Cosa c'è dentro quei Wacoms e come puoi utilizzarli nei progetti? - 💡 Fix My Ideas

Cosa c'è dentro quei Wacoms e come puoi utilizzarli nei progetti?

Cosa c'è dentro quei Wacoms e come puoi utilizzarli nei progetti?


Autore: Ethan Holmes, 2019

Touchscreen capacitivi e sensori tattili onnipresenti sui computer che ci circondano ora, e stanno iniziando a essere comuni anche nei progetti fai-da-te. Quando si posiziona il dito su un touchscreen del telefono, la conduttività delle punte carnose provoca una piccola modifica all'accoppiamento capacitivo tra elettrodi trasparenti sottili stampati sotto il vetro. Questo è ottimo per interazioni rapide e grossolane con i nostri computer tascabili, ma non è progettato per la precisione e l'intervallo è in genere limitato al contatto diretto.

Per il lavoro creativo, è utile disporre di un dispositivo di input preciso che puoi tenere come una matita. Questo non è solo un bastoncino di plastica, come si vedrebbe sui touchscreen resistivi dell'era Palm Pilot, è uno stilo più spesso che contiene alcuni circuiti attivi che formano uno specifico riferimento di posizione che il tablet può "vedere" da una distanza . La penna in genere fornisce anche pulsanti e sensori di pressione.

Queste tavolette grafiche o pen tablet sono state apprezzate dagli artisti digitali fin dagli anni '70, ma negli ultimi dieci anni i prezzi sono diminuiti abbastanza da renderli appetibili per gli esperimenti sull'hardware.

Wacom è il nome più grande nei tablet e ha un metodo unico (brevettato) per alimentare i circuiti della penna dal tablet, in modo da non dover ricaricare o sostituire mai le batterie della penna. L'ultima versione di Wacom ti riporterà centinaia di dollari, ma la tariffa corrente per un tablet CTE-450 Bamboo Fun usato, con un'area attiva di 5.82 "× 3.64", è di soli $ 15.

Vedremo anche un'alternativa fatta da Huion, popolare tra gli artisti con un budget limitato. L'H610 è quasi sufficiente per una pagina intera, con un'area attiva di 10 "× 6.25". Questo dispositivo ha un approccio più semplice, con una penna alimentata a batteria che trasmette al tablet un segnale ad onda continua. Sono tra $ 50 e $ 80 nuovi.

COME FUNZIONANO LE PASTIGLIE DELLA PENNA

Le tavolette a penna funzionano per mutua induttanza, come se la penna e il tablet fossero metà trasformatore. Questo può sembrare familiare se hai letto sulle schede RFID, ma dove un lettore di tessere ha bisogno solo di una bobina, un tablet necessita di un'intera gamma di bobine per rilevare la posizione della penna.

Appena dietro il pennino troverai una bobina fatta da circa 30 spire di rame sottile. La controparte del tablet è molto più semplice: solo poche tracce su un lato di un circuito stampato.

Questa è l'ingegneria chiave che ha reso entrambi i tablet abbastanza semplici da creare a un prezzo ragionevole. Le bobine sono infatti implementate come due array perpendicolari a bassa risoluzione, con bobine orizzontali su un lato del pannello e verticali sull'altro. Il firmware del tablet può scansionare ciascun asse separatamente per individuare la sorgente di segnale più forte, utilizzando il modello delle intensità del segnale tra le bobine adiacenti per stimare la reale posizione bidimensionale della penna.

Con la dimensione vincolata di ciascuna bobina, la tavoletta vede solo un accoppiamento debole con il segnale della penna. Il tablet utilizza una singola catena di amplificatori per filtrare e potenziare questo segnale, condiviso tra tutte le bobine utilizzando una serie di chip multiplexer analogici. Non ci sarebbe abbastanza tempo per scansionare ogni bobina e mantenere un frame rate interattivo. Invece, il firmware deve passare da un modello di ricerca più lento a un modello di tracciamento fine più mirato ogni volta che si trova la penna.

A questo punto i disegni di Wacom e Huion divergono. La penna di Huion è un oscillatore a singolo transistor. La pressione sul pennino cambia la frequenza da 255 a 266 kHz sintonizzando l'induttore, ei due pulsanti passano a 235 o 245 kHz con condensatori aggiuntivi.

La penna Wacom più semplice sarebbe un circuito LC risonante sintonizzato a 750kHz. Per trasmettere il pulsante e lo stato della pressione, un circuito digitale aggiuntivo modula lo smorzamento risonante per inviare singoli bit di dati del sensore su ciascuna raffica di portante.

Per maggiori dettagli, vedi gli episodi 12 e 13 del mio blog video.

Vedi anche la rivista PoC || GTFO, Volume 13: 4 per alcuni reverse reverse engineering e riproposizione del tablet CTE-450 ... per leggere i tag RFID!

COSA PUOI FARE CON LORO

C'è molto che puoi fare con una tavoletta grafica senza modificarla del tutto. È possibile emulare una penna Huion utilizzando un Raspberry Pi o Arduino con PWM. Emula una penna Wacom scegliendo un condensatore e un induttore che risuonino a 750 kHz.

Tutti i tablet moderni sono dispositivi di input USB, ma a causa delle complessità del protocollo oltre il nostro ambito, è utile avere driver che comprendano le modalità di compatibilità utilizzate dai singoli modelli di tablet. Il modo più semplice di utilizzare un tablet nel progetto è di collegarlo a un Raspberry Pi, dove questi Wacom e Huion e molti altri tablet saranno supportati dall'interfaccia evdev in Linux.

Puoi iniziare a pensare a un tablet come un sensore di posizione assoluto, come una coppia di pinze bidimensionali. Se si crea un'emulazione penna nella piastra di costruzione della stampante 3D, è possibile guidare gli assi X e Y con motori CC e utilizzare il tablet per il feedback del servo. Oppure metti una penna nella mano di un braccio robotico impreciso e usa il tablet come feedback di posizione fine per aiutarlo a disegnare. Anche un robot con setole vibranti può disegnare, con un po 'di feedback di posizione da una tavoletta grafica!

MICAH ELIZABETH SCOTT (scanlime) è un produttore, un reverse engineer, un produttore di video e uno streamer dal vivo che ama smontare le cose sulla macchina fotografica e costruire robot complicati per il suo gatto.



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