Vraag:
Voel je aanraking door een dik oppervlak?
Edward
2009-12-23 11:26:28 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hoe voel ik de aanraking van een hand door een dik oppervlak? Ik werk aan een apparaat dat vanwege ontwerpvereisten volledig moet worden ingesloten in een 1-2 "dikke houten behuizing (of 1-3 mm dik metaal), dus geen kans op drukknoppen.

Ik dacht we zouden capacitieve aanraakgevoeligheid kunnen gebruiken, maar ik weet niet wat zal werken.

Enig idee?

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

Als je echt aanraking door een metalen oppervlak moet detecteren, kun je dit mogelijk doen met 4 geïsoleerde piëzo-elektrische pickups. Er is een techniek om aanraking te detecteren die een kruisverwijzing vormt naar de frequentie die wordt gedetecteerd door 4 equidistante piëzo-pickups. Het is een techniek die SAW of akoestische oppervlaktegolf wordt genoemd. Het wordt normaal gesproken gebruikt voor touchscreens die driedimensionaal zijn of oppervlakken hebben die vatbaar zijn voor beschadiging of vervorming. Het kan de locatie van een aanraakpunt en de snelheid van een aanraking detecteren (het kan een tik onderscheiden van een druk, bijvoorbeeld om een ​​muisklik na te bootsen) en het kan een slepend of bewegend punt detecteren.

Als u wilde dat je een heel vereenvoudigde versie zou kunnen hebben om een ​​paar basisknoppen of tiksensoren te implementeren. In plaats van alle vervelende frequentieberekeningen uit te voeren, kun je gewoon een paar piëzo-elektrische pickups plaatsen waar je de daadwerkelijke knoppen wilt hebben, en vervolgens een drempeldetectie gebruiken om te bepalen welke is ingedrukt (degene met de grootste signaalpiek). Ze zijn behoorlijk affectief omdat ze geen trillingen in de lucht oppikken, dus je hoeft je geen zorgen te maken over harde geluiden die het op de grond laten vallen, hoewel het waarschijnlijk voldoende is om het op de grond te laten vallen.

PS. Piëzo-elektrische zoemers / pickups zijn slechts ongeveer £ 1 sterling of 2 Aussie-dollars
#2
+4
Axeman
2009-12-23 16:26:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik heb de oude Qprox QT110 gebruikt (nou ja, het is niet echt aanraakgevoel, maar bijna proxy) om aanraking te detecteren door een houten bord van 4 cm dik. Ik moest Cx en Rs zorgvuldig afstemmen door proeven, maar het eindresultaat was goed genoeg.

Als het metaal niet-magnetisch is, kunt u reed-relais aan de binnenkant en een kleine magneet aan de buitenkant gebruiken om de bedieningselementen te bedienen.

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

(mijn antwoord is gemigreerd van elektronica-uitwisseling)

Door 2 "dik hout: ook sterk, maar niet onmogelijk. Ik neem aan dat je onderscheid maakt tussen een vinger / hand aanraken de doos, en een vinger / hand die 1 mm van de doos verwijderd is.

Als je een of meer metalen platen aan de buitenkant van de doos kunt plaatsen - waardoor de hele doos niet volledig bedekt is! - dan er zijn een aantal mogelijkheden met behulp van elektromagnetische velden. Ik kan er een paar bedenken (geen garantie dat beide werken!). Zet je denkcap op en stel je voor hoe de aanraking van iemands huid een elektromagnetisch circuitnetwerk kan veranderen.

Het grootste dat een verschil kan maken, is of je een geleider uit de binnenkant van een doos kunt halen, door de muur en aangesloten op aarde, of op een metalen plaat aan de buitenkant van de doos.

