Tfcd 3D Motion Tracking Through Capacitive Sensing and LED Output: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Σε αυτήν την οδηγία εξηγείται πώς μπορεί να παρακολουθείται η κίνηση ενός χεριού σε έναν τρισδιάστατο χώρο χρησιμοποιώντας την αρχή της χωρητικής ανίχνευσης. Αλλάζοντας την απόσταση μεταξύ ενός φορτισμένου φύλλου αλουμινίου και του χεριού σας, η χωρητικότητα του πυκνωτή θα ποικίλει. Αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εναλλακτική λύση χαμηλού επιπέδου για αδρανειακά και οπτικά συστήματα για την παρακολούθηση της κίνησης σε τρισδιάστατο χώρο. Σε αυτό το πρωτότυπο, προσθέσαμε LED που θα λάμψουν όταν το αντικείμενο κινείται πολύ κοντά στο φύλλο αλουμινόχαρτου.

Βήμα 1: Απαιτούμενα εργαλεία και υλικά

- Αντίσταση 3x 270k Ohm

- Αντίσταση 3x 10k Ohm

- 3x κλιπ αλιγάτορα

- 1x κόκκινο LED

- 1x μπλε LED

- 1x πράσινο LED

- Αντίσταση 3x 220 Ohm

- Συγκολλητής

- Μειώνεται η θερμότητα

- Καλώδιο ασπίδας

- Arduino Uno

- Αλουμινόχαρτο

- Χαρτόνι

- Ταινία-κασέτα

- Κόλλα ψεκασμού

- Breadboard

- Καλώδια σύνδεσης (διαφορετικά μήκη)

Βήμα 2: Κατασκευή του πλαισίου

Κόψτε τρία τετράγωνα κομμάτια χαρτονιού (250x250 mm) και τρία τετράγωνα κομμάτια αλουμινόχαρτου (230x230 mm). Εφαρμόστε κόλλα ψεκασμού στη μία πλευρά του αλουμινόχαρτου και εφαρμόστε το καθένα στα κομμάτια χαρτονιού. Σε αυτό το πρωτότυπο τα φύλλα αλουμινόχαρτου θα λειτουργήσουν ως χωρητικοί αισθητήρες μας. Επομένως, βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αρκετός χώρος μεταξύ του φύλλου αλουμινίου και του περιγράμματος του χαρτονιού, έτσι ώστε να μην υπάρχει επαφή μεταξύ των διαφορετικών φύλλων αλουμινόχαρτου μόλις συναρμολογηθεί το πλαίσιο. Μόλις εφαρμοστεί το φύλλο στο χαρτόνι, ήρθε η ώρα να συγκεντρώσετε τα τρία κομμάτια χαρτονιού χρησιμοποιώντας ταινία για να ολοκληρώσετε το πλαίσιο. Και πάλι, βεβαιωθείτε ότι δεν υπάρχει επαφή μεταξύ των διαφορετικών φύλλων αλουμινόχαρτου.

Βήμα 3: Καλωδίωση καλωδίων ασπίδας στο πιάτο και το Arduino

Είναι σημαντικό να χρησιμοποιήσετε ένα θωρακισμένο καλώδιο για να συνδέσετε τα φύλλα στο κύκλωμα. Η χρήση κανονικών καλωδίων θα δημιουργήσει ένα φαινόμενο κεραίας και θα επηρεάσει τις ενδείξεις του αισθητήρα σας. Βεβαιωθείτε ότι έχετε 3 θωρακισμένα καλώδια μήκους περίπου 50 εκατοστών. Πάρτε ένα καλώδιο, κατεβάστε το σύρμα, κόψτε τα καλώδια θωράκισης και χρησιμοποιήστε μόνο το εσωτερικό σύρμα για να το συνδέσετε κολλώντας το σύρμα στο κλιπ αλιγάτορα. Βεβαιωθείτε ότι έχετε εφαρμόσει θερμική συρρίκνωση για να καλύψετε τη σύνδεση συγκόλλησης. Κλείστε τα κλιπ αλιγάτορα στο αλουμινόχαρτο.

