Для изготовления емкостного экспресс датчика в домашних условиях
Емкостной экспресс датчик (далее датчик) – устройство для оперативного снятия формы вторичного напряжения, импульсов впрыска форсунки и т.д., последующей передачи его на один из входов регистрирующего оборудования. Основное отличие экспресс датчика от “обычного” емкостного датчика заключается в возможности быстро доступа к трудно доступным источникам сигнала, а также в наличии оперативного регулирования чувствительности датчика.
Датчик состоит из держателя, емкостной пластины, которая гальванически соединена с сигнальным проводом, компенсационной емкости между сигнальным проводом и экраном, экранированного кабеля и соответствующего разъема для подключения датчика к входу регистрирующего оборудования.
Снятие формы напряжения датчиком основано на наличии паразитной емкостной связи, возникающей между источником сигнала и емкостной пластиной датчика. Как известно величина емкости (емкостной связи) прямо пропорциональна площади емкостных пластин, т.
Изготовление |
Для изготовления емкостного экспресс датчика в домашних условиях необходимо:
1. Экранированный кабель длинной 2-3м. Для примера взят 2,5м щуп оканчивающийся BNC разъемом и зажимами типа крокодил.
2. Монета 5 копеек используемая как емкостная пластина.
Именно металлическая взята с целью экранирования от внешних электромагнитных наводок и лучшей упругости.4. Компенсационная емкость – выводной керамический конденсатор 33 нФ, 50 Вольт.
5. Изолента для крепления всех элементов и изоляции емкостной пластины от металлической линейки.
Порядок изготовления:
1. Обмотать один и краев линейки изолентой (достаточно 2-3 слоя), так что бы пятачок помещенный поверх изоленты не контачил с линейкой.
2. Соединить пятачок с сигнальной жилой кабеля, линейку с экраном кабеля, а компенсационную емкость установить между сигнальной жилой и экраном кабеля.
3. Закрепить пятачок и кабель на линейке. Поверх пяточка достаточно 2-3 витков.
4. В результате должна получится следующая конструкция. Для примера рядом находится емкостной экспресс датчик компании AceLab.
Диагностика |
Для снятия формы сигнала достаточно просто приложить пятачок к соответствующему источнику сигнала (ВВ провод, форсунка и т.
д.).
Кроме того, необходимо учитывать, что при наличии металлического экрана между источником сигнала и датчиком (индивидуальные катушки в глубоких шахтах, форсунки в металлическом корпусе) амплитуда сигнала значительно уменьшается, иногда до нескольких милливольт. Для увеличения амплитуды необходимо отключить компенсационный конденсатор, вследствие чего амплитуда возрастет в 20-30 раз, но форма сигнала будет искажена. Для оперативного подключения / отключения компенсационной емкости, возможно, использовать небольшой переключатель, замыкающий соединение конденсатора с пятачком.
Сравнение |
Так как конструкция описанного емкостного экспресс датчика на первый взгляд кажется достаточно примитивной, то приведем результаты его сравнения с промышленно выпускаемым емкостным экспресс датчиком компании AceLab. Датчик AceLab изготовлен на основании тоже принципа – паразитная емкостная связь, в качестве емкостной пластины используется полигон на печатной плате, компенсационная емкость опционально подключается с помощью тумблера возле окончания датчика.
На графике красного цвета изображен сигнал, полученный с датчика AceLab (Ск = 20 нФ), а на графике синего цвета изображен сигнал, полученный “5-ти копеечным” емкостным экспресс датчиком (Ск = 33 нФ). Оба датчика находятся рядом на одном и том же высоковольтном проводе. Как видно, форма обеих сигналов практически идентична.
“5-ти копеечный” емкостной экспресс датчик подключен к USB-приставке «АВТОАС-ЭКСПРЕСС».
На графике красного цвета изображен сигнал с форсунки снятый обычным измерительным щупом, а на графике синего цвета изображен сигнал, полученный “5-ти копеечным” емкостным экспресс датчиком (Ск отключена). Как видно, экспресс датчик также позволяет определить длительность импульса открытия форсунки, не производя при этом ни каких длительных подключений, но форма сигнала без использовании Ск значительно искажена.
MLab.org.ua — Изготовление высоковольтного емкостного датчика
Теория |
Датчик состоит из держателя, емкостной пластины, которая гальванически соединена с сигнальным проводом, экранированного кабеля и соответствующего разъема для подключения датчика к входу регистрирующего оборудования.
