Domanda:
Senti il ​​tatto attraverso una superficie spessa?
Edward
2009-12-23 11:26:28 UTC
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Come posso percepire il tocco di una mano attraverso una superficie spessa? Sto lavorando a un dispositivo che deve essere completamente racchiuso in un involucro di legno spesso 1-2 "(o metallo spesso 1-3 mm) a causa dei requisiti di progettazione, quindi nessuna possibilità di pulsanti.

Ho pensato potremmo usare il rilevamento tattile capacitivo, ma non so cosa funzionerà.

Qualche idea?

Otto risposte:
Jim
2009-12-23 19:23:11 UTC
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Se hai davvero bisogno di rilevare il tocco attraverso una superficie metallica, potresti farlo utilizzando 4 pickup piezoelettrici isolati. Esiste una tecnica per rilevare il tocco che incrocia i riferimenti alla frequenza rilevata da 4 pickup piezo equidistanti. È una tecnica chiamata SAW o onda acustica di superficie. Viene normalmente utilizzato per touch screen tridimensionali o con superfici soggette a danni o deformazioni. Può rilevare la posizione di un punto di tocco, la velocità di un tocco (può distinguere un tocco da una pressione, ad esempio per emulare un clic del mouse) e può rilevare un punto di trascinamento o di spostamento.

Se tu volevo che potessi avere una versione molto semplificata per implementare alcuni pulsanti di base o sensori di tocco. Invece di fare tutti i fastidiosi calcoli di frequenza, potresti semplicemente posizionare alcuni pickup piezoelettrici dove desideri i pulsanti effettivi, quindi utilizzare un rilevamento di soglia per determinare quale è stato premuto (quello con il picco di segnale più grande). Sono piuttosto affettivi in ​​quanto non captano alcuna vibrazione aerea, quindi non devi preoccuparti di rumori forti che lo provocano, anche se lasciarlo cadere sul pavimento probabilmente lo farebbe.

PS. I cicalini / pickup piezoelettrici costano solo circa £ 1 sterlina o 2 dollari australiani
Axeman
2009-12-23 16:26:08 UTC
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Ho usato il vecchio Qprox QT110 (beh, non è realmente sensibile al tatto, ma quasi proxy) per rilevare il tocco attraverso una tavola di legno di 4 cm di spessore. Ho dovuto mettere a punto con cura Cx e Rs per prove, ma il risultato finale è stato abbastanza buono.

Se il metallo non è magnetico, puoi utilizzare i relè reed all'interno e un piccolo magnete all'esterno per azionare i controlli.

Jason S
2009-12-23 19:24:28 UTC
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(la mia risposta è migrata da electronics-exchange)

Attraverso il legno spesso 2 ": anche duro, ma non impossibile. Presumo che tu intenda distinguere tra un dito / mano che si tocca la scatola e un dito / una mano posizionati a 1 mm di distanza dalla scatola.

Se puoi posizionare una o più piastre di metallo all'esterno della scatola, non fornendo una copertura totale dell'intera scatola! ci sono una serie di possibilità usando i campi elettromagnetici. Posso pensarne alcune (nessuna garanzia che entrambe funzionino!). Mettiti il ​​cappello e immagina come il tocco della pelle di una persona possa alterare una rete di circuiti elettromagnetici.

La cosa più importante che può fare la differenza è se puoi portare un conduttore fuori dall'interno di una scatola, attraverso il muro e collegato a terra, oppure a una piastra metallica all'esterno della scatola.

1) La resistenza della pelle di una persona può chiudere un circuito elettrico - Avere due piastre semicircolari, separate da un piccolo spazio. L'impedenza tra n le piastre è una resistenza molto grande in parallelo con una piccola capacità. Se colmi lo spazio tra le piastre con la pelle, riduci drasticamente quella resistenza. Se in qualche modo riesci a misurare quella resistenza, il gioco è fatto:

Se riesci a collegare i fili attraverso le pareti della scatola alle piastre, è facile, usa un divisore di tensione e una fonte di tensione CC o CA che è piccolo (non ferire la persona).

Se non riesci a collegare i cavi attraverso le pareti della scatola alle piastre, potresti comunque essere in grado di distinguere il tocco e il non tocco, ma sarà più difficile. Forse hai un altro paio di piatti, questa volta all'interno della scatola, dall'altra parte della parete della scatola rispetto alla prima coppia di piatti, ma con uno spazio molto più grande. Misura la capacità tra le piastre interne. Potrebbe esserci un cambiamento abbastanza grande nella capacità tra le due piastre interne con / senza una persona che colmi il divario all'esterno, che tu possa distinguere. Esistono numerose tecniche / chip che possono eseguire il rilevamento capacitivo. Cypress ha CapSense, Atmel ha QTouch, ST Micro ha S-Touch, ecc.

2) Il corpo di una persona è un'antenna ragionevolmente buona e percepirà il rumore. (Guarda una sonda dell'oscilloscopio quando si tocca la punta con il dito.) Se si ha una piastra all'esterno della scatola e la si tocca, si trasferisce quel rumore al potenziale elettrico della piastra. Pensa a questo caso come a una persona che "scuote" il potenziale elettrico su e giù. Se riesci a percepire questo tremolio rispetto a un potenziale di riferimento, hai un sensore. Il problema qui è che trovare un potenziale di riferimento è toccare. Hai davvero bisogno di una connessione a terra, poiché una scatola che galleggia nell'aria non ha accesso a una tensione di riferimento fissa. Potresti essere in grado di percepire la tensione differenziale tra due piastre ... ma non lo so.


Solo i miei due centesimi.

starblue
2009-12-23 14:34:11 UTC
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Dovrebbe essere possibile rilevare la minima flessione del metallo con un estensimetro.

