wiimote whiteboard Tip Pressure switch IR pen『壓力感應式紅外線LED筆』製作方法

在去年十月時我曾經試做過幾隻『壓力感應式的紅外線筆』,但使用效果不佳,是失敗的作品,失敗的問題點在於:開關接觸感應不夠靈敏、需要費較大的力氣才能書寫。舊紀錄網址如下:

wiimote whiteboard 自製『壓力感應式紅外線LED筆』

雖然當時未能做出符合理想需求的『壓力感應式的紅外線筆』,但一直未放棄想要將它製作出來的念頭,心裡還是會一直想如何設計、改進過去的缺點,根據之前既有的基礎概念不斷地思考:筆頭必須可以更換紅外線LED燈泡、要讓筆頭可以有伸縮的彈性、而且開關感應的靈敏度要好、不能太費力……

最後終於在今年3月的某一天的某時,腦海裡忽然閃出一個念頭:用二根不同粗細的筆桿組合,應該就可以達到筆頭伸縮的目的,這是第一個關鍵的地方,想到之後就立即行動,在家裡翻箱倒櫃找了二隻粗細不同的原子筆筆桿,運氣真的很不錯!這二隻筆桿剛剛好可以互相套入,但必須再進一步加工處理。

接下來的問題:那如何讓它具有彈性、可以壓下去後馬上彈出呢?到了學校,當時也不知道從哪裡來的點子,看著拆下來的電腦機殼power電源線接頭,把玩研究了一下:power電源線接頭剛好可以塞入筆桿內作為紅外線LED燈泡的燈座,而且電源線有正負極二條:一條可以從細筆桿內接上金屬物,作為導電的機制,另外一條則必須從筆桿內鑽出筆桿外連接到後面的電池盒電線,又無意中發現這一條彎曲的電源線也可以有彈力,如果將它固定一端,彎曲之後它會立刻彈回,而且彎曲電線也不用費很大的力氣,應該可行!解決第一個關鍵點!

第二個關鍵點,電路開關如何設計處理呢?一開始想到用金屬螺絲連接電線接在細筆桿的尾端,在粗筆桿的內部再加上一片金屬銅片,二者相互接觸時就可以導電,後來試做測試結果,金屬螺絲的導電性不佳,所以改換金屬小銅片,最後終於得到一個理想的完成品。

以上的描述看不太懂嗎!沒關係!直接看設計圖就一目瞭然了:

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接著下面圖示會清楚的說明如何製作:

  • 首先需要的工具如下圖:

  • 需要的製作材料:

由上而下:

    • 紅筆:只需要用到它的筆蓋,作為紅外線LED燈泡的保護蓋。金玉堂文具店,8元)
    • 三色筆:只需要筆桿,作為粗筆桿,還必須進一步加工處理。金玉堂文具店,8元)
    • 細原子筆:只需要筆桿,作為細筆桿。(金玉堂文具店,5元)
    • 紅外線LED燈泡。(20元)
    • 電腦機殼power電源線接頭:作為可更換紅外線LED燈泡的燈座。(廢物利用)
    • 薄銅片:作為電源開關使用。露天拍賣,5大片100元)
    • 4號電池盒。(露天拍賣,25元)
    • 熱縮套管:包覆筆桿、美觀。(一卷?元)。也可以使用寬膠帶取代,纏繞筆桿外圍將電線與筆桿固定、包覆。
  • 去除原子筆內的筆芯,只留下筆桿。

  • 將刀片用酒精燈加熱,切去筆桿不需要的部份。

  • 用小型砂輪機修整切面處,讓細筆桿可以非常滑順的在粗筆桿內滑動。

  • 細筆桿和粗筆桿剛剛好密合,不會太緊也不會太鬆。

  • 在離筆頭約3.5公分處,鑽一個小洞,要讓電線穿出。

  • 在細筆桿內串接上電腦機殼power電源線接頭

  • 筆頭灌入熱溶膠,固定燈座。

  • 接下來銅片出場,先用大剪刀剪好一大一小的銅片,分別為1公分、0.7公分。剪完之後 會有些扭曲不平,用小鐵鎚給它敲下去!敲平!

  • 用銲錫將細筆桿筆尾的電線銲接上小銅片。

  • 使用熱溶膠固定小銅片。

  • 用小砂輪機修整一下。注意:小銅片黏接位置一定要非常水平不能有高低不平,否則和大銅片相接觸時會降低電流導電靈敏度。

  • 接著換粗筆桿的部份,先將大銅片和4號電池盒負極電線相接。

  • 將大銅片處理光猾、平整。

  • 從粗筆桿的後面置入大銅片,並且用熱溶膠固定連接4號電池盒。

  • 測試一下粗筆桿前半段和細筆桿的密合度如何,不能太緊也不能太鬆。

  • 準備組合

  • 合體!細筆桿穿出的電線接上4號電池盒的正極電線。快要大功告成了!