Важно!
Экран кабеля датчика обязательно должен быть соединен с землей регистрирующего оборудования. Экран должен представлять собой плотную металлическую оплетку, вязанную крест на крест без просветов. Чем меньше длина участка сигнального провода кабеля без экрана – тем меньше будет электромагнитных наводок с соседних ВВ проводов.
Снятие формы вторичного напряжения датчиком основано на наличии паразитной емкостной связи, возникающей между токопроводящей жилой ВВ провода и емкостной пластиной датчика.
Из чего следует:
1. Сигнал на выходе датчика будет тем больше чем ближе емкостная пластина к токопроводящей жиле ВВ провода.
2. Влияние электромагнитных наводок с соседних ВВ проводов будет тем меньше чем меньше размер емкостной пластины и чем меньше не экранированный участок сигнального провода.
3. Величина паразитной емкостной связи всегда зависит от ВВ провода (толщины токопроводящей жилы, толщины и диэлектрической проницаемости изоляции) из чего следует, что величина сигнала на выходе датчика будет разной для одного и того же истинного значения вторичного напряжения, т.е. не возможно однозначно установить соответствие 1 В на выходе датчика – 10 КВ во вторичной цепи.
4. Емкостная связь представляет собой дифференцирующую цепочку (ФВЧ) пропускающую высокочастотные колебания (область пробоя), и не пропускающую низкочастотные колебания (область горения), т.е. форма вторичного напряжения на выходе датчика будет искажена.
Сд – емкость между токопроводящей жилой ВВ провода и емкостной пластиной датчика
Свх – входная емкость не учитывается, так как она фактически в данном случае ни на что не влияет
На графике красного цвета изображен исходный сигнал (меандр 1 КГц, скважность 10%, амплитуда 1 В)
На графике синего цвета изображен сигнал, полученный на выходе дифференцирующей цепочки
Сигнал с выхода датчика без использования компенсационной емкости
Для устранения искажения формы вторичного напряжения на выходе датчика, необходимо использовать дополнительную компенсационную емкость, которая с емкостью датчик-жила образует емкостной делитель:
Без учета входного сопротивления регистрирующего оборудования, коэффициент передачи емкостного делителя определяется следующим соотношением: Kп = Сд / (Сд + Ск).
Как видно из соотношения, чем больше значение емкости Ск тем меньше будет значение напряжения на выходе емкостного делителя. Для идеального емкостного делителя без учета входного сопротивления регистрирующего оборудования Ск можно взять сколь угодно малое, при этом форма сигнала на выходе делителя в точности будет соответствовать форме сигнала на его входе.
При учете входного сопротивления соотношение для определения коэффициента передачи становится гораздо объемнее, но зависимость Kп от Ск остается той же. Входное сопротивление регистрирующего оборудования на прямую не влияет на Kп, оно определяет “степень вносимого искажения”.
При увеличении входного сопротивления искажения формы вторичного напряжения значительно уменьшаются. В большинстве случаев входное сопротивления практических все осциллографов используемых для автодиагностики находится в диапазоне 1 МОм, за исключением специализированных входов предназначенных исключительно для подключения ВВ датчиков. По этому при непосредственном подключении датчика к входу осциллографа (без специализированного адаптера) Rвх также можно принять за константу, и ограничится варьированием только Ск.
Примечание!
Подключение датчика к входу осциллографа просто через резистор 10 МОм приведет к увеличению входного сопротивления и соответственно уменьшению искажения формы вторичного напряжения, но при этом примерно в десять раз уменьшиться коэффициент передачи входного тракта канала. Для увеличения входного сопротивления без уменьшения коэффициента передачи необходимо использовать промежуточный буфер (повторитель – простейший адаптер) с высоким входным сопротивлением и низким выходным сопротивлением.
Для текущих Сд (точно не известно) и Rвх (обычно 1 МОм) значение Ск подбирается исходя из компромисса:
1. Чем меньше Ск тем больше амплитуда напряжения на выходе емкостного делителя
2. Чем больше Ск тем меньше степень искажения формы вторичного напряжения
Практически значение Ск возможно увеличивать до тех пор, пока “амплитуда” напряжения на выходе емкостного делителя будет достаточно выделяться на фоне шума.
Местоположение подключения Ск: в начале кабеля (ближе к емкостной пластине) или в конце кабеля (ближе к входу регистрирующего оборудования) – практически не влияет на форму и амплитуду сигнала с выхода датчика.