Li ho visti registrare la minuscola flessione di una barra d'acciaio cm think leggermente spinta con un dito. Anche se non so quale qualità di estensimetro e amplificatore sia necessario per ottenere questo risultato. In ogni caso sarà piuttosto costoso (~ 10 $ in più).

Leon Heller
2009-12-24 17:55:35 UTC
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Il rilevamento del cambiamento di frequenza di un oscillatore RF potrebbe funzionare attraverso il legno, a causa del cambiamento di capacità causato dalla vicinanza di una mano al circuito del serbatoio dell'oscillatore. Ovviamente non funzionerà con una custodia in metallo.

+1 sì, ho visto diversi [sensore tattile capacitivo] (http://opencircuits.com/sensors#Capacitive_Sensor) aka [interruttore tattile capacitivo] (http://en.wikipedia.org/wiki/touch_switch#Capacitance_touch_switch) lavorare fino a 1/4 "di legno e sono abbastanza sicuro che la maggior parte [dell'elettronica del touchpad] (http://www.unorthodox.com.au/wiki/index.php?title=Touchpad_Project_0.9.7) possa essere ottimizzata per funzionare attraverso 1 "di legno (secco).
jluciani
2009-12-24 18:59:20 UTC
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Come ha detto Leon, l'oscillatore RF funzionerà. Io userei un eterodino oscillatore che consiste in un oscillatore a frequenza fissa, un oscillatore a frequenza variabile e un mixer non lineare (come un diodo). Il tuo corpo agisce come un piccolo condensatore per cambiare la frequenza dell'oscillatore variabile. È più facile misurare la variazione di frequenza della frequenza mista.

Questo è il modo in cui funziona un Theremin. Il Theremin è sensibile a distanze di un piede o due e l'antenna funzionerà all'interno di una custodia di legno.

Anche i sensori Q-touch potrebbero funzionare. Puoi fresare un elemento nel legno in modo che il contatto fosse più vicino dello spessore del legno? Q-touch vende molle realizzate per questo scopo. Un'estremità degli attacchi a molla al PCB e l'altra estremità si trova appena sotto la parte superiore della superficie.

In realtà stavo pensando al Theremin quando l'ho scritto.
ObsessiveMathsFreak
2011-07-28 01:06:01 UTC
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C'è un materiale relativamente nuovo con il nome di fantasia di "Quantum Tunneling Composite"

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

Funziona come resistenza per impostazione predefinita, ma quando viene applicata la pressione, passa a un conduttore. Puoi acquistarli sotto forma di "pillole QTC" dal nome ancora più strano.

Sono fondamentalmente pulsanti a sfioramento a stato solido (y).

Jason S
2009-12-23 19:27:00 UTC
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(la mia risposta è migrata da electronics-exchange)

Attraverso un conduttore spesso 2 "? Non è possibile, a meno che tu non abbia un altro elettrodo a cui l'utente è attaccato o in piedi (nel qual caso potresti usare un approccio di tipo elettrometro; questo è il modo in cui funzionano quelle lampade attivate dal tocco)

Pensaci:

Le persone sono essenzialmente non magnetiche quindi ciò esclude una soluzione che utilizzi campi / circuiti magnetici.

Se parli di campi elettrici, un conduttore spesso 2 "è milioni (probabilmente miliardi) di volte più conduttivo del corpo umano. Qualsiasi campo elettrico che provi a generare dall'interno della scatola, sia CC che CA, sarà notevolmente attenuato nel momento in cui esce all'esterno e l'effetto incrementale di un corpo umano che lo tocca o non lo tocca è insignificante. Gli effetti capacitivi sono piccoli (picofarad bassi) e se riesci a ottenere la frequenza abbastanza alta per misurarla, perdi a causa dell ' effetto pelle: una scatola di metallo attenua maggiormente i campi AC man mano che aumenti la frequenza.

Se provi a percepire i campi ambientali che hanno origine fuori dal box, (es. tratti il ​​box come un'antenna, le cui caratteristiche di ricezione cambiano con l'aggiunta di un corpo umano che lo tocca) perdi anche a causa dell'attenuazione dell'effetto pelle .

A parte i campi elettromagnetici, hai il calore: possibile se tocchi una scatola abbastanza a lungo da percepire il riscaldamento. O radioattività, o luce, o ....

Anche pochi millimetri di metallo mi sembrano dubbi. Se riesci a mettere un accelerometro all'interno per rilevare le spinte, potrebbe funzionare. tuttavia, è necessario un collegamento del circuito dall'interno della scatola alla messa a terra fuori dalla scatola, per fornire un riferimento di tensione relativo alla scatola. Altrimenti, anche con un pezzo di metallo spesso pochi millimetri, hai uno scudo di Faraday con potenziale elettrico quasi uniforme e non c'è modo di dire se quel potenziale è influenzato da qualcosa al di fuori di esso.
Ma gli iPhone non hanno una connessione a terra e sono in grado di utilizzare il rilevamento della capacità. Puoi percepire la capacità di un essere umano che tocca un oggetto conduttivo senza che nulla sia collegato a terra. La gabbia di Faraday arresta solo i campi elettrostatici, non AC.
È possibile utilizzare una rete a T per rilevare la capacità attraverso una barriera conduttiva come un case in metallo. Per questo motivo sono stati utilizzati nei sensori di umidità del suolo.
@MrEvil: interessante ... potresti inserire un link?
@Edward - "La gabbia di Faraday arresta solo i campi elettrostatici, non AC". Non vero. Prova a ricevere un segnale radio in una gabbia di Faraday.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 2.0 con cui è distribuito.
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