Antarmuka Mini-Multitouch: 8 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Instruksi ini menunjukkan kepada Anda cara membuat antarmuka mini-multitouch dari bagian-bagian sederhana yang dapat Anda pesan secara online atau beli di toko konstruksi/perangkat keras biasa. Antarmuka multisentuh adalah permukaan yang dapat mendaftarkan beberapa 'titik sentuh' secara bersamaan, artinya pengguna dapat menggunakan gerakan tangan alami untuk memanipulasi objek digital. Sebagian besar sistem multisentuh juga memproyeksikan gambar layar ke permukaan sentuh, membuat interaksi menjadi lebih intuitif. Karena sistem multitouch besar mahal untuk dibangun, instruksi ini mengajarkan Anda cara membangun sistem multitouch yang lebih sederhana dan lebih kecil seharga $50-150 menggunakan suku cadang yang mudah ditemukan. Mini Multitouch. Mini-Multitouch bekerja dengan prinsip yang sama seperti sistem yang lebih besar, dan berguna untuk semua jenis penggunaan hack-ish atau art-ish (pikirkan fingerpainting, music-by-touch, atau interaksi berbasis gerakan lainnya). Instruksi ini sedang dikirimkan sebagai bagian dari kontes "Menangkan Pemotong Laser" atas nama Make:Philly, dengan harapan bahwa kami dapat memulai penciptaan ruang kerja komunitas baru kami dengan memperkenalkan pemotong laser baru yang mengkilap:)Enjoy!Kesulitan: Menengah (atau pemula yang pemberani). Membutuhkan pengetahuan dasar tentang penyolderan, penggunaan gergaji besi dan pisau utilitas, instalasi perangkat lunak, dan mengikuti tutorial perangkat lunak. Melewati keakraban dengan topik-topik ini dan kemauan untuk belajar akan membawa Anda melalui Instruksi ini! Waktu Pembuatan: 8-10 jam untuk seorang ahli dalam topik di atas; 16-20 jam untuk pemula/menengah.

Langkah 1: Bagian dan Persiapan

Langkah satu: dapatkan bagian Anda! Di bawah ini, Anda akan menemukan rekomendasi tempat membeli barang dari daftar bahan. Alat: gergaji besi Bor tanpa kabel dan mata bor besi solder Bahan T-Square: Webcam (Disarankan Philips SP900) - Tersedia untuk dibeli di web Windows PC (maaf Atari, vvvv toolkit hanya untuk Windows.) Lensa Inframerah 4,3 x 4,3 mm (alias nightvision) - Tersedia untuk dibeli di web LED Inframerah (disarankan SFH485) - tersedia dari digikey. Catu daya (output 3.3v DC pada 220mA disarankan) - Tersedia paling banyak toko hobi/kerajinan Fast setting crazy glew (merek apa saja, dan dapatkan dalam bentuk kuas di botol) - Tersedia di sebagian besar toko hobi/kerajinan Amplas, 400 grit dan 800 grit - Tersedia di toko hardwareBrass Polish - Tersedia di toko hardware8 x 10 lembar dari ketebalan standar Lexan (0,85) - Tersedia di toko perangkat keras "Pembagi Ubin" 8 kaki - Tersedia di toko perangkat kerasSebuah kotak kardus, setidaknya setinggi 1,5 kaki di satu sisi (kami menggunakan 1,5' x 1' x 1') - Tersedia di perangkat keras toko (atau hanya meletakkan sekitar!) Potongan kecil kawat. Jika Anda tidak memiliki kawat yang tergeletak di sekitar, dapatkan gulungan kecil kawat berukuran 20 atau 22, berwarna merah dan hitam.- Tersedia di sebagian besar toko elektronik/hobi

