Tfcd 3D Motion Tracking Through Capacitive Sensing og LED Output: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

I denne instruktion forklares, hvordan bevægelse af en hånd kan spores i et 3D -rum ved hjælp af princippet om kapacitiv sansning. Ved at ændre afstanden mellem en ladet aluminiumsfolie og din hånd vil kondensatorens kapacitet variere. Denne metode kan bruges som et low-end alternativ til inertial- og optiske systemer til at spore bevægelse i 3D-rum. I denne prototype tilføjede vi LED'er, der lyser, når objektet bevæger sig for tæt på arket aluminiumsfolie.

Trin 1: Påkrævede værktøjer og materialer

- 3x 270k Ohm modstand

- 3x 10k Ohm modstand

- 3x Alligator -klip

- 1x rød LED

- 1x blå LED

- 1x grøn LED

- 3x 220 Ohm modstand

- Lodning

- Varme krympe

- Skærmkabel

- Arduino Uno

- Sølvpapir

- Pap

- Tape

- Sprøjt lim

- Brødbræt

- Tilslutningskabler (varierende længder)

Trin 2: Konstruktion af rammen

Skær tre firkantede stykker pap (250x250 mm) og tre firkantede stykker aluminiumsfolie (230x230 mm) ud. Påfør spraylim på den ene side af aluminiumsfolien og påfør hver på stykkerne pap. I denne prototype fungerer plader af aluminiumsfolie som vores kapacitive sensorer. Sørg derfor for, at der er nok plads mellem aluminiumsfolien og papkanten, så der ikke kommer kontakt mellem de forskellige folier, når rammen er samlet. Når folien er påført pap, er det tid til at samle de tre stykker pap ved hjælp af tape for at fuldføre rammen. Sørg igen for, at der ikke er kontakt mellem de forskellige plader af aluminiumsfolie.

Trin 3: Kabelføring af skjoldtråde til pladen og Arduino

Det er vigtigt at bruge et afskærmet kabel til at forbinde folierne med kredsløbet. Brug af normale kabler vil generere en antenneeffekt og forstyrre dine sensoraflæsninger. Sørg for at have 3 afskærmede kabler, der er omkring 50 cm lange. Tag et kabel, fjern ledningen, afskærmningstrådene og brug kun den indvendige ledning til at forbinde det ved at lodde tråden til krokodilleklemmen. Sørg for at anvende en varmekrymp for at dække loddetilslutningen. Klip krokodilleklemmerne til aluminiumsfolien.

Tilslut alle skjoldtrådene til den positive række af dit brødbræt. Tilslut derefter denne positive række til 5V -forbindelsen på din Arduino. Tag nu hovedledningen fra skærmkablet, og tilslut en 10k Ohm og 220k Ohm modstand parallelt. Tilslut dette til outputporten på din Arduino (vi brugte 8, 9 og 10).

Gentag dette trin yderligere 2 gange for de andre planer i prototypen.

Trin 4: Ledningsføring af lysdioderne

Lod lod enderne af lysdioder til lang ledning, så den kan nå hjørnerne af de respektive plader fra arduino -pladen.

Vi brugte ben 2, 3 og 4 som outputstifter til vores LED’er. Denne udgang er tilsluttet brødbrættet og forbundet til LEDens positive ben. LEDens negative ben er derefter forbundet til 330 Ohm modstanden. Den anden ende af modstanden er forbundet til brødbrættets jord, som er forbundet med jorden på Arduino. Gentag dette for alle 3 lysdioder. I vores prototype er den blå LED forbundet til Y-planet, den røde LED til Z-planet og den grønne LED til X-planet. Tape LED'erne til de tilsvarende fly for at få direkte feedback, når du bruger prototypen.

Hvis du ikke bruger et brødbræt, og du vil tilslutte skærmkablet direkte til Arduino, kan du se det vedhæftede billede for at få et godt overblik over loddetilslutningerne. Dine endelige forbindelser skal ligne oversigtsbilledet.

Trin 5: Kodning

I vedhæftet fil placerede vi den kode, vi brugte til dette eksperiment. For ekstra indsigt er der efter hver hovedkommando placeret en kommentar, der forklarer, hvad der sker i koden. Åbn koden i din Arduino -software på din pc, og upload den til din Arduino. Hvis du bruger en bærbar computer, skal du sørge for, at den oplades; ellers virker din prototype ikke.

Trin 6: Brug af prototypen

Denne måde til 3D -bevægelsessporing er meget følsom for omgivende variabler. Sørg derfor for at kalibrere værdierne i koden til din egen situation. Du kan simpelthen bruge den serielle skærm til at få de rigtige værdier. Tip: du kan selv indbygge en kalibrering, hvor det tager gennemsnitsværdierne + 10 %, når koden køres. I videoen er demonstreret, hvordan prototypen skal fungere korrekt.