Pytanie:
Wyczuwasz dotyk przez grubą powierzchnię?
Edward
2009-12-23 11:26:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jak mogę wyczuć dotyk dłoni przez grubą powierzchnię? Pracuję na urządzeniu, które musi być całkowicie zamknięte w drewnianej obudowie o grubości 1-2 "(lub metalu o grubości 1-3 mm) ze względu na wymagania konstrukcyjne, więc nie ma szans na przyciski.

Pomyślałem moglibyśmy użyć pojemnościowego wykrywania dotyku, ale nie wiem, co zadziała.

Jakieś pomysły?

Osiem odpowiedzi:
#1
+11
Jim
2009-12-23 19:23:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jeśli naprawdę potrzebujesz wykryć dotyk przez metalową powierzchnię, możesz to zrobić za pomocą 4 izolowanych przetworników piezoelektrycznych. Istnieje technika wykrywania dotyku, która odwołuje się do częstotliwości wykrywanej przez 4 równo oddalone przetworniki piezoelektryczne. Jest to technika zwana SAW lub powierzchniową falą akustyczną. Zwykle jest używany do ekranów dotykowych, które są trójwymiarowe lub mają powierzchnie podatne na uszkodzenia lub odkształcenia. Potrafi wykryć lokalizację punktu dotyku, prędkość dotyku (może odróżnić stuknięcie od naciśnięcia, na przykład w celu emulacji kliknięcia myszą) i może wykryć punkt przeciągania lub ruchu.

Jeśli chciałem mieć bardzo uproszczoną wersję, aby zaimplementować kilka podstawowych przycisków lub czujników dotykowych. Zamiast wykonywać wszystkie irytujące obliczenia częstotliwości, możesz po prostu umieścić kilka przetworników piezoelektrycznych tam, gdzie chcesz, aby były przyciski, a następnie użyć wykrywania progu, aby określić, który został naciśnięty (ten z największym szczytem sygnału). Są dość uczuciowe, ponieważ nie wychwytują żadnych wibracji w powietrzu, więc nie musisz się martwić o żadne głośne dźwięki, które je uruchamiają, chociaż prawdopodobnie upuszczenie go na podłogę by to zrobił.

PS. Piezoelektryczne brzęczyki / przetworniki kosztują tylko około 1 funta szterlinga lub 2 dolary australijskie
#2
+4
Axeman
2009-12-23 16:26:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Użyłem starego Qprox QT110 (cóż, to nie jest tak naprawdę wyczucie dotyku, ale blisko proxy) do wykrywania dotyku przez drewnianą płytę o grubości 4 cm. Musiałem ostrożnie dostroić Cx i Rs przez próby, ale ostateczny wynik był wystarczająco dobry.

Jeśli metal nie jest magnetyczny, do obsługi elementów sterujących można użyć przekaźników kontaktronowych wewnątrz i małego magnesu na zewnątrz.

#3
+4
Jason S
2009-12-23 19:24:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

(moja odpowiedź została przeniesiona z wymiany elektroniki)

Przez 2-calowe grube drewno: również trudne, ale nie niemożliwe. Zakładam, że masz na myśli rozróżnienie między dotykaniem palcem a dłonią pudełko i palec / dłoń umieszczony 1 mm od pudełka.

Jeśli możesz umieścić jedną lub więcej metalowych płytek na zewnątrz pudełka - nie zapewniając całkowitego pokrycia całego pudełka! - wtedy istnieje wiele możliwości wykorzystania pól elektromagnetycznych. Przychodzi mi do głowy kilka (nie ma gwarancji, że któreś z nich zadziała!). Załóż czapkę myślenia i wyobraź sobie, jak dotyk ludzkiej skóry może zmienić sieć obwodów elektromagnetycznych.

Największą rzeczą, która może mieć znaczenie, jest to, czy można wyprowadzić przewodnik z wnętrza skrzynki, przez ścianę i podłączyć do uziemienia, czy do metalowej płytki na zewnątrz skrzynki.