Langkah 2: Siapkan Webcam untuk Mendeteksi Cahaya Inframerah

Langkah ini menjelaskan pengaturan webcam yang digunakan untuk merekam gumpalan cahaya inframerah yang dipancarkan saat Anda menyentuh permukaan sentuh. Layar mini-multitouch ini mengandalkan empat lampu LED untuk menyinari lembaran Lexan, di mana ia akan memantul tanpa keluar, karena indeks bias. Ini disebut Refleksi Internal Total. Ketika tekanan (seperti dari jari) diterapkan ke Lexan, itu sedikit menekan, mengubah indeks bias, dan membiarkan cahaya lolos. Tempat-tempat di mana cahaya keluar hanya akan menjadi tempat di mana permukaannya dikompresi, membuat gumpalan bercahaya yang bagus di mana ada sesuatu yang menekan pada Lexan. Di sinilah webcam masuk! Anda dapat menonton gumpalan dengan webcam, dan dengan perangkat lunak khusus menggunakannya sebagai input ke komputer Anda, seperti mouse atau keyboard. Untuk proyek ini (dan sebagian besar tampilan multisentuh) cahaya yang digunakan untuk deteksi sentuh berada dalam rentang inframerah dan webcam harus dimodifikasi untuk melihat dalam jangkauan inframerah. Ini mudah dilakukan dengan menukar lensa webcam Anda yang ada dengan lensa yang dapat 'melihat' cahaya inframerah.. LED yang digunakan oleh antarmuka mini-multitouch, pada frekuensi 880 nm, berada dalam jangkauan kamera pengintai 'penglihatan malam'. Anda dapat menukar lensa webcam yang ada dengan lensa 'penglihatan malam', dan Anda akan siap untuk pergi. Jika Anda menggunakan SPC900NC yang direkomendasikan, Anda dapat menggunakan lensa IR Kamera CCTV 4,3 MM x 4,3 MM. Coba cari e-bay atau toko kamera keamanan lokal. Sebelum melepas lensa yang ada di webcam Anda, instal perangkat lunak webcam di PC Anda dan uji webcam, untuk memastikan kamera berfungsi. Catatan: sangat penting untuk melakukan ini SEBELUM membatalkan garansi Anda dengan membukanya dan mengganti lensa! Setelah Anda berhasil mengambil beberapa gambar dan memastikan bahwa webcam berfungsi dengan baik, Anda siap untuk mengganti lensa. Untuk mengganti lensa pada kamera SPC900 (atau kamera lain yang sebanding), Anda harus melepas cincin di sekeliling lensa terlebih dahulu. lensa menggunakan obeng. Setelah cincin itu hilang, mudah untuk mengganti lensa biasa dengan lensa 'pengawasan' dengan membuka tutup lensa secara hati-hati (namun tegas). Cincin itu hanya untuk tampilan, jadi Anda bisa memakainya kembali, atau melepaskannya. ISetelah Anda menukar lensa, periksa webcam untuk memastikannya masih berfungsi menggunakan perangkat lunak webcam. Anda mungkin juga perlu menyesuaikan fokus lensa baru. Gambar yang Anda dapatkan dari webcam tidak akan terlihat seperti lensa biasa, ini hanya berarti kamera berfungsi seperti yang diharapkan. Terakhir, jika kamera memiliki lampu bawaan untuk menyinari apa yang sedang direkam, tutupi ringan dengan beberapa lakban untuk memblokirnya. Jika tidak, itu akan menambahkan beberapa 'noise' ringan dan akan membuat layar Anda memiliki titik sentuh 'hantu'.

Langkah 3: Bangun Bingkai Permukaan Sentuh

Langkah ini mencakup pembuatan rangka yang akan menampung Lexan, serta persiapan yang diperlukan untuk memasang lampu LED di dalam rangka.

Bahan terbaik yang saya temukan untuk bingkai adalah 'Pembagi Ubin', yang tersedia dalam ukuran 6 hingga 8 kaki dan dapat dibeli di bagian cetakan di sebagian besar toko perbaikan rumah. Lihat gambar di bawah untuk deskripsi visual (daripada mencoba menjelaskan di sini!). Bingkai akan sangat pas dengan Lexan, sehingga Anda dapat memotong Pembagi Ubin tepat sesuai ukuran: potong dua strip 8 inci, dan dua strip 10 inci. Setelah strip dipotong, Anda harus menggunakan T-Square untuk memotong ujung strip pendek agar miring ke dalam pada sudut 45%. Ini akan membuatnya pas dan pas sebagai bingkai di sekitar Lexan. Anda akan memasang empat lampu LED pada satu sisi bingkai berukuran 8 inci. Mereka harus dipasang sehingga menyentuh Lexan melalui lubang di strip, dan menyebar secara merata di sepanjang tepi. Penting untuk menempatkan lubang di dekat bagian atas strip, seperti yang ditunjukkan di bawah ini, sehingga cahaya bersinar ke tepi Lexan saja, dan BUKAN turun ke kamera di bawah. Tandai lokasi empat lubang sekitar 1 inci, 3 inci, 5 inci, dan 7 inci di sepanjang tepi satu strip Pembagi Ubin 8 inci. Karena Pembagi Ubin terbuat dari plastik lunak, Anda harus mengebor lubang dalam beberapa ukuran tambahan untuk menghindari membengkokkan atau membengkokkan plastik terlalu banyak. Pertama, bor lubang kecil (1/16"), lalu bor sedikit lebih besar (9/64"). Terakhir, bor lubang 3/16", yang merupakan ukuran ideal agar LED dapat masuk.