На графике красного цвета изображен сигнал, полученный с ВВ датчика и Ск = 3.3 нФ подключенной на входе осциллографа, на графике синего цвета изображен сигнал, полученный с ВВ датчика и Ск = 3.3 нФ подключенной непосредственно возле емкостной пластины. Как видно форма сигналов практически одинакова, а амплитуда различается в пределах разброса номинала используемых емкостей +/- 20%.
Примеры осциллограмм вторичного напряжения снятого одним и тем же датчиком с емкостной пластиной в виде круга диаметром ~10 мм при разных значениях Ск, на стенде с DIS катушки 2112-3705010 (форма вторичного напряжения несколько отличается от привычной из-за разряда на открытом воздухе).
Ск = 470 пФ. Область горения значительно проседает, но амплитуда пробоя достигает 5 Вольт.
Ск = 1.8 нФ. Область горения также значительно проседает, амплитуда пробоя уменьшилась до 2 Вольт.
Ск = 3.3 нФ. Область горения не много проседает, амплитуда пробоя уменьшилась до 1 Вольта.
Ск = 10 нФ. Область горения практически не проседает, но и амплитуда пробоя уменьшилась до 0.4 Вольт.
Как видно при Ск = 10 нФ форма вторичного напряжения практически не искажена, а шум довольно не значительный.
Для сравнения приведены осциллограммы вторичного напряжения снятые с одного и того же ВВ провода без использования адаптера и с использованием специализированного адаптера зажигания.
На графике красного цвета изображен сигнал, полученный с ВВ датчика (Ск = 10 нФ) непосредственно подключенного к входу осциллографа. На графике синего цвета изображен сигнал, полученный с адаптера Постоловского, к которому подключен “родной” ВВ датчик Постоловского.
Как видно форма обеих сигналов практически совпадает, но с адаптера содержащего промежуточные усилители, сигнал имеет в 3 раза большую амплитуду.
Примечание!
Все адаптеры, использующие емкостные датчики искажают форму вторичного напряжения, но при высоком входном сопротивлении и достаточной Ск, вносимое искажение крайне не значительно.
Изготовление |
Практически в качестве высоковольтного емкостного датчика рекомендуется использовать конструкцию, которая удовлетворяет следующим требованием:
1. Высокая степень защиты от пробоя
2. Малая подверженность электромагнитным наводкам от соседних ВВ проводов
3. Удобное конструктивное исполнение для быстрого подключения датчика к ВВ проводу
Примеры конструкции ВВ емкостных датчиков:
Жестяная пластинка 20×70 мм, выгибается, так что бы плотно прижиматься к ВВ проводу.
По сути, та же пластина только в изоляции.
ВВ датчик типа “прищепка”.
ВВ датчик аналогичный одной из конструкций Бош (поставляется по цене $7 / шт).
В качестве примера рассмотрим процесс изготовления ВВ датчика на основании выше приведенной конструкции компании Бош.
Для изготовления датчика необходимо:
1. Выше рассмотренная ручка ВВ датчика.
2. Экранированный кабель 1-3 м. Желательно использовать мягкий микрофонный кабель, так как при эксплуатации он намного удобнее жесткого коаксиального кабеля. Волновое сопротивление кабеля 50 или 75 Ом, значения не имеет, так как все исследуемые сигналы находятся в области низких частот.
3. Разъемы для подключения датчика к осциллографу или адаптеру зажигания BNC-FJ / BNCP / FC-022 Переходник гнездо F / BNC под F-ку (разъем один и тот же только у разных производителей / продавцов он по-разному называется).
BNC-M / FC-001 / RG58 / F разъем
Примечание!
При покупке F разъема и кабеля обращайте внимание на соответствие диаметра кабеля к диметру разъема для накрутки на кабель, иначе либо придется срезать часть изоляции кабеля для уменьшения его диаметра, либо наматывать ленту на кабель для увеличения его диаметра.
4. Сальник / гермоввод / кабельный ввод PG-7 с дюймовой резьбой
5. Емкостная пластина “пятачок” диаметром 9-10 мм
“Пятачок” возможно либо вырезать из жести, либо использовать специальный пробойник (лучше всего использовать пробойник на 8 мм, после развальцовки получится “пятачок” диаметром чуть больше 9 мм):
Также в качестве “пяточка” возможно, использовать подходящие по диаметру канцелярские кнопки.