  • 筆頭套上紅外線LED燈泡,注意針腳有正負極之分,測試時不會亮,沒關係!再反過來接就好。

  • 先測試一下彈性如何:
  • 再測試LED燈是否會亮,靈敏度如何?
  • 測試沒問題後,套上熱縮套管開始火烤,注意:千萬不要烤過頭了!否則會造成不可抹滅的遺憾:整隻筆桿軟化扭曲變形,下場是:全部重來一次!(我的實際慘痛經驗)

  • 加油!加油!快完成了!接下來處理紅外線LED燈泡的保護蓋。

  • 在筆蓋前鑽一個剛剛好的洞,可以讓紅外線LED燈光透出。

  • 完成!秀一下前半段!

  • 『壓力感應式的紅外線筆』的全貌,真是既漂亮又感動!

使用注意事項:

  • 握筆時必須握在凸出的電線之後,如果握到電線會讓彈性失靈。
  • 使用後如果彈性變差或是電線位移,只要重新將電線伸長、調整、整理一下就可以恢復正常。

完成以上的步驟製作出的成品,基本上就已經可以實際教學應用了,但為了加強彈性和耐用度以避免上述的二個注意事項的情況發生,可以再進一步改良:找到剛好的彈簧套在以下的位置,它的耐用度就會更好。但也會產生一個新問題:書寫時會比較費力一些些!可以視情況斟酌要不要加上彈簧。

2009-05-17_235244

目前在機械五金行尚未找到合適的彈簧可以使用,不過倒是在一般文具店找到一樣東西剛剛好也可以利用:卡式自動橡皮擦(24元)。

dsc02436

將它分解後取下需要的彈簧,剛好可以套入『壓力感應式的紅外線筆』,作為加強彈力的機制。

測試影片:

最後的完成品圖示:

實際教學應用影片

草小目前已經有四隻『壓力感應式的紅外線筆』在班級上給學生使用,節錄一段低年級學生的使用狀況影片:

曾慧旻老師使用『壓力感應式紅外線LED筆』分享電子白板軟體教學經驗

對工藝課有興趣的夥伴們只要備齊工具、材料就可以做做看了!如果一切順利,製作工時約2個小時內可以完成!雖然製作原理很簡單,但是準備的材料較多,不過自己還是可以嘗試做做看,完成之後必定會有很大的成就感!……….^_^

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wiimote whiteboard Tip Pressure switch IR pen『壓力感應式紅外線LED筆』製作方法 有 19 則回應

  1. siewwen 說道:

    林老师,
    想知道制造ir pen 是不是任何灯泡都可以?为什么当我把ir pen 靠近wiimote 时,才可以定位,但是calibration 却不到10%

    回覆該留言

    shian Reply:

    ir pen 需要有一定波長的紅外線led燈泡,上網google一下關鍵字就可以找到了!露天拍賣網站也有販售!

    回覆該留言

  2. siewwen 說道:

    林老师,
    我的wiimote 已经连接,但是启用了几个软件在萤幕上定位,都无法成功。当我把IR pen 在萤幕上定位,都不成功,可是我把IR pen 靠近wiimote时,定位马上启动,很想知道什么原因?谢谢!

    回覆該留言

  3. kentxchang 說道:

    林老師您好…

    在看了你的教學後,我也試著找了相同的材料來製作

    我有找到一個可以取代銅片的材料

    [兩腳釘]–露天拍賣有人在賣 http://0rz.tw/ZRgQV

    它的大小剛好可以跟筆筒結合

    在一般書局也買的到,且比銅片便宜

    而成品的導電性也不錯…

    以下是我的成品照片..給您參考看看…

    http://docs.google.com/View?id=df97br9b_71dwqvtc89

    回覆該留言

    shian Reply:

    感謝您的分享,也想請問您,您用的IR燈泡是再哪裡買的,從影片上看起來它的亮度蠻亮的呢!效果應該也不錯!……^_^

    回覆該留言

    kentxchang Reply:

    其實我也不太清楚我的IR燈泡是那裡買的…
    因為我是請做電子的朋友幫我從台北的公司訂的…

    但是我有在露天上買過
    http://goods.ruten.com.tw/item/show?11090204297196
    (不過我幾個月前買是7元,現在變13元了…..)

    以前用按鈕式的IR 筆上課是用露天買的
    而最近用的按壓式的則是用您在影片上看到的那一種..
    感覺是沒有什麼差別…..效果都不錯…
    你參考看看吧…

    回覆該留言

    shian Reply:

    謝謝您!提供一些寶貴的訊息!
    有空時,我也去買一些您推薦的IR燈泡測試看,感謝您!

