儀器手套開源構(gòu)建

描述

創(chuàng)建軟件

我通過創(chuàng)建一個測試臺開始這個項目的工作，我在其中配置了系統(tǒng)的模擬輸入和輸出，并使用電位計代替柔性傳感器對其進(jìn)行了測試。

試驗臺

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每個電位器都連接到公共接地和電源，每個信號引腳連接到不同的模擬輸入。如果你已經(jīng)正確設(shè)置了驅(qū)動程序并安裝了 flite，它應(yīng)該可以播放基本的句子。這是一個很好的測試，可以確保音頻端的一切設(shè)置正確。也可以在該網(wǎng)站上找到很棒的書面教程。

焊接 USB 接頭

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此時，我開始尋找用于樂器的聲音文件。在開始改進(jìn)設(shè)計之前，我完成了這個過程一次，以使其成為手套的最佳選擇。我需要為手套做的一個必要改變是折疊線并將其貼回傳感器頂部，使兩條引線都位于傳感器的同一端。

這些傳感器的另一大挑戰(zhàn)是將不銹鋼線連接到可以放入 PocketBeagle 的電線。它們無法焊接，因此我開發(fā)了一種方法，將螺紋壓接到母針連接器中，并用適量的熱膠覆蓋整個底座，以建立更耐用的連接。

經(jīng)過一些小的試驗和錯誤后，以下是我用來創(chuàng)建獲得最佳結(jié)果的柔性傳感器的步驟：

第 1 步：切下三條 Velostat，使其適合您的手指頂部。對于我的手，我將它們剪成大約 2.5 到 3 英寸長，大約 1 厘米寬。這不需要精確。

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第 2 步：剪下一條比每片 Velostat 稍長的電工膠帶，并將其粘面朝上放在桌子上。剪下一根比條帶長幾英寸的導(dǎo)電縫紉線，然后把它放在膠帶上，直到它幾乎到達(dá)一端。

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第 3 步：放置一條 Velostat 條帶，使其位于膠帶中間并完全覆蓋鋼線。

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第 4 步：用比第一條長兩倍的膠帶重復(fù)該過程，Velostat 和線到達(dá)膠帶的一端。

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第 5 步：將最后一條 Velostat 放在粘附在長膠帶上的條帶頂部，然后翻轉(zhuǎn)短膠帶，使其形成三層夾在電工膠帶和縫紉線中的 Velostat，縫紉線在兩端留下. 如果 Velostat 多余，請剝下膠帶并將其穿回并修剪。重新鋪設(shè)線，使其粘在膠帶的遠(yuǎn)角之一附近。

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第 6 步：將線的長端折疊到 Velostat 層上，使縫紉線的兩端從傳感器的同一側(cè)出來。在這一點(diǎn)上，確保你的線不交叉是至關(guān)重要的，因為這會使傳感器短路。至于膠帶，無需完美，您可以根據(jù)需要進(jìn)行修補(bǔ)和修剪。

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第 7 步：將 10 根電線剪成大約一英尺長，并將每一端剝?nèi)ゴ蠹s一厘米。我使用 22 AWG 單線電線開發(fā)了將電線連接到螺紋的方法。將每根電線的一端插入壓接式母插針連接器的插針側(cè)。

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第 8 步（棘手的部分）：將導(dǎo)電線放在連接器壓接側(cè)的電線下方。然后，用尖嘴鉗壓接。我用剪線鉗一只手壓下導(dǎo)電線，另一只手用鉗子將其壓接到連接器中。

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第 9 步：在連接器下方鋪上另一條電工膠帶，并在連接處涂上大量熱膠。我開始使用如下圖所示的小輕拍，但后來我用熱熔膠完全覆蓋在一個大球中。這使得機(jī)械連接非常牢固，這是關(guān)鍵，因為您可能會被拉扯。

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第10步：在用更多電工膠帶包裹熱膠后，將電線擰起來并在末端排成一行，以便將它們插入插針板。您剛剛創(chuàng)建了自己的柔性傳感器！

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最終手套組裝

在創(chuàng)建了五個柔性傳感器（再加上三個以防損壞）之后，我使用與電位計創(chuàng)建的相同測試代碼測試了傳感器。我將它們插入測試臺并調(diào)整信號的閾值以觸發(fā)聲音。一個傳感器壞了，所以我很高興我做了額外的。除此之外，信號在測試配置中給出了非常好的讀數(shù)。

我使用傳統(tǒng)縫紉線通過電工膠帶將傳感器縫到棉手套上。我很小心，沒有縫穿任何電路，只使用了膠帶的邊緣。然后，我用膠帶將每個傳感器固定在指關(guān)節(jié)處，以使其更加安全。

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在這一點(diǎn)上，我將手套連接到試驗臺上，最后看看它是否有效，它確實有效！然而，我用傳感器把手指縫得太緊了，我的手伸不進(jìn)去。為了彌補(bǔ)這個錯誤，我把另一只手套夾在上面，把整個手套翻過來，然后縫合指尖和邊緣手腕在一起。然后，我在一個小的半面包板上重新制作了測試面包板（附有原理圖），并通過將 PocketBeagle 下方的針穿過面包板的中心通道，將其縫到原始手套的背面。一旦我建立連接并根據(jù)最終配置將代碼調(diào)整到適當(dāng)?shù)膹澢撝?，手套就完成了?/font>

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操作說明

要使用儀器手套，只需在 PocketBeagle 上運(yùn)行相關(guān)的 python 程序并彎曲手指即可！您應(yīng)該能夠聽到音符。

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為了讓項目在啟動時啟動，我創(chuàng)建了在項目存儲庫中找到的run.sh腳本，并在 PocketBeagle 上編輯了 crontab。您可以準(zhǔn)確地看到我在腳本描述中添加的內(nèi)容。

未來的改進(jìn)

在這一點(diǎn)之后，我計劃通過將更多的手套縫合在一起來更好地解讀手套。有時信號可能會有點(diǎn)跳動，并且在您沒有嘗試播放它們時會播放聲音。如果我要重新做一遍，我想我會跳過制作自己的柔性傳感器并嘗試與手套建立更好的連接。對信號進(jìn)行額外的過濾和處理也可能有所幫助。使用更多的導(dǎo)電縫紉線也會有所幫助。拉扯一些電線和壓接連接是手套不可靠的根源。此外，通過主 microUSB 端口添加電池為 PocketBeagle 供電將是提高手套便攜性的一大改進(jìn)。