6. Компенсационная емкость – не полярный (лучше керамический) конденсатор номиналом от 2.2 нФ до 10 нФ на напряжение 50 Вольт (если использовать конденсатор на 1 КВ то в случае пробоя ВВ провода он все равно сгорит). Возможно использовать как выводные конденсаторы так и планарные в корпусе 1206 или 0805.
Порядок изготовления:
1. Удалить изоляцию с экранированного кабеля до оплетки, на участке 12-13 мм. Часть оплетки под снятой изоляцией вывернуть наружу и равномерно расположить вдоль кабеля.
С сигнального провода снять изоляцию на участке 10-11 мм и залудить его.
2. Накрутить на кабель F разъем, так что бы он плотно держался на кабеле и хорошо контактировал с частью вывернутой оплетки. При этом сигнальный провод должен выступать на достаточную длину из F разъема для надежного контакта с центральным стержнем разъема BNC-FJ.
3. Накрутить разъем BNC-FJ на F разъем. После чего проверить наличие контакта (прозвонить тестером) между сигнальным проводом и центральным стержнем разъема BNC-FJ, между оплеткой кабеля и экраном разъема BNC-FJ и отсутствие контакта между сигнальным проводом и оплеткой кабеля.
4. Если есть сальник PG-7 то предварительно надеть его на кабель открутив с него гайку.
5. Удалить изоляцию и оплетку с противоположного конца кабеля, на участке 3-5 мм. С сигнального провода снять изоляцию на участке 2-3 мм. Припаять к залуженному сигнальному проводу емкостную пластину.
При необходимости припаять компенсационную емкость между сигнальным проводом и оплеткой.
6. Обмотать участок сигнального провода и припаеную компенсационную емкость изолентой, так что бы емкостная пластина не болталась и была поджата краем изоленты. После чего емкостную пластину обильно смазывать солидолом.
Солидол “улучшает” диэлектрическую проницаемость и устраняет скачки области горения.
На графике красного цвета изображен сигнал, полученный с ВВ датчика (Ск = 3.3 нФ) без солидола. На графике синего цвета изображен сигнал, полученный с ВВ датчика (Ск = 3.3 нФ) с использованием солидола. Без использования солидола область горения иногда “подскакивает” на 20-30%.
7. Надеть ручку ВВ датчика так, что бы емкостная пластина упиралась в дно колпачка датчика. После чего зажать кабель либо с помощью сальника PG-7 либо закрепить изолентой (при этом с датчиком нужно обращаться крайне осторожно, что бы случайно не вырвать кабель из ручки датчика).
В результате должен получится высоковольтный емкостной датчик, который возможно непосредственно подключать к одному из аналоговых (с наличием Ск) или к логическому (без Ск) входов осциллографа.
Диагностика классической системы зажигания с трамблером с помощью 2-х рассматриваемых датчиков…
Создание базового емкостного датчика для платы Arduino с помощью электрической боли – Bare Conductive
Внедрите в свой проект простое взаимодействие касания и близости
Емкостное распознавание — отличный способ создания интерфейсов прикосновения и измерения расстояния, которые легко интегрировать в самые разные проекты.
Емкостный датчик обнаруживает изменения в локальном электрическом поле. Эти изменения обнаруживаются как событие касания и могут быть сопоставлены в программном обеспечении с бесконечными функциями.
Мы настолько большие поклонники емкостных датчиков, что сделали нашу сенсорную панель, которая делает емкостные датчики с помощью Electric Paint очень простыми и сверхнадежными.
Но вам не нужна сенсорная панель для создания простого емкостного датчика. Все, что вам нужно, это подушечка Electric Paint, Arduino и резистор.
При правильной конструкции этот датчик может обнаруживать присутствие человека на расстоянии до 300 мм и может работать за любым непроводящим материалом, таким как стекло, дерево, пластик и т. д. Изменяя значение резистора и размер площадки Electric Paint, вы может создать либо сенсорный датчик, либо переменный датчик приближения.
Благодарность за библиотеку CapSense принадлежит Полу Бэджеру. Спасибо за то, что это так легко реализовать. Мы просто немного изменили его :).
Нам нравится, когда вы делитесь своими проектами! Опубликуйте свой проект в Instagram, YouTube или Twitter и обязательно отметьте @bareconductive или используйте #bareconductive. Вы также можете отправить свои видео и фотографии на адрес [email protected], чтобы мы могли разместить их на нашем сайте, чтобы их увидел весь мир.
