Interfaccia mini-multitouch: 8 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:05

Questo Instructable ti mostra come creare un'interfaccia mini-multitouch con parti semplici che puoi ordinare online o acquistare in un tipico negozio di costruzioni/ferramenta. Le interfacce multitouch sono superfici in grado di registrare più "punti di tocco" contemporaneamente, il che significa che gli utenti possono utilizzare i movimenti naturali della mano per manipolare oggetti digitali. La maggior parte dei sistemi multitouch proietta anche l'immagine dello schermo sulla superficie touch, rendendo l'interazione più intuitiva. Poiché i grandi sistemi multitouch sono costosi da costruire, questo tutorial ti insegna come costruire un sistema multitouch più semplice e più piccolo per $ 50-150 utilizzando parti facili da trovare. Un Mini Multitouch. Mini-Multitouch funziona secondo gli stessi principi dei sistemi più grandi ed è utile per tutti i tipi di usi hack-ish o artistici (pensa alla pittura con le dita, alla musica al tocco o ad altre interazioni basate sui gesti). Questo Instructable è stato inviato come parte del concorso "Win a Laser Cutter" per conto di Make:Philly, nella speranza che potremmo essere in grado di dare il via alla creazione del nostro nuovo spazio di lavoro della comunità con l'introduzione di un nuovo laser cutter brillante:)Enjoy!Difficulty: Intermedio (o principiante intrepido). Richiede una conoscenza di base della saldatura, l'uso di seghetto e taglierino, installazione del software e seguire i tutorial del software. La familiarità con questi argomenti e la volontà di imparare ti faranno superare questo Instructable!Tempo di costruzione: 8-10 ore per un esperto degli argomenti di cui sopra; 16-20 ore per principianti/intermedi.

Passaggio 1: parti e preparazione

Primo passo: prendi le tue parti! Di seguito, troverai consigli su dove acquistare gli articoli dall'elenco dei materiali. Strumenti: seghetto per seghetto trapano a batteria e punte per trapano saldatore T-Square Materiali: webcam (consigliato Philips SP900) - Disponibile per l'acquisto sul web PC Windows (scusate Atari, il toolkit vvvv è solo per Windows.) Obiettivo a infrarossi da 4,3 x 4,3 mm (noto anche come visione notturna) - Disponibile per l'acquisto sul Web LED a infrarossi (consigliato SFH485) - disponibile da digikey. Un alimentatore (consigliato uscita 3,3 V CC a 220 mA) - Disponibile al massimo negozi di hobby/artigianato Brillantezza a presa rapida (qualsiasi marca, e ottenerlo in un pennello sulla bottiglia) - Disponibile nella maggior parte dei negozi di hobby/artigianato Carta vetrata, grana 400 e grana 800 - Disponibile presso il negozio di ferramenta Polacco per ottone - Disponibile presso il negozio di ferramentaFoglio 8 x 10 di spessore standard Lexan (0,85) - Disponibile presso il negozio di ferramenta Striscia di 8 piedi di "Tile Divider" - Disponibile presso il negozio di ferramenta Una scatola di cartone, alta almeno 1,5 piedi su un lato (abbiamo usato 1,5' x 1' x 1') - Disponibile presso l'hardware negozio (o semplicemente posa in giro!) Piccoli pezzi di filo. Se non hai del filo in giro, procurati una piccola bobina di filo da 20 o 22 gauge, sia rosso che nero.- Disponibile nella maggior parte dei negozi di elettronica/hobbistica