Langkah 4: Siapkan Permukaan Sentuh Lexan

Langkah ini mencakup pengamplasan dan pemolesan permukaan sentuh Lexan, untuk distribusi cahaya yang maksimal.

Untuk mendapatkan cahaya terbanyak ke permukaan sentuh, salah satu tepi 8 inci permukaan sentuh Lexan harus dibuat sangat halus (di sinilah LED akan bersentuhan dengan permukaan sentuh). Idealnya, Anda akan menggunakan tiga bahan: amplas 400 grit, amplas 800 grit, dan semir kuningan. Jika Anda tidak memiliki semir kuningan, Anda dapat menggunakan amplas 400 dan 800 saja, tetapi hasilnya akan kurang spektakuler. Lipat selembar kertas amplas 400 di atas balok kayu (atau bahkan buku paperback kecil), dan jalankan bolak-balik tiga atau empat kali di sepanjang satu tepi 8 inci permukaan sentuh Lexan. Anda akan melihat serpihan putih kecil terlepas. Ulangi ini dengan amplas 800 grit. Setelah setiap melewati dengan amplas, Anda harus dapat melihat bahwa goresan dan noda di tepi Lexan semakin kecil: ini menunjukkan bahwa Anda melakukan pekerjaan yang benar (dan tidak begitu menggembirakan!). Setelah mengampelas noda dan gundukan, poles tepi Lexan (hanya tepinya!) dengan menggunakan semir kuningan Anda (ikuti petunjuk pada wadah semir kuningan). Kagumi betapa halus dan mengkilapnya tepi Lexan Anda.

Langkah 5: Pasang Bingkai ke Permukaan Sentuh, Pasang LED

Langkah ini mencakup pemasangan permukaan sentuh Lexan dan lampu LED ke dalam bingkai yang dibangun pada Langkah 3 dari Instruksi ini.

Sebelum memasang bingkai secara permanen ke Lexan, periksa untuk memastikan bingkai pas dengan permukaan sentuh Lexan 8 inci kali 10 inci dengan menggeser strip Pembagi Ubin (dari Langkah 3) ke tepi permukaan sentuh: harus pas dan pas di bingkai barunya yang bahagia. Juga, periksa untuk memastikan bahwa tidak ada gerinda plastik yang tersisa di Pembagi Ubin dari mengebor lubang LED, karena ini dapat membuat bingkai tidak pas. Setelah Anda memeriksa kecocokannya, saatnya merekatkan bingkai dan Lexan menjadi satu kesatuan. Lepaskan bingkai Pembagi Ubin, dan kupas penutup pelindung sekitar satu inci ke belakang dari tepi Lexan, berhati-hatilah untuk tidak melepasnya sepenuhnya. Kemudian, geser bingkai kembali ke Lexan, tanpa penutup di antara keduanya. Pastikan bagian bingkai yang memiliki lubang LED diletakkan di tepi Lexan yang dipoles halus! Ketika semua sisi bingkai telah disesuaikan dengan keinginan Anda, gunakan lem gila (atau lem apa pun) untuk merekatkan sudut bingkai satu sama lain. Cobalah untuk merekatkan bagian bingkai satu sama lain, bukan ke Lexan. Jika lem menempel pada Lexan, itu bukan masalah besar dan tidak akan memengaruhi permukaan sentuh Anda. Sekarang setelah bingkai dipasang ke Lexan, saatnya memasang LED ke bingkai. Sebelum menempelkan LED secara permanen melalui lubang di bingkai) coba beberapa uji coba untuk memastikan Anda menempatkannya dengan benar. Untuk 'gumpalan' kualitas terbaik, LED tidak boleh menghadap langsung ke tepi Lexan, mereka harus dipasang sedikit miring ke tepi Lexan: sekitar 20-30 derajat sudut dari horizontal (lihat gambar untuk lebih rinci). Sudut akan membantu membuat cahaya lolos di mana Lexan dikompresi lebih terang dan lebih jelas. Untuk memposisikan LED agar pemasangan kabel lebih mudah nanti: pastikan untuk memasang semua LED sehingga diputar agar pin ground (pin yang lebih panjang) berada di atas. Setelah Anda puas dengan sudut dan posisi LED, pasang secara permanen di bingkai dengan menahan LED di tempatnya dan oleskan lem gila di sekitar bagian luar LED yang menyentuh bingkai. Tahan LED itu di tempatnya sampai benar-benar kering! (Inilah sebabnya kami merekomendasikan menggunakan lem gila). Sekarang setelah LED terpasang, saatnya untuk mulai melakukan pemasangan kabel.

