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

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

I denne instruksjonen forklares hvordan bevegelsen av en hånd kan spores i et 3D -rom ved å bruke prinsippet om kapasitiv sansing. Ved å endre avstanden mellom en ladet aluminiumsfolie og hånden din, vil kapasiteten til kondensatoren variere. Denne metoden kan brukes som et avansert alternativ for treghets- og optiske systemer for å spore bevegelse i 3D-rom. I denne prototypen la vi til lysdioder som lyser når objektet beveger seg for nær aluminiumsfolien.

Trinn 1: Nødvendige verktøy og materialer

- 3x 270k Ohm motstand

- 3x 10k Ohm motstand

- 3x Alligator -klipp

- 1x rød LED

- 1x blå LED

- 1x grønn LED

- 3x 220 Ohm motstand

- Lodding

- Varmekrymping

- Skjermkabel

- Arduino Uno

- Aluminiumsfolie

- Kartong

- Tape

- Spray lim

- Brødbrett

- Tilkoblingskabler (varierende lengder)

Trinn 2: Konstruere rammen

Klipp ut tre firkantede pappstykker (250x250 mm) og tre firkantede stykker aluminiumsfolie (230x230 mm). Påfør spraylim på den ene siden av aluminiumsfolien og påfør hver på pappbitene. I denne prototypen vil platene med aluminiumsfolie fungere som våre kapasitive sensorer. Sørg derfor for at det er nok plass mellom aluminiumsfolien og kartongens kant, så det ikke vil komme kontakt mellom de forskjellige foliearkene når rammen er satt sammen. Når folien er påført kartongen, er det på tide å sette sammen de tre pappbitene med tape for å fullføre rammen. Sørg igjen for at det ikke er kontakt mellom de forskjellige arkene med aluminiumsfolie.

Trinn 3: Kabling av skjoldtrådene til platen og Arduino

Det er viktig å bruke en skjermet kabel for å koble foliene til kretsen. Bruk av normale kabler vil generere en antenneeffekt og forstyrre sensoravlesningene dine. Sørg for at du har 3 skjermede kabler som er omtrent 50 cm lange. Ta en kabel, fjern ledningen, kutt av skjermetrådene og bruk bare den indre ledningen for å koble den til ved å lodde ledningen til krokodillen. Sørg for å påføre en varmekrymp for å dekke over loddetilkoblingen. Fest alligatorklemmene til aluminiumsfolien.

Koble alle skjermtrådene til den positive raden på brødbrettet. Koble deretter denne positive raden til 5V -tilkoblingen på Arduino. Ta nå hovedledningen fra skjermkabelen, og koble en 10k Ohm og 220k Ohm motstand parallelt. Koble dette til utgangsporten på Arduino (vi brukte 8, 9 og 10).

Gjenta dette trinnet 2 ganger til for de andre planene i prototypen.

Trinn 4: Kabling av lysdiodene

Lodd endene av lysdioder til lang ledning slik at den kan nå hjørnene på de respektive platene fra arduino -brettet.

Vi brukte pinnene 2, 3 og 4 som utgangspinnene for våre LED -er. Denne utgangen er koblet til brødbrettet og koblet til det positive benet på LED -en. Det negative benet til LED -en er deretter koblet til 330 Ohm -motstanden. Den andre enden av motstanden er koblet til bakken på brødbrettet, som er koblet til bakken på Arduino. Gjenta dette for alle 3 lysdioder. I vår prototype er den blå LED-en koblet til Y-planet, den røde LED-en til Z-planet og den grønne LED-en til X-planet. Tape LED -lampene til de tilsvarende flyene for å få direkte tilbakemelding når du bruker prototypen.

Hvis du ikke bruker et brødbrett og du vil koble skjermkabelen direkte til Arduino, kan du se det vedlagte bildet for en fin oversikt over loddetilkoblingene. De siste tilkoblingene skal se ut som oversiktsbildet.

Trinn 5: Koding

I vedlegget plasserte vi koden vi brukte for dette eksperimentet. For ekstra innsikt, etter hver hovedkommando blir det lagt ut en kommentar, som forklarer hva som skjer i koden. Åpne koden i Arduino -programvaren på PCen, og last den opp til Arduino. Hvis du bruker en bærbar datamaskin, må du kontrollere at den blir belastet. ellers fungerer ikke prototypen din.

Trinn 6: Bruke prototypen

Denne måten for 3D bevegelsessporing er veldig følsom for omkringliggende variabler. Sørg derfor for å kalibrere verdiene i koden til din egen situasjon. Du kan ganske enkelt bruke den serielle skjermen for å få de riktige verdiene. Tips: Du kan bygge inn en kalibrering selv, der det tar gjennomsnittsverdiene + 10 % når du kjører koden. I videoen er demonstrert hvordan prototypen skal fungere riktig.