Frage:
Berührung durch eine dicke Oberfläche spüren?
Edward
2009-12-23 11:26:28 UTC
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Wie kann ich die Berührung einer Hand durch eine dicke Oberfläche spüren? Ich arbeite an einem Gerät, das aufgrund von Designanforderungen vollständig in einem 1 bis 2 Zoll dicken Holzgehäuse (oder 1 bis 3 mm dickem Metall) eingeschlossen sein muss, also keine Chance auf Drucktasten.

Ich dachte Wir könnten Kapazitätsberührungserkennung verwenden, aber ich weiß nicht, was funktionieren wird.

Irgendwelche Ideen?

Acht antworten:
#1
+11
Jim
2009-12-23 19:23:11 UTC
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Wenn Sie wirklich Berührungen durch eine Metalloberfläche erkennen müssen, können Sie dies möglicherweise mit 4 isolierten piezoelektrischen Tonabnehmern tun. Es gibt eine Technik zum Erkennen von Berührungen, die die Frequenz verweist, die von 4 Piezo-Tonabnehmern mit gleichem Abstand erfasst wird. Es ist eine Technik namens SAW oder Oberflächenwellen. Es wird normalerweise für Touchscreens verwendet, die dreidimensional sind oder Oberflächen aufweisen, die anfällig für Beschädigungen oder Verformungen sind. Es kann die Position eines Berührungspunkts und die Geschwindigkeit einer Berührung erkennen (es kann ein Tippen von einem Drücken unterscheiden, um beispielsweise einen Mausklick zu emulieren) und es kann einen Zieh- oder Bewegungspunkt erkennen.

Wenn Sie wollte, dass Sie eine sehr vereinfachte Version haben könnten, um ein paar grundlegende Tasten oder Tippsensoren zu implementieren. Anstatt alle lästigen Frequenzberechnungen durchzuführen, können Sie einfach ein paar piezoelektrische Tonabnehmer an der gewünschten Stelle positionieren und dann mithilfe einer Schwellenwerterkennung feststellen, welche gedrückt wurden (die mit der größten Signalspitze). Sie sind sehr affektiv, da sie keine Vibrationen in der Luft aufnehmen, sodass Sie sich keine Sorgen über laute Geräusche machen müssen, die sie auslösen, obwohl das Fallenlassen auf den Boden dies wahrscheinlich tun würde.

PS. Piezoelektrische Summer / Pickups kosten nur etwa 1 Pfund Sterling oder 2 Aussie-Dollar
#2
+4
Axeman
2009-12-23 16:26:08 UTC
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Ich habe den alten Qprox QT110 verwendet (nun, es ist nicht wirklich berührungsempfindlich, aber in der Nähe des Proxys), um Berührungen durch ein 4 cm dickes Holzbrett zu erkennen. Ich musste Cx und Rs sorgfältig durch Versuche abstimmen, aber das Endergebnis war gut genug.

Wenn das Metall nicht magnetisch ist, können Sie Reed-Relais innen und kleine Magnete außen verwenden, um die Bedienelemente zu bedienen.

#3
+4
Jason S
2009-12-23 19:24:28 UTC
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(meine Antwort ist von Elektronik-Austausch migriert)

Durch 2 "dickes Holz: Auch hart, aber nicht unmöglich. Ich nehme an, Sie meinen, zwischen einer Berührung von Finger und Hand zu unterscheiden die Box und einen Finger / eine Hand, die 1 mm von der Box entfernt platziert sind.

Wenn Sie eine oder mehrere Metallplatten an der Außenseite der Box platzieren können - ohne die gesamte Box vollständig abzudecken! - dann Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, elektromagnetische Felder zu verwenden. Ich kann mir einige vorstellen (keine Garantie, dass beides funktionieren würde!). Setzen Sie Ihre Denkmütze auf und stellen Sie sich vor, wie die Berührung der Haut einer Person ein elektromagnetisches Schaltungsnetzwerk verändern kann.

Das Größte, was einen Unterschied machen kann, ist, ob Sie einen Leiter aus dem Inneren einer Box heraus, durch die Wand und mit der Erdung oder mit einer Metallplatte an der Außenseite der Box verbinden können.

