Analoge drukgevoelige drukknop: 4 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Tegenwoordig is er een overvloed aan knoppen en tactiele schakelaars voor elke prijs en elke vormfactor. Helaas, als u op zoek bent naar analoge invoer, zijn uw opties beperkter. Als een capacitieve schuifregelaar niet aan uw behoefte voldoet, heeft u waarschijnlijk pech.

Ik wilde een muziekinstrument bouwen dat kon detecteren hoe hard de gebruiker continu op de knoppen drukte. Piëzzo-elektrische sensoren waren uitgesloten, want hoewel ze kunnen aangeven hoe hard je drukt, is het moeilijk om deze metingen meerdere seconden nauwkeurig te houden. Flex-sensoren waren duur en onpraktisch.

Velostat, een merk van piëzzo-resistief plastic (hoe meer je drukt, hoe lager de elektrische weerstand), past perfect. Vandaag zal ik je door een proof-of-concept en een mooi prototype leiden. De laatste werkt eigenlijk behoorlijk betrouwbaar na kalibratie, en is eenvoudig en goedkoop genoeg om te overwegen om ze per dozijn te maken.

Stap 1: Stap 1: Proof-of-concept

Teken met een stuk karton en een geleidende inktpen een verweven kampatroon. Mijn tracks zijn ongeveer 2 mm breed en 1 mm breed. Ik sneed toen een stuk velostat van 15 * 15 mm dat ik er bovenop legde.

Als ik met mijn vinger druk, kan ik een weerstand meten tussen 5 en 15 kOhm, afhankelijk van hoe hard ik druk.

Stap 2: Stap 2: de printplaat

Ik ontwierp een PCB-schakeling voor mijn project en liet het professioneel produceren. Op dit voorbeeld zijn de sporen 0,5 mm breed en 0,5 mm uit elkaar; maar Velostat is eigenlijk best vergevingsgezind.

Om goede resultaten te krijgen, plaatst u Velostat alleen waar u het nodig heeft. Ik ponsde stukjes van 5 mm en plakte ze af met gewone tape. Z-as geleidende tape werkt hier niet, omdat deze heel langzaam loslaat en je niet kunt zien wanneer de gebruiker zijn vinger heeft opgetild.

Stap 3: Stap 3: de knopdop

Ik gebruikte siliconenknoppen die ik bij Taobao had besteld (maar als je niet in China woont, heb je misschien meer geluk in je gebruikelijke elektronicawinkel). Ze hebben een diameter van 10 mm (12 aan de basis) en hebben geen geleidende onderkant.

De basis is ongeveer 1 mm dik, wat in de buurt komt van de dikte van dubbelzijdig plakband dat ik had liggen.

Om een gaatje in de dubbelzijdige tape te maken, moet je deze plat leggen; om te voorkomen dat het op uw bureau blijft plakken, gebruikt u een stuk papier met siliconencoating, zoals de beschermfolie van uw rol dubbelzijdig plakband, en plakt u het aan de onderkant. Ik vond mijn stoten op Taobao, voor minder dan een dollar per stuk.

Bovenop de dubbelzijdige tape heb ik een stuk plastic geplakt van de omslag van een gebruikt notitieblok.

Stap 4: Stap 4: Gebruik het

Na het monteren van de knop legde ik mijn vinger erop en meet ik weerstanden van 1,5 tot 18 kOhm. Als u uw vinger optilt, kan de Velostat elkaar raken of niet, dus het circuit is soms open.

Om deze nieuwe knop te gebruiken, stelt u een spanningsdelerbrug in met een weerstand (zeg, 4kOhm). Het middelpunt kan worden gemeten met een Arduino.

Je moet dan de waarden voor minimale en maximale druk meten en berekenen hoe ver je tussen de twee staat. Ik heb 7- of 8-bits reacties kunnen krijgen uit een 10-bit Atmega analoge ingang zonder al te veel gehannes.

De responscurve is niet lineair. Ik heb nog niet geprobeerd het te normaliseren. Er is ook enige hysterese: de waarde waarnaar u terugkeert nadat u de knop loslaat, is vaak iets anders dan de waarde die u had net voordat u op de knop drukte. Bij gebruik met een menselijke vinger is het echter al goed genoeg voor pitchbends en vibrato's.