1) De weerstand van de huid van een persoon kan een elektrisch circuit sluiten - Zorg voor twee halfronde platen, gescheiden door een kleine opening. De impedantie tussen n de platen is een zeer grote weerstand parallel met een kleine capaciteit. Als je met je huid de opening tussen de platen overbrugt, verminder je die weerstand drastisch. Als je die weerstand op de een of andere manier kunt meten, ben je klaar:

Als je draden door de dooswanden naar de platen kunt verbinden, is dat eenvoudig, gebruik gewoon een spanningsdeler en een bron van gelijk- of wisselspanning die is klein (doe de persoon geen pijn).

Als je geen draden door de wanden van de doos naar de platen kunt verbinden, kun je misschien nog steeds aanrakingen onderscheiden van geen aanraking, maar het zal moeilijker zijn. Misschien nog een paar platen, dit keer aan de binnenkant van de doos, aan de andere kant van de dooswand van het eerste paar platen, maar met een veel grotere opening. Meet de capaciteit tussen de binnenplaten. Er kan een voldoende grote verandering zijn in de capaciteit tussen de twee binnenplaten met / zonder dat een persoon de opening aan de buitenkant overbrugt, die je kon onderscheiden. Er zijn een aantal technieken / chips die capacitieve detectie kunnen uitvoeren. Cypress heeft CapSense, Atmel heeft QTouch, ST Micro heeft S-Touch, enz.

2) Het lichaam van een persoon is een redelijk goede antenne en zal ruis oppikken. (Kijk naar een oscilloscoop-sonde wanneer je de punt met je vinger aanraakt.) Als je een plaat aan de buitenkant van de doos hebt, en je raakt hem aan, dan breng je die ruis over naar het elektrische potentieel van de plaat. Beschouw dit geval als een persoon die elektrisch potentieel op en neer "schudt". Als je dit trillen kunt voelen ten opzichte van een referentiepotentiaal, heb je een sensor. Het probleem hier is dat het vinden van een referentiepotentieel een aanraking is. Een verbinding met de aarde heb je echt nodig, want een doos die in de lucht zweeft, heeft geen toegang tot een vaste referentiespanning. Misschien kun je het verschil in spanning tussen twee platen voelen ... weet je niet.


Alleen mijn twee cent.

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

Het zou mogelijk moeten zijn om de minimale buiging van het metaal op te pikken met een rekstrookje.

Ik heb ze de minuscule buiging zien registreren van een cm dikke stalen staaf die lichtjes met een vinger wordt geduwd. Hoewel ik niet weet welke kwaliteit spanningsmeter en versterker je nodig hebt om dat te bereiken. In ieder geval zal het vrij duur zijn (~ 10 $ meer).

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

Het detecteren van de verandering in frequentie van een RF-oscillator kan door hout werken, vanwege de verandering in capaciteit veroorzaakt door de nabijheid van een hand tot het oscillatortankcircuit. Het werkt natuurlijk niet met een metalen behuizing.

+1 ja, ik heb er verschillende gezien [capacitieve aanraaksensor] (http://opencircuits.com/sensors#Capacitive_Sensor) aka [capacitieve aanraakschakelaar] (http://en.wikipedia.org/wiki/touch_switch#Capacitance_touch_switch) werk door 1/4 "hout, en ik ben er vrij zeker van dat de meeste [touchpad-elektronica] (http://www.unorthodox.com.au/wiki/index.php?title=Touchpad_Project_0.9.7) kunnen worden aangepast om te werken door 1 "van (droog) hout.
#6
+2
jluciani
2009-12-24 18:59:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Zoals Leon al zei, zal de RF-oscillator werken. Ik zou een heterodyneoscillator gebruiken die bestaat uit een oscillator met vaste frequentie, een oscillator met variabele frequentie en een niet-lineaire mixer (zoals een diode). Je lichaam fungeert als een kleine condensator om de frequentie van de variabele oscillator te veranderen. Het is gemakkelijker om de verandering in frequentie van de gemengde frequentie te meten.

Dit is de manier waarop een Theremin werkt. De Theremin is gevoelig op afstanden van een voet of twee en de antenne werkt in een houten kist.