1) Der Widerstand der Haut einer Person kann einen Stromkreis schließen. - Zwei halbkreisförmige Platten haben, die durch einen kleinen Spalt voneinander getrennt sind. Die Impedanz zwischen n Die Platten haben einen sehr großen Widerstand parallel zu einer kleinen Kapazität. Wenn Sie die Lücke zwischen den Platten mit Ihrer Haut überbrücken, verringern Sie diesen Widerstand drastisch. Wenn Sie diesen Widerstand irgendwie messen können, sind Sie fertig:

Wenn Sie Drähte durch die Kastenwände mit den Platten verbinden können, ist das einfach. Verwenden Sie einfach einen Spannungsteiler und eine Gleich- oder Wechselspannungsquelle ist klein (verletzen Sie die Person nicht).

Wenn Sie keine Drähte durch die Kastenwände mit den Platten verbinden können, können Sie möglicherweise immer noch zwischen Berührung und Nichtberührung unterscheiden, dies ist jedoch schwieriger. Vielleicht haben Sie ein weiteres Plattenpaar, diesmal auf der Innenseite der Box, auf der anderen Seite der Boxwand vom ersten Plattenpaar, aber mit einem viel größeren Spalt. Messen Sie die Kapazität zwischen den Innenplatten. Es kann eine ausreichend große Änderung der Kapazität zwischen den beiden inneren Platten mit / ohne eine Person geben, die die Lücke an der Außenseite überbrückt, die Sie unterscheiden können. Es gibt eine Reihe von Techniken / Chips, die kapazitive Erfassung durchführen können. Cypress hat CapSense, Atmel hat QTouch, ST Micro hat S-Touch usw.

2) Der Körper einer Person ist eine einigermaßen gute Antenne und nimmt Geräusche auf. (Siehe eine Oszilloskopsonde, wenn Sie die Spitze mit Ihrem Finger berühren.) Wenn Sie eine Platte an der Außenseite der Box haben und diese berühren, übertragen Sie dieses Rauschen auf das elektrische Potential der Platte. Stellen Sie sich diesen Fall als eine Person vor, die das elektrische Potential auf und ab "schüttelt". Wenn Sie dieses Zittern relativ zu einem Referenzpotential spüren können, haben Sie einen Sensor. Das Problem hierbei ist, dass das Finden eines Referenzpotentials eine Berührung ist. Sie benötigen wirklich eine Verbindung zur Erdung, da eine in der Luft schwebende Box keinen Zugang zu einer festen Referenzspannung hat. Möglicherweise können Sie die Differenzspannung zwischen zwei Platten erfassen ... aber keine Ahnung.


Nur meine zwei Cent.

#4
+2
starblue
2009-12-23 14:34:11 UTC
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Es sollte möglich sein, die minimale Biegung des Metalls mit einem Dehnungsmessstreifen zu erfassen.

Ich habe gesehen, wie sie die winzige Biegung einer cm Think-Stahlstange registriert haben, die leicht mit einem Finger gedrückt wurde. Obwohl ich nicht weiß, welche Qualität von Dehnungsmessstreifen und Verstärker Sie benötigen, um dies zu erreichen. In jedem Fall wird es ziemlich teuer sein (~ 10 $ auf).

#5
+2
Leon Heller
2009-12-24 17:55:35 UTC
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Das Erkennen der Frequenzänderung eines HF-Oszillators kann aufgrund der Kapazitätsänderung, die durch die Nähe einer Hand zum Oszillatortankkreis verursacht wird, durch Holz funktionieren. Mit einem Metallgehäuse funktioniert das natürlich nicht.

+1 Ja, ich habe mehrere [kapazitive Berührungssensoren] (http://opencircuits.com/sensors#Capacitive_Sensor) gesehen, auch bekannt als [Kapazitätsberührungsschalter] (http://en.wikipedia.org/wiki/touch_switch#Capacitance_touch_switch) Arbeiten Sie durch 1/4 "Holz, und ich bin ziemlich sicher, dass die meisten [Touchpad-Elektronik] (http://www.unorthodox.com.au/wiki/index.php?title=Touchpad_Project_0.9.7) für die Arbeit optimiert werden können durch 1 "(trockenes) Holz.
#6
+2
jluciani
2009-12-24 18:59:20 UTC
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Wie Leon erwähnt hat, funktioniert der HF-Oszillator. Ich würde einen Heterodyneoszillator verwenden, der aus einem Oszillator mit fester Frequenz, einem Oszillator mit variabler Frequenz und einem nichtlinearen Mischer (wie einer Diode) besteht. Ihr Körper fungiert als kleiner Kondensator, um die Frequenz des variablen Oszillators zu ändern. Es ist einfacher, die Frequenzänderung der gemischten Frequenz zu messen.

So funktioniert ein Theremin. Das Theremin ist in Abständen von ein oder zwei Fuß empfindlich und die Antenne arbeitet in einem Holzgehäuse.

