Аналоговая кнопка, чувствительная к давлению: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Сегодня существует множество вариантов кнопок и тактильных переключателей любой цены и любого форм-фактора. К сожалению, если вы хотите получить аналоговый вход, ваши возможности более ограничены. Если емкостной слайдер вам не подходит, вероятно, вам не повезло.

Я решил создать музыкальный инструмент, который мог бы определять, насколько сильно пользователь нажимает кнопки непрерывно. О пьезоэлектрических датчиках не могло быть и речи, потому что, хотя они могут давать показания о том, насколько сильно вы нажимаете, трудно поддерживать эти показания точными в течение нескольких секунд. Датчики Flex были дорогими и громоздкими.

Велостат, который представляет собой марку пьезорезистивного пластика (чем больше вы нажимаете, тем ниже его электрическое сопротивление), он идеально подходит для этих целей. Сегодня я расскажу вам о проверке концепции и хорошем прототипе. Последние на самом деле работают довольно надежно после калибровки, а также просты и достаточно дешевы, чтобы вы могли подумать о том, чтобы делать их десятками.

Шаг 1. Шаг 1. Подтверждение концепции

Используя кусок картона и токопроводящую ручку, нарисуйте узор из переплетенных гребней. Мои гусеницы примерно 2 мм в ширину и 1 мм в ширину. Затем я вырезал кусок велостата размером 15 * 15 мм, который надел поверх.

При нажатии пальцем я могу измерить сопротивление от 5 до 15 кОм, в зависимости от того, насколько сильно я нажимаю.

Шаг 2: Шаг 2: печатная плата

Я разработал схему печатной платы для своего проекта и профессионально ее изготовил. В этом примере дорожки имеют ширину 0,5 мм и расстояние между ними 0,5 мм; но Велостат на самом деле довольно снисходителен.

Чтобы получить хорошие результаты, кладите Велостат только там, где он вам нужен. Я пробивал куски диаметром 5 мм и заклеивал их обычным скотчем. Электропроводящая лента по оси Z здесь не работает, так как она отключается очень медленно, и вы не можете определить, когда пользователь поднял палец.

Шаг 3: Шаг 3: крышка кнопки

Я использовал силиконовые кнопки, которые заказал на Taobao (но если вы не живете в Китае, вам может повезти в обычном магазине электроники). Они имеют диаметр 10 мм (12 у основания) и не имеют токопроводящей прокладки на нижней стороне.

Основание примерно 1 мм толщиной, что близко к толщине двустороннего скотча, который у меня валялся.

Чтобы пробить дырочку в двустороннем скотче, нужно уложить его ровно; Чтобы он не прилипал к столу, используйте кусок бумаги с силиконовым покрытием, например защитную пленку на рулоне двустороннего скотча, и приклейте его с обратной стороны. Я нашел свои удары на Taobao, менее чем за доллар за штуку.

Поверх двустороннего скотча кладу кусок пластика от крышки использованного блокнота.

Шаг 4: Шаг 4: Используйте это

Собрав кнопку, я положил на нее палец, и замерил сопротивления от 1,5 до 18 кОм. Если вы пошевелите пальцем, Велостат может прикоснуться к нему или нет, поэтому cicuit иногда открывается.

Чтобы использовать эту новую кнопку, установите мост делителя напряжения с резистором (скажем, 4 кОм). Среднюю точку можно измерить с помощью Arduino.

Затем вам нужно измерить значения минимального и максимального давления и рассчитать, как далеко вы находитесь между ними. Я смог получить 7- или 8-битные ответы от 10-битного аналогового входа Atmega без особых усилий.

Кривая отклика не линейна. Нормализовать пока не пробовал. Кроме того, существует некоторый гистерезис: значение, к которому вы возвращаетесь после отпускания кнопки, часто немного отличается от того, которое было у вас непосредственно перед нажатием. Однако при использовании его пальцем человека он уже достаточно хорош для изменения высоты звука и вибрато.