Вам потребуется:
- 1 x Электрическая краска 10 мл
- 1 x Arduino Uno или эквивалент
- 1 x USB-кабель, подходящий для вашего Arduino
- 1 резистор 1 МОм
- 1 макетная плата
- Проволочные перемычки
Шаг 1.
Покрасьте сенсорСначала вам нужно покрасить сенсор с помощью Electric Paint. Для начала постарайтесь сделать его примерно размером с вашу ладонь. Внешняя форма не важна, важно общее количество Electric Paint. Слишком большой, и он может быть слишком нестабильным, слишком маленький, и он может не работать. Вы можете попробовать нарисовать несколько разных рисунков, чтобы сравнить их эффективность. Вы можете нарисовать его на любой непроводящей поверхности, например на бумаге, которую мы использовали здесь. Оставьте сенсорную панель сохнуть.
Шаг 2. Сборка схемы
Пока краска сохнет, вы можете собрать схему с Arduino, макетной платой, проводами и большим резистором. Мы использовали Arduino Uno и резистор 1 МОм. Подключите резистор между контактами 4 и 2. Контакт 4 называется «контактом датчика», а контакт 2 — «приемным контактом».
Шаг 3.
Подключение к Electric PaintПосле создания схемы вы можете подключить ее к площадке Electric Paint. Мы использовали зажим типа «крокодил» и обрезали его, чтобы соединить с краской. Подключите другой конец к контакту 2 на макетной плате.
Шаг 4 Загрузите код
Во-первых, вам необходимо установить библиотеку CapSense для Arduino. Если в настоящее время у вас открыта среда разработки Arduino IDE, сначала закройте ее. Загрузите библиотеку и переместите ее в папку библиотеки вашей папки Arduino. Снова откройте Arduino и установите библиотеку через
Sketch→Import Library
Теперь пришло время загрузить скетч. Вы можете скачать это здесь. Откройте его, Arduino попросит вас переместить его, на что вы можете ответить «Да». Подключите Arduino Uno к компьютеру и загрузите скетч.
Шаг 5 Проверка датчика
Откройте последовательный монитор Arduino. Вы должны увидеть постоянный поток чисел. Наведите руку на датчик, и вы увидите, как цифры меняются! Этот выход — ваш работающий датчик, отображающий текущее измерение. Коснитесь панели, чтобы увидеть самое большое изменение!
Шаг 6 Следующие шаги
Теперь, когда вы изучили емкостные датчики касания и приближения, вы можете создать свой собственный датчик касания и датчики приближения. Датчики не обязательно должны быть квадратными. Поэкспериментируйте со своими конструкциями и посмотрите, как это повлияет на чувствительность системы.
Датчик приближения также сильно зависит от конструкции датчика. Мы записали наши правила проектирования для создания датчика здесь, и печатные датчики идеально подходят для определения близости.
Емкостные датчики Arduino очень ограничены. На емкостной датчик легко воздействуют электрические помехи и изменения окружающей среды, например влажность. Для настройки датчика требуется постоянная калибровка. Мы разработали Touch Board, чтобы решить эти проблемы и создать стабильные, простые в реализации емкостные датчики. Поэтому, если вы изо всех сил пытаетесь получить нужные вам результаты от этого урока, обязательно ознакомьтесь с нашей сенсорной доской.
Емкостный датчик | Хакадей
4 октября 2022 г. Арья Воронова
Можно купить небольшие модули с емкостными микросхемами обнаружения касания — чаще всего это TTP223, однокнопочная емкостная модель с настраиваемыми режимами вывода.
Они предназначены для сопряжения с микроконтроллером или каким-либо простым входом логического уровня, но [Ален Мауэр] хотел, чтобы сенсорное управление было реализовано на простой светодиодной ленте. Чтобы не останавливаться, он собрал простую плату коммутатора на основе TTP223.
Сначала он сделал прототип, используя в качестве модуля одну из обычных плат TTP223, но затем перенес полную схему на одну печатную плату. В последней плате используется NPN-транзистор, способный выдерживать до 3 ампер для коммутации, и стабилизация на основе Зенера для обеспечения 5 В для самого TTP223 от входа 12 В. [Ален] поделился схемой, а также спецификацией вместе с файлами Gerber для панели 2×3 на случай, если вы захотите добавить несколько таких удобных плат в свою корзину деталей.
