CurveBoards:将面包板集成到物理对象中

2020-07-31 09:20:31

图1。(A)CurveBoards是直接集成到物理对象表面的3D面包板。(B)CurveBoards既提供了电路板的高电路流动性,又保持了原型的外观和手感。曲线板是集成到物理对象中的面包板。与传统的面板相比,CurveBoards在保持高电路流动性的同时更好地保留了对象的外观和手感,这使得设计者能够在设计迭代期间交换和重新定位元件。由于CurveBoards功能齐全,即屏幕显示内容,按钮接受用户输入,因此设计人员可以在物理原型上测试交互场景和记录交互数据,同时仍可以根据需要更改组件布局和电路设计。我们提供了一个交互式编辑器,使用户能够将3D模型转换为CurveBoards,并讨论我们制作CurveBoard原型的制造技术。我们还对CurveBoard的导电性和耐久性进行了技术评估,并总结了非正式的用户反馈。导言面包板在早期电路原型中被广泛使用,因为它们使用户能够快速试用不同的元件并改变它们之间的连接[23]。虽然电路板为电路建设提供了极大的支持,但当电路必须在物理原型上进行测试时,它们很难使用。因为面包板是盒状的,所以当连接到它上面时,它们会扭曲原型的外观和手感,并且可能会干扰测试期间的用户交互。此外,它们还限制了可以在原型上放置电子元件的位置,因为用于电路构建的区域仅限于电路板的大小。更好地保留原型外观的一个工作流程是将组件焊接到原板上或制造PCB。但是,这要求设计者放弃电路流动性,因为所有组件都已固定到位。如果没有额外的焊接,就不能再尝试不同的组件并更改它们之间的连接。替代方法,如将元件贴到原型上,提供了更大的灵活性;但是,它们使设计人员难以更换和重新布线部件,并且不能提供与电路板相同的电路构建支持。在这篇文章中,我们提出了一种新的电子原型技术,称为曲线板,它将面板的结构嵌入到物理原型的表面(图1)。与传统的面板相比,CurveBoards在保持高电路流动性的同时更好地保留了对象的外观和手感,这使得设计者能够在设计迭代期间交换和重新定位元件。由于CurveBoards功能齐全,即屏幕显示内容,按钮接受用户输入,因此设计人员可以在物理原型上测试交互场景和记录交互数据,同时仍可以根据需要更改组件布局和电路设计。CurveBoards被认为不会取代现有的技术,如面包板或PCB,而是为早期的交互式设备实验提供了一种额外的原型技术。当设计人员已经测试了基本的电子功能并在下一步想要进行交互设计时,CurveBoards在中保真原型制作期间工作得特别好,即将电子部件集成到原型表单的上下文中,作为交互设计实践的一部分[26]。总之,我们的贡献是:演示它在不同应用场景中的适用性&以五个交互原型为例说明对象几何。

用于将3D模型转换为CurveBoards的交互式编辑器,包括通道布局的不同选项。

一种以3D打印为外壳、导电性硅胶为通道的曲线板制造方法。

一种给定三维模型特定曲率的针孔和通道自动生成算法。

讨论我们方法的扩展,包括使用曲线板模板和灵活的电子设备。

在本文的其余部分,我们将首先回顾电子原型工具的相关工作,然后按顺序讨论上面列出的每一项贡献。CurveBOARDS CurveBoards的主要优点是,它们允许设计者直接在原型的物理形状上下文中迭代原型的交互设计。使用CurveBoards,设计人员可以快速交换和重新定位原型表面上的组件。重新布线后,原型功能完全正常,即CurveBoard上的屏幕显示内容,按钮接受用户输入。通过使设计者能够直接在物理原型上制作电子电路原型,CurveBoards特别适用于:(1)寻找符合人体工程学的

下面,我们将介绍我们根据经验确定的最适合填充曲线板的混合程序。为了制造导电有机硅,我们首先将10g的短切碳纤维(0.7 mm长,Procotex[4]的直径7μm)与3毫升异丙醇混合。在搅拌和分散纤维毛发后,我们将它们混合到100克普通双组分硅酮(类型:光滑分类-透明37透明[34])中,搅拌5分钟(图12a/b)。碳硅比为5wt%,加入等量的B部分。如果没有B部分,导电硅胶将不会开始固化,也就是说,我们可以将A部分+碳纤维的混合物放在货架上,如果用盖子储存的话,可以使用几天。一旦我们准备好使用硅胶,我们就向混合物中加入100克B部分(光滑的透明37度)(图12c),这将开始固化。搅拌5分钟后,我们将导电硅胶转移到注射器(3ml,带16号钝头锥形分配针)(图12d)。这个SY。

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