Pregunta:
¿Sientes el tacto a través de una superficie gruesa?
Edward
2009-12-23 11:26:28 UTC
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¿Cómo puedo sentir el toque de una mano a través de una superficie gruesa? Estoy trabajando en un dispositivo que tiene que estar completamente encerrado en una carcasa de madera de 1-2 "de espesor (o de metal de 1-3 mm de espesor) debido a los requisitos de diseño, por lo que no hay posibilidad de botones.

Pensé podríamos usar la detección táctil por capacitancia, pero no sé qué funcionará.

¿Alguna idea?

Ocho respuestas:
#1
+11
Jim
2009-12-23 19:23:11 UTC
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Si realmente necesita detectar el contacto a través de una superficie de metal, posiblemente podría hacerlo usando 4 pastillas piezoeléctricas aisladas. Existe una técnica para detectar el tacto que cruza la frecuencia detectada por 4 pastillas piezo equidistantes. Es una técnica llamada SAW u onda acústica de superficie. Normalmente se usa para pantallas táctiles que son tridimensionales o tienen superficies que son propensas a dañarse o deformarse. Puede detectar la ubicación de un punto de contacto, la velocidad de un toque (puede distinguir un toque de una prensa, para emular un clic del mouse, por ejemplo) y puede detectar un punto de arrastre o movimiento.

Si usted Quería que pudiera tener una versión muy simplificada para implementar algunos botones básicos o sensores de toque. En lugar de hacer todos los molestos cálculos de frecuencia, puede colocar algunas pastillas piezoeléctricas donde desee los botones reales, luego use una detección de umbral para determinar cuál ha sido presionado (el que tiene el pico de señal más grande). Son bastante afectivos ya que no captan ninguna vibración en el aire, por lo que no tiene que preocuparse por los ruidos fuertes que lo desencadenan, aunque probablemente lo haría caer al suelo.

PD. Los timbres / pastillas piezoeléctricos cuestan solo alrededor de £ 1 libra esterlina o 2 dólares australianos
#2
+4
Axeman
2009-12-23 16:26:08 UTC
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He usado el viejo Qprox QT110 (bueno, en realidad no tiene sentido táctil, sino casi proxy) para detectar el tacto a través de una tabla de madera de 4 cm de grosor. Tuve que ajustar cuidadosamente Cx y Rs por pruebas, pero el resultado final fue lo suficientemente bueno.

Si el metal no es magnético, puede usar relés de lengüeta en el interior y un pequeño imán en el exterior para operar los controles.

#3
+4
Jason S
2009-12-23 19:24:28 UTC
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(mi respuesta migró de intercambio electrónico)

A través de madera de 2 "de grosor: también es resistente, pero no imposible. Supongo que te refieres a distinguir entre tocar un dedo o una mano la caja, y un dedo / mano colocados a 1 mm de distancia de la caja.

Si puede colocar una o más placas de metal en el exterior de la caja, ¡sin cubrir completamente la caja! Hay una serie de posibilidades al usar campos electromagnéticos. Puedo pensar en algunas (¡no hay garantía de que ninguno de los dos funcione!). Pon tu gorra de pensamiento e imagina cómo el toque de la piel de una persona puede alterar una red de circuito electromagnético.

Lo más importante que puede marcar la diferencia es si puede sacar un conductor del interior de una caja, a través de la pared y conectarlo a tierra, oa una placa de metal en el exterior de la caja.

1) La resistencia de la piel de una persona puede cerrar un circuito eléctrico - Tienen dos placas semicirculares, separadas por un pequeño espacio. La impedancia entre En las placas hay una resistencia muy grande en paralelo con una pequeña capacitancia. Si cierra el espacio entre las placas con su piel, reduce drásticamente esa resistencia. Si de alguna manera puede medir esa resistencia, ya está:

Si puede conectar cables a través de las paredes de la caja a las placas, eso es fácil, solo use un divisor de voltaje y una fuente de voltaje CC o CA que es pequeño (no lastimes a la persona).

Si no puede conectar cables a través de las paredes de la caja a las placas, es posible que aún pueda distinguir el tacto y el no tacto, pero será más difícil. Tal vez tenga otro par de platos, esta vez en el interior de la caja, en el otro lado de la pared de la caja del primer par de platos, pero con un espacio mucho mayor. Mida la capacitancia entre las placas internas. Puede haber un cambio lo suficientemente grande en la capacitancia entre las dos placas internas con / sin una persona que cubra el espacio en el exterior, que podría distinguir. Hay una serie de técnicas / chips que pueden realizar detección capacitiva. Cypress tiene CapSense, Atmel tiene QTouch, ST Micro tiene S-Touch, etc.

2) El cuerpo de una persona es una antena razonablemente buena y captará ruido. (Mire una sonda de osciloscopio cuando toca la punta con el dedo.) Si tiene una placa en el exterior de la caja y la toca, transfiere ese ruido al potencial eléctrico de la placa. Piense en este caso como una persona "sacudiendo" el potencial eléctrico hacia arriba y hacia abajo. Si puede sentir este temblor en relación con un potencial de referencia, tiene un sensor. El problema aquí es que encontrar un potencial de referencia es táctil. Realmente necesita una conexión a tierra, ya que una caja que flota en el aire no tiene acceso a un voltaje de referencia fijo. Es posible que pueda sentir el voltaje diferencial entre dos placas ... aunque no sé.


Solo mis dos centavos.