TTP223 — вездесущий и вполне работоспособный чип — мы видели, как он использовался для создания мыши с кнопками с малым усилием срабатывания, программным переключателем питания и даже талисманом, чувствительным к ультрафиолетовому излучению, который в равной степени состоит из миниатюрной электроники и очаровательной металлоконструкции.
Читать далее «TTP223 обеспечивает простое сенсорное управление светодиодной лампой» →
Posted in LED Hacks, PartsTagged емкостное восприятие, емкостное касание, hackaday.io, TTP 223, TTP22331 января 2021 г. Эл Уильямс
[CuriousMarc] любит ходить в магазины с излишками, даже если их меньше. Во время недавней поездки он нашел коробку, в которой были некоторые детали, которые, по его мнению, подошли бы для проекта регулятора температуры. Он имел пометку Dial-A-Level и с гордостью заявлял, что на него заявлен патент. Коробка была из 1970-х годов, и [Марку] было интересно, для чего предназначено это устройство.
Устройство было чем-то вроде головоломки, так как у него было три входа для датчиков со странной маркировкой. Поиск в базе данных патентов показал, что это устройство было «емкостным зондом для обнаружения влаги с очень длинными кабелями». Идея заключалась в том, чтобы создать конденсатор на конце кабеля и использовать жидкость в качестве диэлектрика.
Датчик создает синусоидальную волну частотой 10 кГц, которую он использует для возбуждения пробника, а операционный усилитель измеряет относительную емкостную реактивность пробника по сравнению с эталонным конденсатором. Остальная часть схемы представляет собой компаратор, реагирующий на пороговое значение уровня.
Нам нравится смотреть на старые нарисованные от руки доски той эпохи. Обозначения компонентов нанесены медью, паяльная маска не видна. [Марк] объясняет, что было искусное применение управляемых кремнием выпрямителей и реле для создания типа триггера.
Интересно, что компания Expo Instruments, которая сделала это устройство, все еще существует, и [Марк] связался с ними. Фактический владелец патента ответил и был поражен тем, что [Марк] владеет этим антиквариатом. Вы можете только задаться вопросом, будет ли что-то, что вы создаете сегодня, через три или четыре десятилетия окажется на том, что пройдет для YouTube.
Емкостные датчики достаточно универсальны.
Конечно, есть и много других способов определить уровень жидкости.
Читать далее «Загадочная коробка раскрывает свои запатентованные секреты» →
Posted in TeardownTagged емкостное зондирование, излишек17 ноября 2019 г. Эл Уильямс
Сейчас многие потребительские гаджеты используют сенсорные датчики. Это дешевый и надежный способ заменить различные ручки и переключатели на всем, от наушников до автомобилей. Однако создание пользовательского сенсорного контроллера для разового проекта может быть сложной задачей. В недавней статье ACM показано, как почти любой емкостной датчик может работать как датчик мультитач, используя только Arduino, хотя компьютер, выполняющий обработку, интерпретирует данные для функций более высокого уровня.
Суть в том, что Arduino возбуждает сеть с помощью ШИМ, а затем анализирует сигнал, выходящий из сети. Прикосновение пальцем немного изменяет отклик, и Arduino может почувствовать это с помощью встроенных аналого-цифровых преобразователей.
Вы можете найти актуальный комплект программного обеспечения в Интернете. Учебный документ, вероятно, более интересен, чем документ ACM, если вы хотите использовать только комплект.
Оптимальная частота привода составляет 10 МГц. Примеры полагаются на гармоники низкочастотного ШИМ-сигнала. Аналоговое преобразование, конечно, не такое быстрое, но, поскольку скорость касания вашего пальца относительно низкая, они обрабатывают сигнал как амплитудно-модулированный ввод, который очень легко декодировать.
Датчики могут представлять собой проводящие чернила, нить или медные полоски. Есть несколько примеров приложений, в том числе напечатанный на 3D-принтере кролик, которого можно погладить, панель управления на рукаве и интерактивная поздравительная открытка.
Датчик формирует изображение, и OpenCV определяет фактическую конфигурацию касания. Похоже, вы также можете использовать необработанные данные с Arduino, но это может быть немного сложнее.
Мы предполагаем, что алюминиевая фольга подойдет для этой техники.
Если вы дойдете до разводки печатной платы, это может пригодиться.