1) Opór skóry osoby może zamknąć obwód elektryczny - Miej dwie półkoliste płytki oddzielone małą szczeliną. Impedancja między n płytki mają bardzo duży opór równoległy z małą pojemnością. Jeśli wypełnisz szczelinę między płytkami skórą, drastycznie zmniejszysz ten opór. Jeśli możesz w jakiś sposób zmierzyć tę rezystancję, gotowe:

Jeśli możesz podłączyć przewody przez ścianki skrzynki do płyt, to proste, po prostu użyj dzielnika napięcia i źródła napięcia stałego lub zmiennego, które jest mały (nie krzywdź osoby).

Jeśli nie możesz podłączyć przewodów przez ściany skrzynki do płyt, nadal możesz odróżnić dotyk od braku dotyku, ale będzie trudniej. Może mieć kolejną parę płyt, tym razem po wewnętrznej stronie pudełka, po drugiej stronie ściany pudełka od pierwszej pary płyt, ale ze znacznie większą szczeliną. Zmierz pojemność między płytkami wewnętrznymi. Może wystąpić dostatecznie duża zmiana pojemności między dwiema wewnętrznymi płytkami z / bez osoby wypełniającej lukę na zewnątrz, którą można rozróżnić. Istnieje wiele technik / chipów, które umożliwiają wykrywanie pojemnościowe. Cypress ma CapSense, Atmel ma QTouch, ST Micro ma S-Touch itp.

2) Ciało osoby jest dość dobrą anteną i będzie odbierać szum. (Spójrz na sondę oscyloskopową, gdy dotykasz palcem końcówki.) Jeśli masz płytkę na zewnątrz pudełka i dotykasz jej, przenosisz ten szum na potencjał elektryczny płytki. Pomyśl o tym przypadku jak o osobie „potrząsającej” potencjałem elektrycznym w górę iw dół. Jeśli wyczuwasz to drżenie w stosunku do potencjału odniesienia, masz czujnik. Problem polega na tym, że znalezienie potencjału odniesienia jest dotykowe. Naprawdę potrzebujesz połączenia z uziemieniem, ponieważ skrzynka unosząca się w powietrzu nie ma dostępu do stałego napięcia odniesienia. Możesz być w stanie wyczuć napięcie różnicowe między dwiema płytami ... ale nie wiem.


Tylko moje dwa centy.

#4
+2
starblue
2009-12-23 14:34:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Powinno być możliwe wychwycenie minimalnego zgięcia metalu za pomocą tensometru.

Widziałem, jak zarejestrowali maleńkie zgięcie metalowego pręta o grubości cm, lekko pchniętego palcem. Chociaż nie wiem, jakiej jakości tensometr i wzmacniacz potrzebujesz, aby to osiągnąć. W każdym razie będzie to dość drogie (~ 10 $ w górę).

#5
+2
Leon Heller
2009-12-24 17:55:35 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wykrywanie zmiany częstotliwości oscylatora RF może działać przez drewno z powodu zmiany pojemności spowodowanej bliskością ręki do obwodu zbiornika oscylatora. Oczywiście nie będzie działać z metalową obudową.

+1 tak, widziałem kilka [pojemnościowy czujnik dotykowy] (http://opencircuits.com/sensors#Capacitive_Sensor) aka [przełącznik dotykowy pojemności] (http://en.wikipedia.org/wiki/touch_switch#Capacitance_touch_switch) pracuję z 1/4 "drewna i jestem pewien, że większość [elektroniki touchpada] (http://www.unorthodox.com.au/wiki/index.php?title=Touchpad_Project_0.9.7) można dostosować do pracy przez 1 "(suchego) drewna.
#6
+2
jluciani
2009-12-24 18:59:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jak wspomniał Leon, oscylator RF będzie działał. Użyłbym heterodyneoscylatora, który składa się z oscylatora o stałej częstotliwości, oscylatora o zmiennej częstotliwości i nieliniowego miksera (takiego jak dioda). Twoje ciało działa jak mały kondensator, zmieniając częstotliwość zmiennego oscylatora. Łatwiej jest zmierzyć zmianę częstotliwości mieszanej częstotliwości.

Tak działa Theremin. Teremin jest czuły w odległości jednej lub dwóch stóp, a antena będzie działać wewnątrz drewnianej obudowy.

