Tfcd 3D проследяване на движението чрез капацитивно разпознаване и LED изход: 6 стъпки (със снимки)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-23 14:36

В тази инструкция е обяснено как движението на ръката може да бъде проследено в 3D пространство, като се използва принципът на капацитивно усещане. Чрез промяна на разстоянието между заредено алуминиево фолио и ръката ви, капацитетът на кондензатора ще варира. Този метод може да се използва като алтернатива от нисък клас за инерционни и оптични системи за проследяване на движението в 3D пространство. В този прототип добавихме светодиоди, които ще светят, когато обектът се премести твърде близо до листа от алуминиево фолио.

Стъпка 1: Необходими инструменти и материали

- 3x 270k Ohm резистор

- 3x 10k Ohm резистор

- 3x клип Алигатор

- 1x червен светодиод

- 1x син LED

- 1x Зелен светодиод

- 3x 220 Ohm резистор

- Припой

- Термосвиване

- Екранен кабел

- Arduino Uno

- Алуминиево фолио

- Картон

- Лента

- Спрей лепило

- Платформа

- Свързващи проводници (с различна дължина)

Стъпка 2: Конструиране на рамката

Изрежете три квадратни парчета картон (250x250 mm) и три квадратни парчета алуминиево фолио (230x230 mm). Нанесете спрей лепило върху едната страна на алуминиевото фолио и нанесете всяка върху парчетата картон. В този прототип листовете от алуминиево фолио ще действат като наши капацитивни сензори. Затова се уверете, че има достатъчно пространство между алуминиевото фолио и границата на картона, така че няма да има контакт между различните листове фолио, след като рамката е сглобена. След като фолиото се постави върху картона, е време да сглобите трите парчета картон с помощта на лента, за да завършите рамката. Отново се уверете, че няма контакт между различните листове алуминиево фолио.

Стъпка 3: Окабеляване на щитови проводници към плочата и Arduino

Важно е да използвате екраниран кабел, за да свържете фолиото към веригата. Използването на нормални кабели ще генерира антенен ефект и ще попречи на показанията на сензора. Уверете се, че имате 3 екранирани кабела с дължина около 50 см. Вземете един кабел, отстранете проводника, отрежете екраниращите проводници и използвайте само вътрешния проводник, за да го свържете, като запоите проводника към щипката от алигатор. Уверете се, че сте приложили термосвиване, за да прикриете връзката за запояване. Прикрепете алигаторните скоби към алуминиевото фолио.

Свържете всички екраниращи проводници към положителния ред на вашата дъска. След това свържете този положителен ред към 5V връзката на вашия Arduino. Сега вземете главния проводник от щитовия кабел и свържете паралелно 10k Ohm и 220k Ohm резистор. Свържете това към изходния порт на вашия Arduino (използвахме 8, 9 и 10).

Повторете тази стъпка още 2 пъти за другите равнини на прототипа.

Стъпка 4: Окабеляване на светодиодите

Запоявайте краищата на светодиодите към дълъг проводник, така че да може да достигне ъглите на съответните плочи от дъската arduino.

Използвахме щифтове 2, 3 и 4 като изходни щифтове за нашите светодиоди. Този изход е свързан към макета и е свързан към положителния край на светодиода. Отрицателният крак на светодиода след това се свързва към резистора 330 Ohm. Другият край на резистора е свързан към земята на платката, която е свързана към земята на Arduino. Повторете това за всичките 3 светодиода. В нашия прототип синият светодиод е свързан към Y-равнината, червеният светодиод към Z-равнината и зеленият LED към X-равнината. Залепете светодиодите към съответните равнини, за да получите директна обратна връзка, когато използвате прототипа.

Ако не използвате макет и искате да свържете екраниращия кабел директно към Arduino, можете да видите приложеното изображение за хубав преглед на връзките за запояване. Окончателните ви връзки трябва да изглеждат като общото изображение.

Стъпка 5: Кодиране

В прикачения файл поместихме кода, който използвахме за този експеримент. За допълнителна информация след всяка основна команда се поставя коментар, обясняващ какво се случва в кода. Отворете кода във вашия софтуер Arduino на вашия компютър и го качете на вашия Arduino. Ако използвате лаптоп, уверете се, че той се зарежда; в противен случай вашият прототип няма да работи.

Стъпка 6: Използване на прототипа

Този начин на 3D проследяване на движение е много чувствителен за заобикалящите го променливи. Затова не забравяйте да калибрирате стойностите в кода според вашата ситуация. Можете просто да използвате серийния монитор, за да получите правилните стойности. Съвет: можете сами да вградите калибриране, където тя приема средните стойности + 10 % при изпълнение на кода. Във видеото е показано как прототипът трябва да работи правилно.