Seguiment de moviment 3D Tfcd mitjançant detecció capacitiva i sortida LED: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

En aquesta instrucció s'explica com es pot rastrejar el moviment d'una mà en un espai 3D mitjançant el principi de la detecció capacitiva. En canviar la distància entre un paper d'alumini carregat i la mà, la capacitat del condensador variarà. Aquest mètode es pot utilitzar com una alternativa de gamma baixa per als sistemes òptics i inercials per rastrejar el moviment en l'espai 3D. En aquest prototip, hem afegit LEDs que brillaran quan l’objecte s’acosti massa a la làmina de paper d’alumini.

Pas 1: Eines i materials necessaris

- Resistència de 3x 270 k Ohm

- Resistència 3x 10k Ohm

- Clip de cocodril 3x

- 1x LED vermell

- 1x LED blau

- 1x LED verd

- Resistència de 3x 220 Ohm

- Soldar

- Reducció de calor

- Cable blindatge

- Arduino Uno

- Paper d'alumini

- Cartró

- Cinta

- Spray de cola

- Taula de pa

- cables de connexió (longituds variables)

Pas 2: construcció del marc

Retalleu tres trossos de cartró quadrats (250x250 mm) i tres trossos quadrats de paper d'alumini (230x230 mm). Apliqueu cola esprai a un costat del paper d’alumini i apliqueu-la cadascuna sobre els trossos de cartró. En aquest prototip les làmines de paper d'alumini actuaran com els nostres sensors capacitius. Per tant, assegureu-vos que hi hagi prou espai entre la làmina d’alumini i la vora del cartró, de manera que no hi haurà contacte entre les diferents làmines de làmina un cop muntat el marc. Un cop aplicada la làmina sobre el cartró, és hora de muntar les tres peces de cartró amb cinta adhesiva per completar el marc. Una vegada més, assegureu-vos que no hi hagi contacte entre les diferents làmines de paper d'alumini.

Pas 3: Cablatge de cables de blindatge a la placa i Arduino

És important utilitzar un cable blindat per connectar les làmines al circuit. L'ús de cables normals generarà un efecte d'antena i interferirà amb la lectura del sensor. Assegureu-vos que teniu 3 cables apantallats d’uns 50 cm de llarg. Agafeu un cable, tireu el cable, talleu els cables de protecció i utilitzeu només el cable interior per connectar-lo soldant el cable al clip de cocodril. Assegureu-vos d’aplicar un encongit per tapar la connexió de soldadura. Fixeu els clips de cocodril al paper d'alumini.

Connecteu tots els cables de protecció a la fila positiva de la vostra taula de treball. A continuació, connecteu aquesta fila positiva a la connexió de 5V del vostre Arduino. Ara agafeu el cable principal del cable de protecció i connecteu una resistència de 10k Ohm i 220k Ohm en paral·lel. Connecteu-lo al port de sortida del vostre Arduino (hem utilitzat 8, 9 i 10).

Repetiu aquest pas dues vegades més per als altres plans del prototip.

Pas 4: Cablatge dels LED

Soldeu els extrems dels LED per fer-ne un cable llarg perquè pugui arribar a les cantonades de les plaques respectives des de la placa arduino.

Hem utilitzat els pins 2, 3 i 4 com a pins de sortida dels nostres LED. Aquesta sortida està connectada a la placa de connexió i connectada a la pota positiva del LED. La pota negativa del LED es connecta a la resistència de 330 Ohm. L'altre extrem de la resistència està connectat a la terra de la placa, que està connectada a la terra de l'Arduino. Repetiu-ho per als 3 LED. En el nostre prototip, el LED blau està connectat al pla Y, el LED vermell al pla Z i el LED verd al pla X. Enganxeu els LED als plans corresponents per obtenir retroalimentació directa quan utilitzeu el prototip.

Si no utilitzeu una placa de configuració i voleu connectar el cable blindatge directament a l’Arduino, podeu veure la imatge adjunta per obtenir una bona visió general de les connexions de soldadura. Les vostres connexions finals haurien de semblar a la imatge general.

Pas 5: Codificació

A l’adjunt hem col·locat el codi que hem utilitzat per a aquest experiment. Per obtenir informació addicional, després de cada ordre principal es col·loca un comentari que explica el que passa al codi. Obriu el codi al vostre programari Arduino al vostre PC i pengeu-lo al vostre Arduino. Si feu servir un ordinador portàtil, assegureu-vos que s'està carregant; en cas contrari, el vostre prototip no funcionarà.

Pas 6: utilitzar el prototip

Aquesta forma de seguiment de moviment en 3D és molt sensible a les variables circumdants. Per tant, assegureu-vos de calibrar els valors del codi a la vostra situació. Simplement podeu utilitzar el monitor sèrie per obtenir els valors adequats. Consell: podeu construir un calibratge vosaltres mateixos, on pren els valors mitjans + 10% en executar el codi. Al vídeo es demostra com ha de funcionar correctament el prototip.