Passaggio 2: preparare la webcam per rilevare la luce a infrarossi

Questo passaggio descrive la configurazione della webcam utilizzata per registrare i blob di luce a infrarossi emessi quando si tocca la superficie touch. Questo display mini-multitouch si basa su quattro luci LED per illuminare un foglio di Lexan, dove rimbalzerà senza fuggire, a causa dell'indice di rifrazione. Questa si chiama Riflessione Interna Totale. Quando la pressione (come quella di un dito) viene applicata al Lexan, si comprime leggermente, modificando l'indice di rifrazione e consentendo alla luce di fuoriuscire. I punti in cui la luce fuoriesce saranno solo dove la superficie è compressa, creando dei bei blob luminosi dove qualcosa sta premendo sul Lexan. È qui che entra in gioco la webcam! Puoi guardare i blob con una webcam e con un software speciale usarli come input nel tuo computer, come un mouse o una tastiera. Per questo progetto (e la maggior parte dei display multitouch) la luce utilizzata per il rilevamento del tocco è nel raggio degli infrarossi e il la webcam deve essere modificata per vedere nel raggio di infrarossi. Questo può essere fatto facilmente sostituendo l'obiettivo della webcam esistente con uno in grado di "vedere" la luce a infrarossi. Il LED utilizzato dall'interfaccia mini-multitouch, a una frequenza di 880 nm, rientra nella gamma delle telecamere di sorveglianza "visione notturna". Puoi sostituire l'obiettivo della webcam esistente con un obiettivo per la "visione notturna" e sarai pronto per partire. Se si utilizza l'SPC900NC consigliato, è possibile utilizzare qualsiasi obiettivo IR per telecamera CCTV da 4,3 mm x 4,3 mm. Prova a cercare su e-bay o in un negozio di telecamere di sicurezza locale. Prima di rimuovere l'obiettivo esistente dalla webcam, installa il software della webcam sul PC e prova la webcam per assicurarti che funzioni. Nota: è fondamentale farlo PRIMA di annullare la garanzia aprendolo e cambiando l'obiettivo! Dopo aver scattato con successo alcune foto e verificato che la webcam funzioni correttamente, sei pronto per cambiare l'obiettivo. Per sostituire l'obiettivo sulla fotocamera SPC900 (o su altre fotocamere simili), devi prima fare leva sull'anello attorno al lente usando un cacciavite. Una volta che l'anello è sparito, è facile sostituire l'obiettivo normale con un obiettivo di "sorveglianza" svitando con attenzione (ma con fermezza) l'obiettivo. L'anello è solo per l'aspetto, quindi puoi rimetterlo o non indossarlo. IDopo aver cambiato l'obiettivo, controlla la webcam per assicurarti che funzioni ancora utilizzando il software della webcam. Potrebbe anche essere necessario regolare la messa a fuoco del nuovo obiettivo. Le immagini che ottieni dalla webcam non saranno come quelle di un normale obiettivo, questo significa solo che funziona come previsto. Infine, se la fotocamera ha una luce incorporata per illuminare ciò che sta filmando, copri il luce con del nastro adesivo per bloccarla. Se non lo fai, aggiungerà un leggero "rumore" e farà sì che il tuo display abbia punti di tocco "fantasma".

Passaggio 3: costruisci il telaio della superficie tattile

Questo passaggio riguarda la costruzione del telaio che ospiterà il Lexan, nonché la preparazione necessaria per montare le luci a LED nel telaio.

Il miglior materiale che ho trovato per il telaio è "Tile Divider", disponibile in strisce da 6 a 8 piedi e può essere acquistato nella sezione stampaggio della maggior parte dei negozi di riparazioni domestiche. Guarda le immagini qui sotto per una descrizione visiva (piuttosto che cercare di spiegare qui!). Il telaio si adatterà molto bene al Lexan, quindi puoi tagliare il divisore per piastrelle esattamente su misura: taglia due strisce da 8 pollici e due strisce da 10 pollici. Una volta che le strisce sono state tagliate, dovresti usare un quadrato a T per tagliare le estremità delle strisce corte per smussare verso l'interno con un angolo del 45%. In questo modo si adatteranno perfettamente e comodamente come una cornice attorno al Lexan. Montarai le quattro luci a LED su un lato da 8 pollici del telaio. Devono essere montati in modo che tocchino il Lexan attraverso i fori nella striscia e si distribuiscano uniformemente lungo il bordo. È importante posizionare i fori vicino alla parte superiore della striscia, come mostrato di seguito, in modo che la luce raggiunga solo il bordo del Lexan e NON la fotocamera sottostante. Segna le posizioni dei quattro fori a circa 1 pollice, 3 pollici, 5 pollici e 7 pollici lungo il bordo di una striscia divisore per piastrelle da 8 pollici. Poiché il divisore per piastrelle è realizzato in plastica morbida, dovrai praticare i fori in diverse dimensioni incrementali per evitare di piegare o deformare troppo la plastica. Per prima cosa, praticare un piccolo foro (1/16"), quindi praticarne uno un po' più grande (9/64"). Infine, pratica un foro da 3/16", che è la dimensione ideale per far passare i LED.