16 сентября 2019 г. Тед Япо
В наши дни создавать емкостные сенсорные кнопки несложно; многие микроконтроллеры имеют встроенное аппаратное обеспечение Cap-Sense. Это будет работать для простого управления включением/выключением, но что, если вам нужен линейный, чувствительный к положению ввод, как на сенсорной панели компьютера или на экране вашего смартфона? Не так просто — по крайней мере, до сих пор. Trill — это семейство емкостных сенсорных датчиков, которые вы можете добавить в свои проекты в качестве линейного слайдера, квадратной сенсорной панели или создать собственную сенсорную поверхность.
Trill был создан той же командой, которая разработала Bela, встроенную платформу для интерактивных приложений с малой задержкой, особенно со звуком.
Новое трио датчиков Trill основано на емкостном считывании для отслеживания движения пальцев и связи по I2C с выбранным вами микроконтроллером или отладочной платой. Библиотека Trill I2C предназначена для Arduino и Bela, но ее легко портировать на любой хост I2C.
Аппаратное и программное обеспечение имеют открытый исходный код — или будут открытыми, поскольку Kickstarter, запущенный сегодня утром, уже достиг своей цели. Прошивка для контроллера Cypress CY8C20636A (PDF), который питает эти датчики, будет выпущена под лицензией CC-BY-NC-SA. Но, начиная с самого контроллера, похоже, что Trill уже проделал за вас много работы, поэтому давайте посмотрим на то, что мы знаем до сих пор, а также на здоровую дозу предположений.
Продолжить чтение «Trill: простые позиционные сенсорные датчики для ваших проектов» →
Опубликовано в Краудфандинг, Колонки Hackaday, Микроконтроллеры, Новостипомеченный Бела, емкостное зондирование, емкостной датчик, емкостный слайдер, capsense, CY8C20636A, кипарис, i2c, кикстартер, слайдер, Трель 2 мая 2019 г.
, Левин Дэй
Год от года микроконтроллеры и платформы для разработки поставляются с постоянно растущим набором функций. В далеком прошлом, если вам нужен был аналого-цифровой преобразователь или ШИМ-драйвер, вам приходилось добавлять в свою конструкцию дополнительные микросхемы. В настоящее время все это выпекается на заводе. Конечно, вы все еще можете работать с платформой, в которой отсутствуют емкостные сенсорные входы. Однако это не проблема — вы все равно можете делать все это без специального оборудования!
Емкостное распознавание касания работает путем создания RC-генератора и позволяет пользователю влиять на емкость в цепи посредством прикосновения или приближения. Улавливая изменения частоты генератора, можно определить, касаются ли объекта или подушечки или нет. Поскольку изменения емкости могут быть небольшими, иногда желательно использовать высокочастотный генератор, а затем пропускать выходной сигнал через делитель частоты, что позволяет легче измерять изменения более медленным микроконтроллером.
[Габриэль] проделал отличную работу, объясняя теорию, а также предлагая практический способ достижения этого с помощью базового оборудования. Если вам нужно добавить сенсорную чувствительность к существующей или иным образом ограниченной платформе, это простой способ сделать это. В конце концов, с этой технологией определенно можно сделать кое-что интересное.
Posted in classic hacksTagged емкостное восприятие, емкостное прикосновение17 ноября 2017 г., Дональд Папп
Угловые энкодеры имеют решающее значение для многих приложений, даже на уровне любителей. Обдумывая свои собственные потребности в ротационном кодировании для предстоящих проектов, [Ян Мразек] решил попробовать сделать свой собственный емкостный поворотный кодер своими руками. В случае успеха такой кодировщик может быть дешевым и очень быстрым; это также может быть частично сделано непосредственно на печатной плате.
Первый прототип, две травленые пластины с прозрачной лентой в качестве диэлектрического материала.
Диск диаметром 15 мм.В конструкции энкодера [Джан] остановился на простом регулируемом пластинчатом конденсаторе с использованием элементов печатной платы с прозрачной лентой в качестве диэлектрического материала. Это использовалось в качестве элемента синхронизации для таймера 555 в нестабильном режиме. Таким образом, 555 в этой конфигурации генерирует прямоугольную волну, которая изменяется пропорционально тому, насколько пластины в простом конденсаторе перекрываются. Поверните пластину, и период прямоугольной волны изменится в ответ. Время отклика будет быстрым, а 555 и немного места на печатной плате, безусловно, дешевы с точки зрения материалов.