Συνδέστε όλα τα καλώδια θωράκισης στη θετική σειρά του ψωμιού σας. Στη συνέχεια, συνδέστε αυτήν τη θετική σειρά στη σύνδεση 5V στο Arduino σας. Τώρα πάρτε το κύριο καλώδιο από το καλώδιο ασπίδας και συνδέστε παράλληλα μια αντίσταση 10k Ohm και 220k Ohm. Συνδέστε το στη θύρα εξόδου του Arduino (χρησιμοποιήσαμε 8, 9 και 10).

Επαναλάβετε αυτό το βήμα άλλες 2 φορές για τα άλλα επίπεδα του πρωτοτύπου.

Βήμα 4: Καλωδίωση των LED

Συγκολλήστε τα άκρα των LED σε μακρύ καλώδιο έτσι ώστε να μπορεί να φτάσει στις γωνίες των αντίστοιχων πλακών από τον πίνακα arduino.

Χρησιμοποιήσαμε τις ακίδες 2, 3 και 4 ως ακίδες εξόδου για τα LED μας. Αυτή η έξοδος συνδέεται με το breadboard και συνδέεται με το θετικό σκέλος του LED. Το αρνητικό σκέλος της λυχνίας LED συνδέεται στη συνέχεια με την αντίσταση 330 Ohm. Το άλλο άκρο της αντίστασης συνδέεται με το έδαφος της σανίδας, το οποίο συνδέεται με τη γείωση του Arduino. Επαναλάβετε αυτό και για τα 3 LED. Στο πρωτότυπό μας, το μπλε LED συνδέεται με το επίπεδο Y, το κόκκινο LED με το επίπεδο Z και το πράσινο LED με το επίπεδο X. Κολλήστε τις λυχνίες LED στα αντίστοιχα επίπεδα για να λάβετε άμεση ανατροφοδότηση όταν χρησιμοποιείτε το πρωτότυπο.

Εάν δεν χρησιμοποιείτε ένα breadboard και θέλετε να συνδέσετε το καλώδιο θωράκισης απευθείας στο Arduino, μπορείτε να δείτε τη συνημμένη εικόνα για μια ωραία επισκόπηση των συνδέσεων συγκόλλησης. Οι τελικές σας συνδέσεις πρέπει να μοιάζουν με την εικόνα επισκόπησης.

Βήμα 5: Κωδικοποίηση

Στο συνημμένο τοποθετήσαμε τον κώδικα που χρησιμοποιήσαμε για αυτό το πείραμα. Για επιπλέον πληροφορίες, μετά από κάθε κύρια εντολή τοποθετείται ένα σχόλιο, το οποίο εξηγεί τι συμβαίνει στον κώδικα. Ανοίξτε τον κώδικα στο λογισμικό Arduino στον υπολογιστή σας και ανεβάστε τον στο Arduino σας. Εάν χρησιμοποιείτε φορητό υπολογιστή, βεβαιωθείτε ότι φορτίζεται. αλλιώς το πρωτότυπό σας δεν θα λειτουργήσει.

Βήμα 6: Χρήση του Πρωτότυπου

Αυτός ο τρόπος παρακολούθησης κίνησης 3D είναι πολύ ευαίσθητος για τις μεταβλητές που περιβάλλουν. Επομένως, φροντίστε να βαθμονομήσετε τις τιμές του κώδικα στη δική σας κατάσταση. Μπορείτε απλά να χρησιμοποιήσετε τη σειριακή οθόνη για να λάβετε τις σωστές τιμές. Συμβουλή: μπορείτε να δημιουργήσετε μια βαθμονόμηση μόνοι σας, όπου παίρνει τις μέσες τιμές + 10 % κατά την εκτέλεση του κώδικα. Στο βίντεο παρουσιάζεται πώς πρέπει να λειτουργεί σωστά το πρωτότυπο.