Passaggio 4: preparare la superficie Lexan Touch

Questa fase copre la levigatura e la lucidatura della superficie Lexan touch, per la massima distribuzione della luce.

Per ottenere il massimo dalla superficie tattile, uno dei bordi da 8 pollici della superficie tattile Lexan deve essere reso molto liscio (è qui che i LED entreranno in contatto con la superficie tattile). Idealmente, utilizzerai tre materiali: carta vetrata a grana 400, carta vetrata a grana 800 e lucido per ottone. Se non hai a disposizione uno smalto per ottone, puoi usare solo la carta vetrata a grana 400 e 800, ma i risultati saranno tutt'altro che spettacolari. Piega un pezzo di carta vetrata a grana 400 su un blocco di legno (o anche un piccolo libro tascabile) e fallo scorrere avanti e indietro tre o quattro volte lungo un bordo da 8 pollici della superficie tattile Lexan. Dovresti vedere dei piccoli fiocchi bianchi che si staccano. Ripeti l'operazione con la carta vetrata a grana 800. Dopo ogni passaggio con la carta vetrata, dovresti essere in grado di vedere che i graffi e le imperfezioni sul bordo del Lexan stanno diventando sempre più piccoli: questo indica che stai facendo un lavoro corretto (e non è incoraggiante!). Dopo aver levigato le imperfezioni e le protuberanze, lucidare il bordo del Lexan (solo il bordo!) utilizzando il lucido per ottone (seguire le istruzioni sul contenitore del lucido per ottone). Ammira quanto è diventato liscio e brillante il tuo bordo Lexan.

Passaggio 5: montare il telaio sulla superficie tattile, montare i LED

Questo passaggio riguarda l'installazione della superficie tattile Lexan e delle luci a LED nel telaio integrato nel passaggio 3 di questo Instructable.

Prima di fissare in modo permanente il telaio al Lexan, verificare che il telaio si adatti alla superficie tattile Lexan da 8 pollici per 10 pollici facendo scorrere le strisce divisorie per piastrelle (dal passaggio 3) sui bordi della superficie tattile: dovrebbe adattarsi bene e aderire la sua nuova felice cornice. Inoltre, assicurati che non ci siano bave di plastica rimaste nel divisore per piastrelle dovute alla perforazione dei fori del LED, in quanto possono rendere il telaio non adatto. Dopo aver verificato l'adattamento, è il momento di incollare il telaio e il Lexan in un'unica unità. Rimuovi il telaio del divisore per piastrelle e stacca il rivestimento protettivo di circa 2,5 cm dai bordi del Lexan, facendo attenzione a non rimuoverlo completamente. Quindi, reinserisci il telaio sul Lexan, senza il rivestimento tra i due. Assicurati che la sezione del telaio con i fori per i LED sia posizionata sul bordo Lexan che è stato levigato! Quando tutti i lati del telaio sono regolati a tuo piacimento, usa della colla pazza (o qualsiasi altra colla) per incollare gli angoli del telaio l'uno all'altro. Prova ad incollare le sezioni del telaio tra loro, non al Lexan. Se un po' di colla si deposita sul Lexan, non è un grosso problema e non dovrebbe influire sulla superficie tattile. Ora che il telaio è montato sul Lexan, è il momento di montare i LED sul telaio. Prima di incollare in modo permanente i LED attraverso i fori nel telaio) prova alcune corse di prova per assicurarti di averli posizionati correttamente. Per 'blob' della migliore qualità, i LED non devono essere rivolti direttamente verso il bordo del Lexan, devono essere montati con una leggera angolazione rispetto al bordo del Lexan: un angolo di circa 20-30 gradi rispetto all'orizzontale (vedere l'immagine per ulteriori informazioni). dettaglio). L'angolo aiuterà a rendere la luce le fughe in cui il Lexan è compresso più luminoso e più chiaro. Per posizionare i LED per facilitare il cablaggio in un secondo momento: assicurati di montare tutti i LED in modo che vengano ruotati per avere il pin di terra (il pin più lungo) in alto. Una volta che sei soddisfatto dell'angolazione e della posizione dei LED, montali in modo permanente nel telaio tenendo il LED in posizione e applicando una colla pazza intorno all'esterno del LED dove tocca il telaio. Tieni quei LED in posizione finché non si asciugano completamente! (Ecco perché ti consigliamo di usare la colla pazza). Ora che i LED sono a posto, è il momento di iniziare a fare il cablaggio.

