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內文試閱
<封面做事>穿戴式神奇畫板改造術 - 全功能手套控制繪圖介面實作攻略
我們在康乃爾大學ECE4760課程的期末專題中，設計並打造了一個在2.2吋Adafruit LCD螢幕上模擬經典玩具神奇畫板，並且利用手套操作的系統（如主圖所示）。當初決定專題題目時，目標是打造一個利用到課堂上教過的技術、有趣又有創造性的裝置。1960年登場的神奇畫板是可以跟人互動以展現某些藝術能力、很容易上手的玩具。專題的設計利用了Microchip的PIC32微控制器，最後成功地實作了容易操作的模擬神奇畫板。圖案會顯示在LCD螢幕上，還有多種顏色可以選擇。必須先聲明的是，雖然此專案發想自有專利的神奇畫板，但是我們跟神奇畫板或類似產品並無任何關聯。
硬體設計
專案使用一系列的軟硬體技術以處理使用者即時的類比輸入，還包括I2C等通信功能。資料由手套產生，手套本身有5個Spectral Symbol的彎曲感測器，及一個InvenSense的MPU-6050陀螺儀/加速度計。彎曲感測器就像一個可變電阻，當手指彎曲時電阻就會增加。利用分壓器得到的類比電壓再被輸入PIC32，接著利用內部的ADC（類比數位轉換器）轉成數位信號。MPU-6050產生x、y、z軸的加速度及角速度值輸出，這些值再經由I2C通信協定傳給PIC32。操作手套產生的資料讓繪圖函式得以在LCD上畫出使用者的輸入圖形。圖1是硬體的資料流程圖。
<創作工作台>免電源顯示技術(1) - MCU與E-Ink顯示模組之界接
很顯然的，「電子墨水」中並沒有真正的墨水。當環境光增加時，該反射技術會增加對比度。至於其畫素概念則類似於繪圖型液晶顯示器(Graphic LCD)。由使用者負責確定每個畫素的狀態。其與字元型液晶顯示器(Character LCD)不同，後者畫素會用於固定（通常為5×7）的畫素陣列中，以建立簡單的英數字元(Alphanumeric Characters)，該顯示器的整個畫素陣列會被當成一個圖像。至於純文字的顯示，使用者就必須將純文字繪製成圖來加以顯示。這通常會在外部完成，結果會以圖片來顯示。當使用繪圖型LCD時，實際上可以更改LCD上的個別畫素來改變所顯示圖像的一部分。透過電泳顯示(Electrophoretic Display, EPD)，會讓局部圖像的更新變得不甚容易。
接下來讓我們先來檢視一下在此所採用的技術吧！使用者最有可能見過高速公路上提供警示訊息的可攜式與固定式看板。這種專門設計成電子更新的顯示系統不需要為靜態狀況提供電力。它是一個透過對比色的表面來翻轉畫素的機械系統。每個畫素由電磁鐵(Electromagnet)來控制，該電磁體可以翻轉畫素以顯露其暗面或亮面。與字元型LCD相類似的是，畫素是以5×7畫素群組來加以配置。因此，可以透過選擇適當的畫素組合來顯示純文字訊息。
EPD在靜態模式下具有相同的特性。他們不需透過電力來保持在某個設定狀態下。電子墨水畫素會對位於外部透明前電極(Front Electrode)與內部背電極(Back Electrode)之間的正負電荷做回應，而不是電磁體。
電極對(Electrode Pairs)之間是含有許多微小黑白球體的微膠囊。其中，白色球體帶正電，黑色顆粒則帶負電。這些球體懸浮在黏性液體中，這使得它們能夠基於電極的外部電荷而在膠囊內移動（參見圖1）。
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