Czujniki Q-touch też mogą działać. Czy można wyfrezować element w drewnie tak, aby kontakt był bliższy niż grubość drewna? Q-touch sprzedaje sprężyny wykonane do tego celu. Jeden koniec sprężyny mocuje się do PCB, a drugi koniec spoczywa tuż pod górną powierzchnią.

Kiedy to pisałem, myślałem o Thereminie.
#7
  0
ObsessiveMathsFreak
2011-07-28 01:06:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jest stosunkowo nowy materiał o fantazyjnej nazwie „Quantum Tunneling Composite”

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling_composite

Domyślnie działa jako rezystor, ale po przyłożeniu ciśnienia przechodzi w przewodnik. Możesz je kupić w postaci jeszcze dziwniej nazwanych „pigułek QTC”.

Są to w zasadzie stałe (y) przyciski dotykowe.

#8
-1
Jason S
2009-12-23 19:27:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

(moja odpowiedź została przeniesiona z wymiany elektroniki)

Przez 2-calowy gruby przewodnik? Nie ma możliwości, chyba że masz inną elektrodę, do której użytkownik jest podłączony lub stoi on. (w takim przypadku możesz zastosować podejście typu elektrometru; tak właśnie działają te lampy aktywowane dotykiem)

Pomyśl o tym:

Ludzie zasadniczo nie są magnetyczni więc wyklucza to rozwiązanie wykorzystujące pola / obwody magnetyczne.

Jeśli mówisz o polach elektrycznych, przewodnik o grubości 2 cali jest miliony (prawdopodobnie miliardy) razy bardziej przewodzący niż ludzkie ciało. Każde pole elektryczne, które spróbujesz wygenerować z wnętrza skrzynki, czy to DC, czy AC, zostanie znacznie osłabione, gdy wyjdzie na zewnątrz, a przyrostowy efekt dotykania lub nie dotykania go przez ludzkie ciało jest nieistotny. Efekty pojemnościowe są małe (niskie pikofarady) i jeśli uda Ci się uzyskać wystarczająco wysoką częstotliwość, aby ją zmierzyć, tracisz z powodu efektu skóry: metalowa obudowa tłumi pola prądu przemiennego bardziej, gdy zwiększasz częstotliwość.

Jeśli spróbujesz wyczuć pola środowiskowe pochodzące z zewnątrz pudełka (np. traktuj pudełko jak antenę, której charakterystyka odbioru zmienia się wraz z dotknięciem ludzkiego ciała), tracisz również z powodu osłabienia efektu skóry .

Oprócz pól elektromagnetycznych masz również termikę: możliwe, jeśli dotkniesz pudełka wystarczająco długo, aby wyczuć jego nagrzewanie. Albo radioaktywność, światło, albo…

Nawet kilka milimetrów metalu wydaje mi się wątpliwe. Jeśli możesz umieścić akcelerometr w środku, aby wykryć przepychanie, to może zadziałać. potrzebne byłoby jednak połączenie obwodu z wnętrza skrzynki do uziemienia na zewnątrz skrzynki, aby zapewnić odniesienie napięcia względem skrzynki. W przeciwnym razie, nawet z kawałkiem metalu o grubości kilku milimetrów, masz tarczę Faradaya z prawie jednorodnym potencjałem elektrycznym i nie ma sposobu, aby stwierdzić, czy na ten potencjał ma wpływ cokolwiek poza nią.
Ale iPhone'y nie mają połączenia z uziemieniem i mogą korzystać z wykrywania pojemności. Możesz wyczuć pojemność człowieka dotykającego przewodzącego obiektu bez żadnego połączenia z ziemią. Klatka Faradaya zatrzymuje tylko pola elektrostatyczne, a nie prąd przemienny.
Możesz użyć sieci t do wykrywania pojemności przez przewodzącą barierę, taką jak metalowa obudowa projektu. Z tego powodu były używane w czujnikach wilgotności gleby.
@MrEvil: interesujące ... czy mógłbyś zamieścić link?
@Edward - „Klatka Faradaya zatrzymuje tylko pola elektrostatyczne, a nie AC”. Nie prawda. Spróbuj odebrać sygnał radiowy w klatce Faradaya.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 2.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...