Passaggio 6: cablaggio dei LED

Questa sezione copre tutto il cablaggio che devi fare e copre il collegamento dei LED a una fonte di alimentazione.

Si consiglia di utilizzare LED da 1,5 V 100 mA e, per gli scopi di questo Instructable, si supponga di utilizzare un alimentatore da 200 mA a 3,3 V CC (come un "erba da parete" o un alimentatore per hobby). Potrebbe essere necessario regolare il cablaggio dei LED in base all'alimentatore di cui disponi: verifica con qualcuno che abbia familiarità con l'elettronica se non sei sicuro di come regolare il cablaggio. Salda i LED insieme come mostrato nell'immagine qui sotto… se hai bisogno di un po' di pratica con la saldatura, fai una prova usando alcuni LED che NON sono incollati nel telaio. Per testare il cablaggio dei LED, collegare l'alimentatore e puntarli verso la webcam (con filtro IR). Esegui il software della webcam: se la webcam rileva la luce a infrarossi, dovresti vedere una luce rossa brillante sul display della webcam (anche se non vedrai alcuna luce proveniente dai LED stessi, perché è a infrarossi!). Ora torniamo al display mini-multitouch. Dopo aver collegato i LED utilizzando il saldatore (secondo lo schema seguente), punta la webcam con filtro IR dall'alto verso il mini-multitouch. Esegui ora il software della tua webcam se non lo hai già in esecuzione: dovresti vedere un bagliore sul display della webcam, lungo la cornice quando i LED a infrarossi sono montati (ma, di nuovo, non vedrai alcuna luce dai LED effettivi!). Se non riesci a vedere il bagliore, dovrai controllare il cablaggio e possibilmente consultare qualcuno che abbia familiarità con l'elettronica se non sei sicuro di come riparare il collegamento del LED. Una breve nota: il bagliore sopra descritto è una perdita di luce, ed è indesiderabile: ce ne occuperemo nel passaggio successivo in modo che l'unica luce infrarossa emessa dalla superficie tattile sia la luce che proviene dal contatto con essa. Ma, per ora, è un buon modo per verificare che i tuoi LED siano cablati correttamente. Sei così vicino ad avere un display mini-multitouch!

