e ingombranti.

Velostat, che è un marchio di plastica piezzo-resistiva (più si preme, minore è la sua resistenza elettrica) si adatta perfettamente al conto. Oggi ti guiderò attraverso un proof-of-concept e un bel prototipo. Quest'ultimo in realtà funziona in modo abbastanza affidabile dopo la calibrazione ed è abbastanza semplice ed economico da poter considerare di realizzarli a dozzine.

Passaggio 1: Passaggio 1: Prova di concetto

Usando un pezzo di cartone e una penna a inchiostro conduttivo, disegna un motivo a pettine intrecciato. Le mie tracce sono larghe circa 2 mm e larghe 1 mm. Ho quindi tagliato un pezzo di velostat da 15*15 mm che ho messo sopra.

Quando si preme con il dito, posso misurare una resistenza tra 5 e 15 kOhm, a seconda della forza con cui premo.

Passaggio 2: Passaggio 2: il PCB

Ho progettato un circuito PCB per il mio progetto e l'ho fatto produrre professionalmente. In questo esempio, i binari sono larghi 0,5 mm e distanziati di 0,5 mm; ma Velostat è in realtà abbastanza indulgente.

Per ottenere buoni risultati, metti Velostat solo dove ti serve. Ho perforato pezzi di 5 mm di diametro e li ho fissati con nastro adesivo normale. Il nastro conduttivo dell'asse Z non funziona qui, poiché si rilascia molto lentamente e non è possibile dire quando l'utente ha sollevato il dito.

Passaggio 3: Passaggio 3: il cappuccio del pulsante

Ho usato i pulsanti in silicone che ho ordinato da Taobao (ma se non vivi in Cina, potresti avere più fortuna nel tuo solito negozio di elettronica). Hanno un diametro di 10 mm, (12 alla base) e non hanno una parte inferiore conduttiva.

La base ha uno spessore di circa 1 mm, che è vicino allo spessore del nastro biadesivo che avevo in giro.

Per praticare un foro nel nastro biadesivo, è necessario appiattirlo; per evitare che si attacchi alla scrivania, usa un pezzo di carta siliconata, come la pellicola protettiva del tuo rotolo di nastro biadesivo, e incollalo sul lato inferiore. Ho trovato i miei pugni su Taobao, per meno di un dollaro al pezzo.

Sopra il nastro biadesivo, ho messo un pezzo di plastica dalla copertina di un blocco note usato.

Passaggio 4: Passaggio 4: Usalo

Dopo aver assemblato il pulsante, ho messo il dito sopra e ho misurato resistenze da 1,5 a 18 kOhm. Se si solleva il dito, il Velostat potrebbe toccarsi o meno, quindi il circuito a volte è aperto.

Per utilizzare questo nuovo pulsante, imposta un ponte divisore di tensione con un resistore (ad esempio, 4kOhm). Il punto medio può essere misurato con un Arduino.

È quindi necessario misurare i valori per la pressione minima e massima e calcolare la distanza tra i due. Sono stato in grado di ottenere risposte a 7 o 8 bit da un ingresso analogico Atmega a 10 bit senza troppo armeggiare.

La curva di risposta non è lineare. Non ho ancora provato a normalizzarlo. Inoltre, c'è una certa isteresi: il valore a cui torni dopo aver rilasciato il pulsante è spesso leggermente diverso da quello che avevi appena prima di premere. Tuttavia, quando lo si utilizza con un dito umano, è già abbastanza buono per i pitch bend e i vibrati.