การตรวจจับการประจุ

มีวิธีที่ฉันสามารถทำให้ Arduino หรือ Micro-controller อื่น ๆ ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของความจุได้หรือไม่?

ฉันกำลังคิดว่าจะมีหน้าจอที่ประตูของฉันที่จะเปิดใช้งานเฉพาะเมื่อคุณสัมผัสที่จับประตูโลหะ

ใช่.

วิธีที่ง่ายที่สุดคือการใช้ตัวต้านทานที่มีมูลค่าสูง (1-10M) และทำตามคำแนะนำในโพสต์ฟอรั่ม arduino เก่านี้: http://www.arduino.cc/cgi-bin/yabb2/YaBB.pl?num=1171076259

นี่คือบทช่วยสอน http://www.nerdkits.com/videos/halloween_capacitive_touch_sensor/

เซ็นเซอร์จริงที่ใช้ในการตรวจจับการมีอยู่ของมือในอธิบายรายละเอียดในวิดีโอ แต่นี่คือภาพรวม เซ็นเซอร์ของเราทำงานในหลักการเดียวกับที่เซ็นเซอร์สัมผัส capacitive ทำงานบนทัชแพดแล็ปท็อปของคุณ เซ็นเซอร์สัมผัส capacitive เหล่านี้ทำงานบนสมมติฐานที่ว่ามนุษย์ส่วนใหญ่เป็นน้ำ เมื่อคุณเข้าใกล้สนามไฟฟ้าคุณจะเปลี่ยนความจุที่เพียงพอที่เซ็นเซอร์จะสังเกตเห็น

ในระบบของเราเราตั้งวงจร RC พร้อมตัวเก็บประจุและตัวต้านทานแบบขนาน เราใช้ MCU เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุสูงสุด 5V (แรงดันไฟฟ้าสูงแบบดิจิตอล) จากนั้นเราจะเปลี่ยนพินเป็นพินอินพุตซึ่งจะตัดการเชื่อมต่อโหนดนั้นเป็นหลัก วิธีนี้ทำให้ตัวเก็บประจุสามารถคายประจุผ่านตัวต้านทานได้ ระยะเวลาที่ตัวเก็บประจุใช้ในการคายประจุจะสัมพันธ์กับค่าตัวต้านทานคูณกับความจุ เราเลือกค่าตัวต้านทานที่มีขนาดใหญ่พอที่ค่าคงที่เวลา RC นั้นนานพอที่เราจะวัดด้วย MCU ได้ ในกรณีนี้ 100K โอห์มทำงานได้ดี เซ็นเซอร์ในกรณีนี้คืออลูมิเนียมฟอยล์สองแผ่นหนึ่งอันเชื่อมต่อกับขา MCU และอีกอันเชื่อมต่อกับ GND แผ่นงานทั้งสองนี้สร้างตัวเก็บประจุที่ MCU ของเรากำลังชาร์จและคลายประจุ เมื่อมือของคุณเคลื่อนที่ระหว่างสองแผ่นมันจะเปลี่ยนสนามไฟฟ้า และดังนั้นความจุของการคุมกำเนิดฟอยล์ดีบุกของเรา ตัวเก็บประจุจึงใช้เวลาในการปล่อยนานและรหัสตรวจจับได้บนไมโครคอนโทรลเลอร์ของเรา!

หนึ่งในวิธีที่ดีที่สุดที่ฉันได้พบในการวัดความจุคือการใช้วงจร RC ใช้พอร์ต I / O ดิจิตอลบนไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อชาร์จและคายประจุเซ็นเซอร์ capacitive ผ่านตัวต้านทานคงที่ เริ่มจับเวลาเมื่อคุณเริ่มวงจรการชาร์จ / คายประจุ จากนั้นใช้เครื่องมือเปรียบเทียบเพื่อตรวจสอบเมื่อตัวเก็บประจุชาร์จประจุเต็ม / คายประจุจนเต็มแล้ว หยุดจับเวลาเมื่อเปรียบเทียบการเดินทาง ค่าที่เก็บไว้ในตัวจับเวลาสามารถใช้ในการคำนวณความจุของเซ็นเซอร์

ไม่ใช่คำตอบเฉพาะของ Arduino แต่ Microchip มีคำอธิบายวิธีหนึ่งในการทำบน PIC - ซึ่งอาจเป็นไปได้กับ AVR

http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en545264

ข้อกังวลเฉพาะกับวิธีการเหล่านี้คือการขาดการป้องกันจากการคายประจุ

เซ็นเซอร์สัมผัสแบบ capacitive สามารถทำได้โดยไม่ต้องมีฮาร์ดแวร์เพิ่มเติม เคล็ดลับคือการเปิดใช้งานการดึงพินภายในแบบดิจิทัลและนับรอบ CPU ที่ใช้ในการดึงพินขึ้น

รหัสและคำอธิบาย: http://playground.arduino.cc/Code/CapacitiveSensor

ฉันชอบที่จะนำส่วนอะนาล็อกของงานออกจากไมโครโครโนเลอร์โดยใช้ตัวเก็บประจุภายใต้การทดสอบเป็นส่วนหนึ่งของออสซิลเลเตอร์แล้วใช้ตัวควบคุมเพื่อวัดความกว้างของ puse มันเป็นส่วนเพิ่มเติม แต่ฉันได้ผลลัพธ์ที่ดีกว่าด้วยวิธีนี้