Passaggio 7: terminare la superficie tattile, posizionare la webcam

Questo è l'ultimo passo nella costruzione dell'hardware. Parte della luce dei LED tenderà a brillare verso l'alto e verso il basso invece che direttamente nel Lexan, e quel bagliore extra (perdita di luce) può causare problemi. Questa luce extra può rimbalzare su oggetti vicini come pareti, schermi, soffitti, ecc., creando aree di bagliore a infrarossi che verranno visualizzate sul display della webcam come falsi punti di contatto. Il modo migliore per risolvere questo problema è aggiungere un po' di materiale opaco in più sopra e sotto i bordi della superficie tattile Lexan per bloccare questo bagliore alto e basso. Taglia un tappetino piatto da 8 pollici per 10 pollici di cartone, di circa 1 pollice di spessore e dimensionato per adattarsi appena sotto la superficie tattile. Le dimensioni interne di questo tappetino dovrebbero essere 6 per 8 pollici, rendendolo fondamentalmente un bordo rettangolare di 1 pollice di spessore che si adatta perfettamente allo spazio proprio sotto il Lexan. Se queste indicazioni non sono chiare, dai un'occhiata al diagramma espanso nel passaggio 5, che include un disegno di questo tappetino di cartone. Questo si occuperà del bagliore verso il basso. Ripeti il processo sul lato superiore della superficie tattile per bloccare il bagliore verso l'alto. Se hai tempo, sembra più professionale usare qualcosa di più bello (come un bordo del pavimento o del soffitto) per il blocco dell'incandescenza, ma abbiamo appena usato un secondo tappetino di cartone e funziona perfettamente! A questo punto, hai un sandwich con superficie tattile, con il Lexan e il telaio nel mezzo, e i bloccanti up-glow e down-glow in alto e in basso, si adattano perfettamente al loro posto e sono tenuti lì da una colla pazza, se lo si desidera. Per finire la tua configurazione hardware, devi solo posizionare la webcam. Deve essere posizionato a circa 1,5-2 piedi dalla superficie tattile, puntando verso il lato "inferiore" del Lexan (ad es. il lato che non viene toccato). Puoi farlo usando una scatola di cartone. Alza la scatola in modo che la sua altezza sia da 1,5 a 2 piedi (da quale lato la posizionerai dipenderà da quanto è grande la tua scatola). La tua webcam si troverà all'interno della scatola e la tua superficie tattile si posizionerà sulla parte superiore della scatola, quindi dovrai praticare un foro nella parte superiore della scatola che sia approssimativamente delle dimensioni e della forma della parte esposta del Lexan (solo il parte esposta, non l'intero fotogramma!). Vedere l'immagine qui sotto per un esempio visivo. Esegui il cavo della webcam, posiziona il touchscreen in alto e ammira la bellezza della tua configurazione hardware completata! Ora puoi rimuovere quel rivestimento protettivo dalla Lexan, se non l'hai già fatto. Congratulazioni! Hai finito l'hardware per il tuo Mini-Multitouch! Se esegui il software della webcam, dovresti essere in grado di vedere la superficie tattile illuminarsi nel punto in cui fai pressione, idealmente con le dita. Passa all'ultimo passaggio: il software.

Passaggio 8: imposta Vvvv Toolkit e gioca

Questo passaggio finale descrive la configurazione del software utilizzata per interagire con il tuo display multitouch. Ora è il momento di iniziare a utilizzare il tuo nuovo sistema mini-multitouch! Il modo più semplice per iniziare è lavorare utilizzando il toolkit grafico 'vvvv'. Il toolkit vvvv è disponibile gratuitamente, per usi non commerciali. Sfortunatamente, poiché è basato sul software DirectX di Microsoft (per la velocità), vvvv è disponibile solo per Windows. Le nostre scuse! Per ottenere una copia del toolkit vvvv, vai alla pagina di download di vvvv vvvv e decomprimi il pacchetto in una directory a tua scelta (consiglio c:\Program Files\vvvv come luogo perfetto).vvvv non ha alcun programma di installazione o configurazione, basta eseguire vvvv.exe quando si desidera eseguire vvvv. Vedrai una demo ad albero ondeggiante per impostazione predefinita all'esecuzione di vvvv: qui è possibile avviare il tutorial e avere un'idea di cosa è capace di vvvv e per cosa può essere utilizzato. Ti consigliamo di iniziare con questo tutorial! E, un po' di consigli per la risoluzione dei problemi: se ricevi un "errore dll" quando provi a eseguire vvvv.exe, probabilmente devi aggiornare DirectX sul tuo computer alla versione 9.0c o successiva. Dopo aver eseguito il tutorial vvvv, segui i link sottostanti e fai i primi due (brevi) tutorial vvvv prima di continuare. L'introduzione al tutorial vvvv e il tutorial Hello World ti insegneranno la maggior parte delle abilità di base necessarie per l'utilizzo di vvvv e sono altamente raccomandati. Dopo aver eseguito questi due tutorial, hai un ultimo passaggio prima di sperimentare la magia del mini-multitouch! È ora di verificare che la tua webcam funzioni con vvvv. Puoi verificare se vvvv rileva automaticamente la tua webcam utilizzando il tutorial vvvv VideoIn. Questo tutorial include le istruzioni su come testare la tua webcam in vvvv: segui queste istruzioni! Prima di passare alla fase finale, usa il Tutorial VideoIn per assicurarti di ottenere immagini e che la tua videocamera funzioni correttamente con vvvv. Se la tua videocamera non funziona con vvvv, vai ai forum vvvv e chiedi aiuto per l'installazione e la configurazione. Se sei arrivato fin qui, hai finalmente tutti i pezzi funzionanti, costruiti e installati: è il momento della ricompensa. Scarica il file Touch_demo_3.v4p e robot_image-j.webp