Langkah 6: Menghubungkan LED

Bagian ini mencakup semua kabel yang harus Anda lakukan, dan mencakup menghubungkan LED ke sumber listrik.

Kami merekomendasikan penggunaan LED 1,5 V 100 mA, dan untuk tujuan Instruksi ini, asumsikan Anda menggunakan catu daya 200mA 3.3V DC (seperti catu daya 'wall wort' atau catu daya hobi). Anda mungkin perlu menyesuaikan kabel LED Anda berdasarkan catu daya yang Anda miliki -- tanyakan kepada seseorang yang akrab dengan elektronik jika Anda tidak yakin bagaimana menyesuaikan kabel Anda. Solder LED bersama-sama seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini … jika Anda perlu latihan dengan menyolder, lakukan uji coba menggunakan beberapa LED yang TIDAK direkatkan ke bingkai. Untuk menguji kabel LED, sambungkan catu daya dan arahkan ke webcam (difilter IR). Jalankan perangkat lunak webcam Anda: jika webcam menangkap cahaya inframerah, Anda akan melihat lampu merah terang pada tampilan webcam (walaupun Anda tidak akan melihat cahaya yang berasal dari LED itu sendiri, karena itu inframerah!). Sekarang kembali ke tampilan mini-multitouch. Setelah Anda memasang kabel LED menggunakan besi solder Anda (sesuai dengan diagram di bawah), arahkan webcam berfilter IR ke kotak mini-multitouch dari atas. Jalankan perangkat lunak webcam Anda sekarang jika Anda belum menjalankannya: Anda akan melihat cahaya pada tampilan webcam, di sepanjang bingkai saat LED inframerah dipasang (tetapi, sekali lagi, Anda tidak akan melihat cahaya apa pun dari LED yang sebenarnya!). Jika Anda tidak dapat melihat cahayanya, Anda perlu memeriksa kabel Anda, dan mungkin berkonsultasi dengan seseorang yang akrab dengan elektronik jika Anda tidak yakin bagaimana cara memperbaiki sambungan LED. Catatan singkat: cahaya yang dijelaskan di atas adalah kebocoran cahaya, dan itu tidak diinginkan: kami akan menanganinya di langkah berikutnya sehingga satu-satunya cahaya inframerah yang dipancarkan dari permukaan sentuh adalah cahaya yang berasal dari menyentuhnya. Tapi, untuk saat ini, ini adalah cara yang baik untuk memeriksa apakah LED Anda terhubung dengan benar. Anda sangat dekat untuk memiliki layar mini-multitouch!

Langkah 7: Selesaikan Permukaan Sentuh, Posisikan Webcam

Ini adalah langkah terakhir dalam pembuatan perangkat keras. Beberapa cahaya dari LED akan cenderung bersinar ke atas dan ke bawah, bukan langsung ke Lexan, dan cahaya ekstra (kebocoran cahaya) dapat menyebabkan masalah. Cahaya ekstra ini dapat memantul dari objek terdekat seperti dinding, layar, langit-langit, dll., menciptakan area pancaran inframerah yang akan muncul di layar webcam Anda sebagai titik sentuh palsu. Cara terbaik untuk memperbaiki masalah ini adalah dengan menambahkan sedikit bahan buram ekstra di atas dan di bawah tepi permukaan sentuh Lexan untuk memblokir cahaya naik dan turun ini. Potong alas bingkai datar berukuran 8 inci kali 10 inci dari karton, setebal kira-kira 1 inci dan berukuran pas tepat di bawah permukaan sentuh. Dimensi bagian dalam matras ini harus berukuran 6 kali 8 inci, yang pada dasarnya merupakan batas persegi panjang setebal 1 inci yang pas dengan ruang tepat di bawah Lexan. Jika petunjuk ini tidak jelas, lihat diagram yang diperluas pada Langkah 5, yang mencakup gambar alas karton ini. Ini akan menangani down-glow. Ulangi proses di sisi atas permukaan sentuh untuk memblokir up-glow. Jika Anda punya waktu, terlihat lebih profesional untuk menggunakan sesuatu yang terlihat lebih bagus (seperti cetakan tepi lantai atau langit-langit) untuk pemblokir cahaya atas, tetapi kami hanya menggunakan alas karton kedua dan itu berfungsi dengan baik! Pada titik ini, Anda memiliki sandwich permukaan sentuh, dengan Lexan dan bingkai di tengah, dan pemblokir up-glow dan down-glow di bagian atas dan bawah, pas di tempatnya dan dipegang di sana dengan lem gila jika diinginkan. Untuk menyelesaikan pengaturan perangkat keras Anda, Anda hanya perlu menempatkan webcam. Perlu duduk kira-kira 1,5 hingga 2 kaki dari permukaan sentuh, menunjuk ke sisi 'bawah' Lexan (mis. sisi yang tidak disentuh). Anda dapat melakukannya dengan menggunakan kotak kardus. Berdirikan kotak sehingga tingginya 1,5 hingga 2 kaki (di sisi mana Anda berdiri akan tergantung pada seberapa besar kotak Anda). Webcam Anda akan berada di dalam kotak, dan permukaan sentuh Anda akan berada di atas kotak, jadi Anda perlu membuat lubang di bagian atas kotak yang kira-kira seukuran dan bentuk bagian Lexan yang terbuka (hanya bagian atas kotak). bagian yang terbuka, bukan seluruh bingkai!). Lihat gambar di bawah untuk contoh visual. Jalankan kabel webcam di luar kotak, atur layar sentuh di atas, dan kagumi keindahan pengaturan perangkat keras Anda yang telah selesai! Sekarang Anda dapat mengupas lapisan pelindung dari Lexan, jika Anda belum melakukannya. Selamat! Anda telah menyelesaikan perangkat keras untuk Mini-Multitouch Anda! Jika Anda menjalankan perangkat lunak webcam, Anda seharusnya dapat melihat permukaan sentuh menyala di tempat Anda menekannya, idealnya dengan jari Anda. Lanjut ke langkah terakhir: perangkat lunak.