De Q-touch-sensoren werken mogelijk ook. Kun je een element in het hout frezen zodat het contact dichterbij kwam dan de dikte van het hout? Q-touch verkoopt veren die voor dit doel zijn gemaakt. Het ene uiteinde van de veer wordt aan de printplaat vastgemaakt en het andere uiteinde rust net onder de bovenkant van het oppervlak.

Ik dacht eigenlijk aan de Theremin toen ik dat schreef.
#7
  0
ObsessiveMathsFreak
2011-07-28 01:06:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Er is relatief nieuw materiaal met de mooie naam "Quantum Tunneling Composite"

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

Het werkt standaard als weerstand, maar als er druk wordt uitgeoefend, gaat het over in een geleider. Je kunt ze kopen in de vorm van nog vreemder benoemde "QTC Pills".

Het zijn in feite solide (y) state touch-knoppen.

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

(mijn antwoord is gemigreerd van elektronica-uitwisseling)

Via een 2 "dikke geleider? Geen haalbare manier, tenzij je een andere elektrode hebt waaraan de gebruiker is bevestigd of staat aan. (in dat geval zou je een elektrometer-achtige benadering kunnen gebruiken; zo werken die door aanraking geactiveerde lampen)

Denk er eens over na:

Mensen zijn in wezen niet-magnetisch dus dat sluit een oplossing uit die magnetische velden / circuits gebruikt.

Als je het hebt over elektrische velden, is een 2 "dikke geleider miljoenen (waarschijnlijk miljarden) keer meer geleidend dan het menselijk lichaam. Elk elektrisch veld dat u probeert op te wekken vanuit de binnenkant van de doos, of het nu DC of AC is, zal sterk worden verzwakt tegen de tijd dat het naar buiten komt, en het incrementele effect van een menselijk lichaam dat het aanraakt of niet aanraakt, is onbeduidend. Capacitieve effecten zijn klein (lage picofarads) en als je de frequentie hoog genoeg zou kunnen krijgen om deze te meten, verlies je door skin-effect: een metalen doos verzwakt AC-velden meer naarmate de frequentie hoger gaat.

Als u omgevingsvelden probeert te detecteren die van buiten de doos komen (bijv. behandel de doos als een antenne, waarvan de ontvangstkenmerken veranderen door toevoeging van een menselijk lichaam dat het aanraakt), verliest u ook door verzwakking van het huideffect .

Afgezien van elektromagnetische velden, heb je thermische: mogelijk als je een doos lang genoeg aanraakt om te voelen dat hij opwarmt. Of radioactiviteit, of licht, of ...

Zelfs een paar millimeter metaal lijkt me twijfelachtig. Als je een versnellingsmeter erin kunt stoppen om gedrang te voelen, kan dat werken. je hebt echter een circuitverbinding nodig van binnenuit de doos naar aarde buiten de doos om een ​​spanningsreferentie te geven ten opzichte van de doos. Anders heb je, zelfs met een stuk metaal van een paar millimeter dik, een Faraday-schild met een bijna uniform elektrisch potentieel, en er is geen manier om te zeggen of dat potentieel wordt beïnvloed door iets daarbuiten.
Maar iPhones hebben geen verbinding met aarde en kunnen capaciteitsdetectie gebruiken. U kunt de capaciteit voelen van een mens die een geleidend object aanraakt zonder dat er iets met aarde is verbonden. De kooi van Faraday stopt alleen elektrostatische velden, niet AC.
U kunt een t-netwerk gebruiken om capaciteit door een geleidende barrière te detecteren, zoals een metalen projectomhulsel. Om die reden zijn ze gebruikt in bodemvochtsensoren.
@MrEvil: interessant ... kun je een link plaatsen?
@Edward - "De kooi van Faraday stopt alleen elektrostatische velden, niet AC". Niet waar. Probeer een radiosignaal te ontvangen in een kooi van Faraday.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 2.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...