Pagsubaybay sa Tfcd 3D Motion Sa Pamamagitan ng Capacitive Sensing at LED Output: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2025 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2025-01-23 15:13

Sa pagtuturo na ito ay ipinaliwanag kung paano ang paggalaw ng isang kamay ay maaaring subaybayan sa isang puwang ng 3D sa pamamagitan ng paggamit ng prinsipyo ng capacitive sensing. Sa pamamagitan ng pagbabago ng distansya sa pagitan ng isang sisingilin na foil ng aluminyo at iyong kamay, magkakaiba ang kapasidad ng capacitor. Ang pamamaraang ito ay maaaring magamit bilang isang low-end na kahalili para sa mga inertial at optikal na system upang subaybayan ang paggalaw sa puwang ng 3D. Sa prototype na ito, nagdagdag kami ng LED na magpapakita kapag ang bagay ay gumalaw ng masyadong malapit sa sheet ng aluminyo foil.

Hakbang 1: Mga Kinakailangan na Tool at Materyales

- 3x 270k Ohm risistor

- 3x 10k Ohm risistor

- 3x Alligator clip

- 1x Red LED

- 1x Blue LED

- 1x Green LED

- 3x 220 Ohm risistor

- Solder

- Pag-urong ng init

- Shield cable

- Arduino Uno

- Aluminyo palara

- karton

- Tape

- Pagwilig ng pandikit

- Breadboard

- Mga wire ng koneksyon (magkakaibang haba)

Hakbang 2: Pagbubuo ng Frame

Gupitin ang tatlong mga parisukat na piraso ng karton (250x250 mm) at tatlong mga parisukat na piraso ng aluminyo palara (230x230 mm). Mag-apply ng spray glue sa isang bahagi ng aluminyo foil at ilapat ang bawat isa sa mga piraso ng karton. Sa prototype na ito ang mga sheet ng aluminyo palara ay kikilos bilang aming mga capacitive sensor. Samakatuwid siguraduhing may sapat na puwang sa pagitan ng aluminyo foil at ang hangganan ng karton, kaya't hindi magkakaroon ng contact sa pagitan ng iba't ibang mga sheet ng foil kapag ang frame ay tipunin. Kapag ang foil ay inilapat sa karton oras na upang tipunin ang tatlong piraso ng karton gamit ang tape upang makumpleto ang frame. Muli, tiyaking walang contact sa pagitan ng iba't ibang mga sheet ng aluminyo foil.

Hakbang 3: Mga kable ng Shield Wires sa Plate at Arduino

Mahalagang gumamit ng isang kalasag na cable upang ikonekta ang mga foil sa circuit. Ang paggamit ng normal na mga kable ay makakabuo ng isang epekto ng antena at makagambala sa iyong mga pagbabasa ng sensor. Tiyaking mayroon kang 3 Shields Cables na halos 50 cm ang haba. Kumuha ng isang cable, hubarin ang kawad, putulin ang mga wire na pang-tamab at gamitin lamang ang panloob na kawad upang ikonekta ito sa pamamagitan ng paghihinang ng kawad sa clip ng buaya. Tiyaking maglagay ng isang pag-urong ng init upang masakop ang koneksyon ng solder. I-clip ang mga clip ng buaya sa aluminyo foil.

Ikonekta ang lahat ng mga wire ng kalasag sa positibong hilera ng iyong breadboard. Pagkatapos ay ikonekta ang positibong hilera na ito sa koneksyon ng 5V sa iyong Arduino. Ngayon kunin ang pangunahing kawad mula sa cable ng kalasag, at ikonekta ang isang 10k Ohm at 220k Ohm risistor nang kahanay. Ikonekta ito sa output port ng iyong Arduino (ginamit namin ang 8, 9, & 10).

Ulitin ang hakbang na ito ng isa pang 2 beses para sa iba pang mga eroplano ng prototype.

Hakbang 4: Mga kable ng mga LED

Paghinang ang mga dulo ng LED sa mahabang kawad upang maabot nito ang mga sulok ng kani-kanilang mga plato mula sa arduino board.

Gumamit kami ng mga pin 2, 3 & 4 bilang mga output pin para sa aming mga LED. Ang output na ito ay konektado sa breadboard at konektado sa positibong binti ng LED. Ang negatibong binti ng LED ay konektado sa 330 Ohm resistor. Ang kabilang dulo ng risistor ay konektado sa lupa ng breadboard, na konektado sa lupa ng Arduino. Ulitin ito para sa lahat ng 3 LED's. Sa aming prototype ang asul na LED ay konektado sa Y-eroplano, ang pulang LED sa Z-eroplano at ang berdeng LED sa X-eroplano. I-tape ang LED's sa mga kaukulang eroplano upang makakuha ng direktang puna kapag ginagamit ang prototype.

Kung hindi ka gumagamit ng isang breadboard at nais mong ikonekta ang cable ng kalasag nang direkta sa Arduino, maaari mong makita ang nakalakip na imahe para sa isang magandang pangkalahatang ideya ng mga koneksyon ng solder. Ang iyong panghuling koneksyon ay dapat magmukhang ang pangkalahatang-ideya ng imahe.

Hakbang 5: Pag-coding

Sa kalakip inilagay namin ang code na ginamit namin para sa eksperimentong ito. Para sa mga karagdagang pananaw, pagkatapos ng bawat pangunahing utos ay inilalagay ang isang puna, na nagpapaliwanag kung ano ang nangyayari sa code. Buksan ang code sa iyong Arduino software sa iyong PC, at i-upload ito sa iyong Arduino. Kung gumagamit ka ng isang laptop, tiyaking sinisingil ito; kung hindi man gagana ang iyong prototype.

Hakbang 6: Paggamit ng Prototype

Ang ganitong paraan ng pagsubaybay sa paggalaw ng 3D ay napaka-sensitibo para sa mga nakapaligid na variable. Samakatuwid siguraduhin na i-calibrate ang mga halaga sa code sa iyong sariling sitwasyon. Maaari mo lamang gamitin ang serial monitor upang makuha ang tamang mga halaga. Tip: maaari kang bumuo sa isang pagkakalibrate nang mag-isa, kung saan tumatagal ang average na mga halagang + 10% kapag pinapatakbo ang code. Ipinapakita ang video kung paano dapat gumana nang tama ang prototype.