Langkah 8: Siapkan Vvvv Toolkit dan Mainkan

Langkah terakhir ini menjelaskan pengaturan perangkat lunak yang digunakan untuk berinteraksi dengan layar multisentuh Anda. Sekarang saatnya untuk mulai menggunakan sistem multisentuh mini baru Anda! Cara termudah untuk memulai adalah bekerja menggunakan toolkit grafis 'vvvv'. Toolkit vvvv tersedia secara gratis, untuk penggunaan non-komersial. Sayangnya, karena berbasis software Microsoft DirectX (untuk kecepatan), vvvv hanya tersedia untuk Windows. Permintaan maaf kami! Untuk mendapatkan salinan toolkit vvvv, buka halaman unduh vvvv vvvv dan unzip paket ke direktori pilihan Anda (saya sarankan c:\Program Files\vvvv sebagai tempat prefek).vvvv tidak memiliki program instalasi atau pengaturan, anda cukup menjalankan vvvv.exe ketika anda ingin menjalankan vvvv. Anda akan melihat demo pohon bergoyang secara default saat menjalankan vvvv - ini adalah tempat Anda dapat meluncurkan tutorial dan merasakan apa yang mampu dilakukan vvvv, dan apa kegunaannya. Kami merekomendasikan untuk memulai dengan tutorial ini! Dan, sedikit saran pemecahan masalah: jika Anda mendapatkan 'dll error' saat mencoba menjalankan vvvv.exe, Anda mungkin perlu mengupgrade DirectX pada mesin Anda ke versi 9.0c atau yang lebih baru. Setelah Anda menjalankan tutorial vvvv, ikuti tautan di bawah ini dan lakukan dua tutorial vvvv pertama (singkat) sebelum melanjutkan. Pengenalan Tutorial vvvv dan Tutorial Hello World akan mengajarkan Anda sebagian besar keterampilan dasar yang Anda butuhkan untuk menggunakan vvvv, dan sangat direkomendasikan. Setelah Anda menjalankan kedua tutorial tersebut, Anda memiliki satu langkah terakhir sebelum mengalami keajaiban mini-multitouch! Saatnya untuk memeriksa apakah webcam Anda berfungsi dengan vvvv. Anda dapat menguji apakah vvvv secara otomatis mendeteksi webcam Anda menggunakan Tutorial VideoIn vvvv. Tutorial ini dilengkapi dengan instruksi tentang cara menguji webcam Anda di vvvv: ikuti instruksi ini! Sebelum melanjutkan ke langkah terakhir, gunakan Tutorial VideoIn untuk memastikan bahwa Anda mendapatkan gambar dan kamera Anda umumnya bekerja dengan vvvv dengan benar. Jika kamera Anda tidak bekerja dengan vvvv, pergilah ke forum vvvv dan cari bantuan dengan pengaturan dan konfigurasi. Jika Anda sudah sejauh ini, Anda akhirnya memiliki semua bagian yang berfungsi, dibangun, dan diinstal: saatnya untuk hasilnya. Unduh file Touch_demo_3.v4p dan robot_image-j.webp