  4. Pearl 說道:

    對了!另外還有一個可能的原因,如果在啟動定位軟體後,又調整了螢幕解析度,那麼必須重新啟動定位軟體,否則會發生像linyaoping所述的情況。

    回覆該留言

  5. Pearl 說道:

    家賢老師:
    看到您的精心設計,真感佩服,您可以去申請專利了啦!
    但是我一直有一個疑問,套上保護蓋之後會不會影響感應?當然一定是可以感應,只是如果同樣的筆不加保護蓋,書寫會不會比較沒有角度的問題?
    至於那位linyaoping網友的問題,可以在打開定位軟體後,將led直接對著wiimote鏡頭約1米處點按,看定位的紅點有沒有反應,如果沒有,表示led筆有問題,如果有反應,表示是wiimote放置的位置沒看到整個螢幕。
    Wiimote是根據您四個點都按了形成的平面位置,決定那個平面就是要追蹤的地方,至於是不是螢幕,那得要您把led點在紅點上,才會配對上。

    回覆該留言

    shian Reply:

    感謝您的鼓勵與回應!
    至於LED燈泡套上保護蓋之後會不會影響感應?一開始我也覺得可能會有影響,但是我學校老師使用的紅外線LED筆全部都是有加上保護蓋,他們都用的非常順手毫無感應角度的問題。
    我發現wiimote接收的紅外線光源似乎是接收布幕所反射的紅外線LED光線,而不是直接接收LED燈泡的光線,所以套上保護蓋似乎沒有影響……..^_^

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  6. 通告: wiimote whiteboard Tip Pressure switch IR pen『壓力感應式紅外線LED筆』大集合 - Shian`s Blog

  7. linyaoping 說道:

    老师您好,
    wiimote_smoothboard_046软件应该有连到Wiimote,不然软件是打不开的,而且我按A键的时候是可以出现定位画面的,就是无法完成定位。还有个问题我想问下,就是Wiimote是根据什么来判定你所指的地方就是幕布呢。然后您测试的软件是那个版本的。。。

    回覆該留言

    shian Reply:

    一、按A键的时候可以出现定位画面的,但无法完成定位,有二個可能原因:
    1.紅外線LED燈亮度不足或沒亮。
    2.Wiimote的擺放位置可能沒有在最佳的位置,以至於偵測不到紅外線LED燈。
    請再試試看!…..^_^
    二、Wiimote是根据什么来判定你所指的地方就是幕布呢?
    是根据紅外線LED燈的發光訊號位置。
    三、我测试的软件有wiimote_smoothboard_046软件、和smoothboard_1.0都有。

    回覆該留言

  8. cj090122 說道:

    老師您好,
    看到您的用心,真是令我感到佩服,
    對於熱縮套管的部份,
    我想老師您可以用吹風機的"熱風"吹它就可以達到一樣的效果,
    而且可以避免因溫度過高而導致塑膠管軟化掉,
    這是我的一點小小建議。

    回覆該留言

    shian Reply:

    謝謝您的建議!我有試過用吹風機,可是要吹好久好久~所以直接用火給它烤下去啦!

    回覆該留言

  9. linyaoping 說道:

    家賢老师您好:
    关于制作WiimoteSmoothboard电子白板的一些问题想请教一下,为什么我启动软件后,Wiimote无法侦测到幕布,tracking utilization始终没变化过。。我将Wiimote的位置调了好几次还是一样的。。。红外笔无法进行定位,
    我用的软件版本是wiimote_smoothboard_046,请老师指导下。

    回覆該留言

    shian Reply:

    問題應該出在 wiimote_smoothboard_046 程式沒有偵測到 Wiimote設備的藍牙訊號,請參考下列網站:http://www.boonjin.com/smoothboard/index.php?title=Connect_the_Wiimote

    回覆該留言

  10. Artis Chang 說道:

    林老師….您還真厲害
    用這麼簡單…我卻沒想到ㄉ方法就做出算成功ㄉ壓力感應式紅外線筆
    我的筆跟您ㄉ原理完全一樣..
    只是我用ㄉ是一種現成ㄉ微型"觸摸開關"
    可以直接裝進筆桿中
    但是我又貪心…又加上按鍵開關…
    所以接線複雜…自製零件又多…
    雖然完成度高一點
    不過…肯定無法在2小時內完成一支
    今天等您收到後…
    還麻煩您實際使用後…給我一點意見…
    等您ㄉ測試報告喔~~

    回覆該留言

    shian Reply:

    好的!沒問題!

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