#4
+2
starblue
2009-12-23 14:34:11 UTC
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Debería ser posible detectar la mínima flexión del metal con una galga extensométrica.

Los he visto registrar la mínima flexión de una barra de acero de un centímetro cuando se empuja ligeramente con un dedo. Aunque no sé qué calidad de galga extensométrica y amplificador necesita para lograrlo. En cualquier caso, será bastante caro (~ 10 $ más).

#5
+2
Leon Heller
2009-12-24 17:55:35 UTC
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La detección del cambio en la frecuencia de un oscilador de RF podría funcionar a través de la madera, debido al cambio en la capacitancia causado por la proximidad de una mano al circuito del tanque del oscilador. Por supuesto, no funcionará con una caja de metal.

+1 sí, he visto varios [sensores táctiles capacitivos] (http://opencircuits.com/sensors#Capacitive_Sensor) también conocido como [interruptor táctil de capacitancia] (http://en.wikipedia.org/wiki/touch_switch#Capacitance_touch_switch) trabajar a través de 1/4 "de madera, y estoy bastante seguro de que la mayoría de los [dispositivos electrónicos del panel táctil] (http://www.unorthodox.com.au/wiki/index.php?title=Touchpad_Project_0.9.7) se pueden ajustar para que funcionen a través de 1 "de madera (seca).
#6
+2
jluciani
2009-12-24 18:59:20 UTC
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Como mencionó Leon, el oscilador de RF funcionará. Usaría un heterodneocilador que consiste en un oscilador de frecuencia fija, un oscilador de frecuencia variable y un mezclador no lineal (como un diodo). Su cuerpo actúa como un pequeño capacitor para cambiar la frecuencia del oscilador variable. Es más fácil medir el cambio de frecuencia de la frecuencia mixta.

Esta es la forma en que funciona un Theremin. El Theremin es sensible a distancias de uno o dos pies y la antena funcionará dentro de una caja de madera.

Los sensores Q-touch también pueden funcionar. ¿Puede fresar una característica en la madera de modo que el contacto sea más cercano que el grosor de la madera? Q-touch vende resortes hechos para este propósito. Un extremo del resorte se conecta a la PCB y el otro extremo descansa justo debajo de la parte superior de la superficie.

De hecho, estaba pensando en el Theremin cuando escribí eso.
#7
  0
ObsessiveMathsFreak
2011-07-28 01:06:01 UTC
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Hay un material relativamente nuevo con el elegante nombre de "Compuesto de túnel cuántico"

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling_composite

Actúa como resistencia por defecto, pero cuando se aplica presión, cambia a un conductor. Puede comprarlos en forma de "píldoras QTC" con un nombre aún más extraño.

Son básicamente botones táctiles de estado sólido (y).

#8
-1
Jason S
2009-12-23 19:27:00 UTC
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(mi respuesta migró de intercambio electrónico)

¿A través de un conductor de 2 "de grosor? No es posible, a menos que tenga otro electrodo al que el usuario esté conectado o parado (en cuyo caso podría utilizar un enfoque de tipo electrómetro; así es como funcionan esas lámparas activadas por contacto)

Piénselo:

Las personas son esencialmente no magnéticas por lo que descarta una solución que utiliza campos / circuitos magnéticos.

Si habla de campos eléctricos, un conductor de 2 "de espesor es millones (probablemente miles de millones) de veces más conductor que el cuerpo humano. Cualquier campo eléctrico que intente generar desde el interior de la caja, ya sea CC o CA, se atenuará enormemente cuando salga, y el efecto incremental de un cuerpo humano que lo toca o no lo toca es insignificante. Los efectos capacitivos son pequeños (picofaradios bajos) y si pudieras obtener la frecuencia lo suficientemente alta para medirla, perderías debido al efecto piel: una caja de metal atenúa más los campos de CA a medida que aumenta la frecuencia.

Si intentas detectar campos ambientales que se originan fuera de la caja (por ejemplo, trata la caja como una antena, cuyas características de recepción cambian con la adición de un cuerpo humano tocándola) también pierdes debido a la atenuación del efecto de la piel. .

Aparte de los campos electromagnéticos, tienes térmicos: posible si tocas una caja el tiempo suficiente para sentir que se está calentando. O radioactividad, o luz, o ....

Incluso unos pocos milímetros de metal me parecen dudosos. Si puedes poner un acelerómetro adentro para detectar empujones, eso podría funcionar. Sin embargo, necesitaría una conexión de circuito desde el interior de la caja a tierra física fuera de la caja, para proporcionar una referencia de voltaje relativa a la caja. De lo contrario, incluso con una pieza de metal de unos pocos milímetros de grosor, tiene un escudo de Faraday con un potencial eléctrico casi uniforme y no hay forma de saber si ese potencial se ve afectado por algo fuera de él.
Pero los iPhone no tienen conexión a tierra y pueden usar sensores de capacitancia. Puede sentir la capacitancia de un ser humano tocando un objeto conductor sin nada conectado a tierra. La jaula de Faraday solo detiene los campos electrostáticos, no la CA.
Puede usar una red en T para detectar la capacitancia a través de una barrera conductora como una carcasa de proyecto de metal. Se han utilizado en sensores de humedad del suelo por esa razón.
@MrEvil: interesante ... ¿podrías publicar un enlace?
@Edward - "La jaula de Faraday solo detiene campos electrostáticos, no CA". No es verdad. Intente recibir una señal de radio en una jaula de Faraday.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 2.0 bajo la que se distribuye.
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