Étape 1: Matrice de capteur de pression (un aperçu)
rSkin est fait de matériaux extensibles afin qu’il peut s’adapter étroitement sur le bras du robot. Les colonnes et les lignes conductrices sont cousus à l’aide d’un fil conducteur aux pièces adjacentes de matériaux élastiques non conducteurs (substrats de base). Tissu extensible piézorésistive est pris en sandwich entre les colonnes et les lignes conductrices et agit comme une couche sensible de la pression. Piézorésistifs matériaux possèdent une propriété qui leur résistance électrique diminue sous sollicitations mécaniques, tels que les pressions.
La photo incluse dans cette étape montre les lignes conductrices et colonnes fabriqués à partir des bandes de tissu conducteur cousu sur leurs substrats de base avec un fil ordinaire (non conducteur). Cette photo a été prise pendant la phase de prototypage, et alors qu’il montre bien la stratification de la peau (la couche blanche est retournée pour faire face à la couche rose), dans la version finale nous avons cousu les lignes conductrices et colonnes à l’aide de fil conducteur, plutôt que d’utiliser des bandes de tissu conducteur. Notre choix d’utiliser le fil au lieu de tissu, est venu car en minimisant la surface conductrice (un brin de fil est plus mince qu’une bande de tissu), nous avons élargi la gamme de sensibilité à la pression à travers le tissu piézorésistif.
Une fois que la partie de tissu de la matrice est construite, les lignes et les colonnes sont individuellement connectés au / sorties d’un microcontrôleur qui agit comme un convertisseur numérique analogique. Parce qu’il n’y a plus de lignes et de colonnes que la plupart des microcontrôleurs ont épingles pour, nous utilisons multiplexeurs pour augmenter le nombre de connexions en/hors. Mais essentiellement ce que nous nous faisons alimente les lignes une par une, lors de la lecture de valeurs analogiques (information de pression) des colonnes une par une. Parce que nous savons quelle ligne est sous tension et la colonne que nous lisons, nous savons où (informations de localisation), la valeur analogique entrante est située. Tout cela se passe très vite, afin que nous puissions analyser via la grille entière en plusieurs fois en moins d’une seconde - en nous donnant l’impression que c’est tout ce qui passe instantanément.
Le mircrocontroller (dans notre cas un Teensy) est programmé pour analyser les lignes et colonnes et collecter les données de pression et de position, il envoi via la connexion USB à l’ordinateur sur lequel une autre application (écrite en traitement), lit la chaîne de données et il traduit une visualisation en mappant les valeurs entrantes vers leur position correspondante sur la peau de robot et ombrage, à colorier ou dessiner des formes selon les informations de pression.
La solution en ligne et de colonne n’est pas la seule possibilité que nous avons exploré à l’approche de ce projet. Le piézorésistive Touchpad figurait parmi nos premiers essais, mais il ne supporte pas le multi-touch.
Terminologie (pour plus de clarté) :
Base de substrats : matériaux non conducteurs.
* Chair : substrat de base inférieure en néoprène avec colonnes conductrice machine cousu avec fil conducteur.
* Peau : substrat de base niveau supérieur fait de durable tricot double tissu extensible avec lignes conductrices machine cousu avec fil conducteur.
* Base : fin du bras de robot en face de la main. C’est là toutes les connexions de ligne et de colonne résilier/accumulent et établir la connexion à leur circuit difficile.
* Jusqu'à la fin : base extrémité opposée du bras du robot. C’est où la main de robot est avec ses deux doigts.
* Main : la main de robot qui a deux doigts.
* Doigts : différentes parties de la main de robot.
* Traces : je me réfère aux lignes et aux colonnes en tant que traces, ils sont conducteurs analogues aux fils.