Первый прототип дал положительные результаты, но имел много проблем, включая шум и, возможно, чувствительность к температуре и влажности. Вторая попытка улучшила дизайн и дала гораздо лучшие результаты: ESP32 надежно считывал 140 дискретных позиций с частотой 100 кГц. Кажется, что есть компромисс между разрешением и скоростью; снижение скорости позволяет надежно обнаруживать больше позиций.
Есть еще проблемы, но в конечном итоге [Ян] считает, что высокоскоростные емкостные энкодеры, требующие немного больше, чем некоторое пространство на печатной плате и некоторые 555, вероятно, осуществимы.
Этот проект является напоминанием о том, что FR4 (будь то плакированный медью, травленый или чистый) проявляется в умных приложениях: медную ленту и чистый FR4 можно использовать для быстрого прототипирования ВЧ-фильтров, PocketNC построила целый небольшой станок с ЧПУ на основе FR4, а наш [Voja] написал полный гайд по созданию красивых корпусов из FR4.
Опубликовано в оборудование, Разное ХакиTagged 555, емкостное зондирование, конденсатор, диэлектрик, сделай сам, конденсатор DIY, fr4, конструкция FR4, высокая скорость, печатная плата, поворотный энкодер, датчик16 июня 2017 г., Боб Баддели
Музейные экспонаты сложно сделать, и они постоянно ломаются; особенно интерактивные. Это сочетание бюджета, одноразового строительства и невероятно жестокого обращения с детьми.
Мой первый экспонат – это интерактивное лазерное шоу, которое превращает волны из музыки в лазерные паттерны, а разные типы музыки имеют очень разные паттерны. Из разговоров с сотрудниками музея я знал, что промышленные пуговицы были необходимостью, но оказалось, что промышленные пуговицы делаются в расчете на то, что крошечные существа не будут постоянно мять, крутить и (тьфу-тьфу-тьфу) лизать пуговицы. Через некоторое время кнопки (и бедная ручка) были разбиты.
Лицевая сторона кнопки была удалена, и ручка свободно вращается. Кнопки на уровне малыша находятся в уязвимом положении. Второй экспонат тоже интерактивный, но в данном случае это простая кнопка, которая на время включает что-то, а потом выключает. Подробнее о Периодической таблице движения можно прочитать на странице проекта. Вот я и подумал; давайте использовать емкостное касание, поместите датчик за два слоя акрила для защиты, и тогда не будет никаких движущихся частей, которые могли бы сломаться. Я построил кучу блоков, тестировал их в течение нескольких недель, а затем установил.
Мгновенный провал, несмотря на мое усердие.
Установка отличается от моей тестовой среды. Это может быть второй слой акрила. Возможно, это источник питания и странная проблема с заземлением. Возможно, флуоресцентные лампы в комнате создают электромагнитное поле, которое прерывает работу датчика, или ковер вызывает накопление статического электричества, которое каким-то образом заставляет мидихлорианы менять полярность и разряжаться через опорную пластину из сборного алюминита. В некоторых ячейках кнопка не работает. В других клетках он чрезвычайно чувствителен. В одном столбце таблицы (столбцы имеют общий кусок акрила среди 5 ячеек) одно касание активирует все 5.
Схема представляет собой ATtiny с резистором 2,2 МОм между двумя контактами, один из которых соединяется коротким проводом с паяным соединением с куском медной ленты на нижней стороне акрилового элемента.
ATtiny использует библиотеку capsense, в которой есть функции автоматической повторной калибровки. Из-за того, как он установлен, я не могу перепрограммировать их, чтобы отрегулировать их чувствительность, находясь внутри корпуса, поэтому настройка их после установки невозможна. Я думал, что смогу изолировать проблему и использовать существующий емкостной датчик касания AT42QT1010, подключенный только к источнику питания, но у него была точно такая же проблема, то есть либо источник питания, либо корпус, либо помещение.
Теперь я могу пойти тремя путями:
- Найти проблему и решить ее
- Переключиться на фоторезистор
- Петиция Hackaday для лучшего решения
Поиск проблемы и ее решение будут долгим и трудным путем, тем более что музейная среда каким-то образом и необъяснимым образом отличается от тестовой среды. Вариант с фоторезистором многообещающий; когда пользователь кладет руку на бумажную кнопку, уровень освещенности меняется.