Die Q-Touch-Sensoren funktionieren möglicherweise auch. Können Sie ein Merkmal im Holz fräsen, so dass der Kontakt näher als die Dicke des Holzes war? Q-touch verkauft Federn, die für diesen Zweck hergestellt wurden. Ein Ende der Feder haftet an der Leiterplatte und das andere Ende liegt direkt unter der Oberfläche.

Ich habe tatsächlich an das Theremin gedacht, als ich das schrieb.
#7
  0
ObsessiveMathsFreak
2011-07-28 01:06:01 UTC
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Es gibt ein relativ neues Material mit dem ausgefallenen Namen "Quantum Tunneling Composite"

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

Es fungiert standardmäßig als Widerstand, aber wenn Druck ausgeübt wird, geht es zu einem Leiter über. Sie können sie in Form von noch seltsameren "QTC-Pillen" kaufen.

Es handelt sich im Grunde genommen um feste (y) Zustands-Touch-Tasten.

#8
-1
Jason S
2009-12-23 19:27:00 UTC
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(meine Antwort ist von Elektronikaustausch migriert)

Durch einen 2 "dicken Leiter? Kein praktikabler Weg, es sei denn, Sie haben eine andere Elektrode, an der der Benutzer befestigt ist oder steht on. (In diesem Fall könnten Sie einen elektrometerartigen Ansatz verwenden. So funktionieren diese berührungsaktivierten Lampen.)

Denken Sie darüber nach:

Menschen sind im Wesentlichen nicht magnetisch Dies schließt eine Lösung aus, die Magnetfelder / Schaltkreise verwendet.

Wenn Sie von elektrischen Feldern sprechen, ist ein 2 "dicker Leiter millionenfach (wahrscheinlich Milliarden) mal leitfähiger als der menschliche Körper. Jedes elektrische Feld, das Sie versuchen, aus dem Inneren der Box zu erzeugen, egal ob Gleichstrom oder Wechselstrom, wird stark abgeschwächt, wenn es nach außen gelangt, und die inkrementelle Wirkung eines menschlichen Körpers, der ihn berührt oder nicht berührt, ist unbedeutend. Kapazitive Effekte sind gering (niedrige Picofaradwerte). Wenn Sie die Frequenz hoch genug einstellen können, um sie zu messen, verlieren Sie aufgrund des Hauteffekts: Eine Metallbox dämpft Wechselstromfelder mit zunehmender Frequenz stärker.

Wenn Sie versuchen, Umgebungsfelder zu erfassen, die außerhalb der Box entstehen (z. B. die Box als Antenne behandeln, deren Empfangseigenschaften sich durch Hinzufügen eines menschlichen Körpers ändern), verlieren Sie ebenfalls aufgrund der Abschwächung des Hauteffekts

Abgesehen von elektromagnetischen Feldern haben Sie thermische: möglich, wenn Sie eine Box lange genug berühren, um eine Erwärmung zu spüren. Oder Radioaktivität oder Licht oder ...

Selbst ein paar Millimeter Metall scheinen mir zweifelhaft. Wenn Sie einen Beschleunigungsmesser hineinstecken können, um ein Drängeln zu spüren, könnte dies funktionieren. Sie benötigen jedoch eine Stromkreisverbindung von innerhalb der Box zur Erdung außerhalb der Box, um eine Spannungsreferenz relativ zur Box bereitzustellen. Andernfalls haben Sie selbst mit einem wenige Millimeter dicken Metallstück eine Faraday-Abschirmung mit einem nahezu gleichmäßigen elektrischen Potential und können nicht feststellen, ob dieses Potential von irgendetwas außerhalb beeinflusst wird.
IPhones haben jedoch keine Verbindung zur Erde und können die Kapazitätserfassung verwenden. Sie können die Kapazität eines Menschen spüren, der ein leitfähiges Objekt berührt, ohne dass etwas mit Masse verbunden ist. Der Faradaysche Käfig stoppt nur elektrostatische Felder, nicht Wechselstrom.
Sie können ein T-Netzwerk verwenden, um die Kapazität durch eine leitende Barriere wie ein Metallprojektgehäuse zu erfassen. Aus diesem Grund wurden sie in Bodenfeuchtesensoren verwendet.
@MrEvil: interessant ... könntest du einen Link posten?
@Edward - "Faradayscher Käfig stoppt nur elektrostatische Felder, nicht Wechselstrom". Nicht wahr. Versuchen Sie, ein Funksignal in einem Faradayschen Käfig zu empfangen.


Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 2.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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