Stap 1: Druk Sensor Matrix (een overzicht)
rSkin is gemaakt van elastisch materiaal, zodat het strak over de robotarm kan passen. De geleidende rijen en kolommen zijn genaaid met behulp van een geleidende draad aan aangrenzende stukken van niet-geleidende stretch materialen (base substraten). Rekbare piºzoresistieve stof is ingeklemd tussen de geleidende rijen en kolommen, en fungeert als een druk gevoelige laag. Piºzoresistieve materialen hebben de eigenschap dat hun elektrische weerstand onder onder mechanische stress, zoals druk afneemt.
De foto die opgenomen in deze stap toont de geleidende rijen en kolommen die zijn gemaakt van stroken van geleidende stof genaaid op hun basis verschillende ondergronden met een gewone (niet-geleidend) draad. Deze foto werd genomen in de prototyping fase en terwijl het mooi de gelaagdheid van de huid toont (de witte laag wordt gespiegeld om het gezicht van de roze laag), in de definitieve versie die we naaide de geleidende rijen en kolommen met behulp van geleidende draad, in plaats van het gebruik van strips van geleidende stof. Onze keuze om de draad gebruiken in plaats van het weefsel, kwam omdat door het minimaliseren van het geleidende oppervlak (een onderdeel van de draad is dunner dan een strook stof), we vergroot het bereik van de drukgevoeligheid via het piºzoresistieve weefsel.
Zodra het stof gedeelte van de matrix is gebouwd, de rijen en kolommen individueel zijn aangesloten op in / uitgangen van een microcontroller die fungeert als een analoog naar digitaal convertor. Omdat er meer rijen en kolommen dan de meeste microcontrollers hebben pinnen voor, we gebruiken multiplexers te verhogen van het aantal verbindingen in/out. Maar in wezen wat we we doen is het voeden van de rijen één voor één, tijdens het lezen van analoge waarden (druk informatie) uit de kolommen één voor één. Omdat we weten welke rij wordt aangedreven en welke kolom zijn we het lezen van, we weten waar (locatie-informatie) is de binnenkomende analoge waarde ligt. Dit alles gebeurt heel snel, zodat we door het hele raster in meerdere keren in minder dan een seconde parseren kunt-ons de indruk dat het allemaal onmiddellijk gebeurt.
De mircrocontroller (in ons geval een Teensy) is geprogrammeerd voor het parseren van de rijen en kolommen en de druk en positie gegevens verzamelen, het verzenden via de USB-verbinding met de computer waarop een andere toepassing (geschreven in Processing), leest de tekenreeks voor data en vertaalt dit in een visualisatie van de binnenkomende waarden toewijzen aan hun overeenkomstige positie op de huid van de robot , en arcering, kleuren of vormen volgens de druk informatie tekenen.
De rij- en kolomvelden oplossing is niet de enige mogelijkheid we verkenden bij het naderen van dit project. De Piezoresistive Touchpad behoorde onze eerste tests, maar het biedt geen ondersteuning voor multi-aanraking.
Terminologie (voor de duidelijkheid):
* Baseren substraten: niet-geleidende materialen.
* Vlees: lagere basis substraat gemaakt van neopreen met geleidende kolommen machine genaaid met geleidende draad.
* Huid: bovenste niveau basis substraat gemaakt van duurzaam dubbel knit stretch stof met geleidende rijen machine genaaid met geleidende draad.
* Base: einde van robotarm tegenover de hand. Dit is waar alle rij- en kolomvelden verbindingen beëindigen/accumuleren en de verbinding maken met hun harde circuits.
* Veel beëindigen: tegenover basis einde van de robotarm. Dit is waar de robot hand is met haar twee vingers.
* Hand: robot hand met twee vingers.
* Vingers: afzonderlijke onderdelen van de hand van de robot.
* Sporen: Ik verwijs naar de rijen en kolommen als sporen, ze zijn dirigenten analoog aan draden.
