Detectar el valor de capacitancia de un material - para un sistema de identificación

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Esta es una pregunta de seguimiento para '¿Cómo funciona un sistema de identificación capacitiva / firmas / detección? p.ej. Google Bloks

  

En el proyecto 'Google Bloks'. Se crea una experiencia de programación tangible al permitir que los niños coloquen bloques de instrucción física (discos) uno al lado del otro.

     

La computadora puede leer la secuencia de instrucciones y convertirla en un programa, por ejemplo. controlar un robot.

     

Utiliza un sistema de detección capacitiva / identificación capacitiva para detectar si una tarjeta de instrucciones es una tarjeta "AVANCE" o "GIRAR A LA IZQUIERDA" (por ejemplo).

Desde el documento técnico:

  

Los discos son fáciles de crear, por ejemplo, cortando papel o imprimiendo en 3D   La forma y luego dibujar la firma capacitiva con conductor   tinta. Esto permite que un número infinito de comandos se puedan realizar fácilmente en   La mosca de cualquiera.

     

Las placas base tienen su función especificada por el disco colocado en   ellos. La placa base tiene un sensor capacitivo y un magnetómetro. los   El sensor capacitivo lee el comando expresado por el disco, y el   El magnetómetro detecta el estado del control mecánico mediante la lectura.   la posición del imán.

Las placas base pueden leer la firma capacitiva de un puck para identificarlo:

Estoyinteresadoencómo Google Bloks utiliza la detección capacitiva para leer el patrón de pintura conductora y decodificarlo como un identificador de Puck.

Mirando las imágenes más de cerca, podemos ver los materiales utilizados para los discos: una capa (A) con una almohadilla conductora y la otra (B) un aislante.

Mi conjetura es que si uno pintara la capa aislante (B) con un poco de tinta conductora, junto con la capa A, el disco formará un condensador. El valor de su capacitancia variará dependiendo del patrón dibujado. Por lo tanto, la idea de una firma capacitiva que puede identificar un puck.

Mispreguntasson:

  • ¿Estofuncionaríaenlapráctica?¿Podríaleerseelvalordecapacitanciademaneraconfiable,paraidentificardeformaúnicaunpuck?

  • ¿Cómodetectarlacapacitancia,sincontacto?Losdiscosnotienencontactoeléctricoconlaplacabasedel"lector".

pregunta greTech

3 respuestas

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No es necesario tener ningún tipo de conexión conductora entre la base y el puck. En realidad forma un condensador junto con los contactos de la base. Hay un condensador formado para cada una de las 8 superficies en la almohadilla y el círculo en el centro es el contacto común para todos los condensadores.

Los diferentes tipos de puck tienen un número diferente de superficies, de 1 a 8. El mínimo es uno porque la base debe reconocer que el puck está presente y si el puck no tiene ninguna superficie, será igual que si no estuviera colocado en la base .

Si el disco no se puede girar en la base (hay una muesca en la imagen), 8 superficies corresponden a 8 bits, lo que da 255 combinaciones diferentes (excluyendo 0). Si es posible una rotación de 90 grados, entonces tienes 4 bits para diferentes discos.

Las superficies pueden detectarse midiendo la capacitancia del condensador correspondiente. Esto se podría hacer con muy buena precisión. Solo necesita establecer correctamente el umbral de capacitancia.

    
respondido por el BJovke
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Hay una muesca en un lado de las etiquetas, lo que probablemente indica que las etiquetas deben colocarse en orientación 1 (o 2). Tanto la placa del sensor como las etiquetas están compuestas por una almohadilla central y 8 hojas. En la foto, todas las almohadillas están conectadas a la almohadilla central a través de pequeños rastros. Pero si se recortan diferentes trazos para diferentes etiquetas, podríamos tener 2 ^ 8 = 256 etiquetas diferentes (o 16 en el caso de 2 posibles orientaciones).

Mi conjetura es que, si la pista está conectada, entonces el teclado central y las hojas forman un oscilador RC (o una antena, si lo desea). Enumerar cada almohadilla en la placa del sensor no será difícil.

    
respondido por el Flanker
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Las placas conductoras en A están separadas una de otra por un espacio que actuaría como dieléctrico, haciendo que las placas adyacentes actúen como capacitores. Espero que quede claro con la justificación.

Sanat.

    
respondido por el Sanat Mishra

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