Person zu Person berühren

Gibt es eine Möglichkeit, Hautberührungen oder -berührungen zwischen zwei Personen zu erkennen? Vielleicht mit kapazitiver Abtastung oder anderen Methoden? Es muss keine Geste erkannt werden, nur Ja-oder-Nein-Berühren.

Die Einschränkungen sind:

• Zwei Personen im Klassenzimmer. (Jede Person kann den Sensor mitbringen. Wenn nur eine Person benötigt wird, ist es besser).
• Ihre Geste ist frei. (beide stehend, beide sitzend, eins stehend einsitzend oder irgendeine Geste).
• Die Größe des Sensors darf nicht größer als die Brotdose sein.
• Der Gesamtpreis der Sensorkomponenten muss unter 100 USD liegen.
• Der Sensor muss mit Batterie betrieben werden.
• Der Sensorausgang darf nur LED leuchten. Das Licht leuchtet, wenn eine Berührung erkannt wird.

Ich habe Touche für Arduino gelesen : Erweiterte Berührungserkennung . Kann diese Methode angepasst werden, um Person-zu-Person zu erkennen?

Für den Fall, dass jemand auf der Suche ist, habe ich kürzlich etwas gebaut, das genau dies getan hat.

Ich habe drei Versionen erstellt, die alle funktionieren, aber unterschiedliche Einschränkungen hinsichtlich der Verbindung zu Personen haben.

1) Passive Version An eine Person ist ein Draht angeschlossen. Dies ist direkt an den analogen Pin des Arduino angeschlossen.

Wenn Sie wiederholt vom analogen Pin des Arduino lesen, erhalten Sie einen ziemlich zufälligen Wert (im Grunde ist die Person eine große Antenne). Der Betrag, um den dieser Wert variiert, ist jedoch ziemlich konstant. Also, ich mache analogRead 20 Mal, berechne die Varianz (Sie wissen, der offensichtliche Weg, mit Ihrer Schulmathematik). Dies bleibt konstant, während jemand niemanden berührt.

In dem Moment, in dem sie jemand anderen berühren, ist die Antenne um einiges größer und die Varianz steigt drastisch an.

2) Semiaktive Version

An beiden Personen sind Drähte angebracht, Person 1 stammt vom analogen Pin des Arduino, Person 2 vom Boden des Arduino. Die Varianz eines analogRead wird wiederholt abgetastet. Wenn sich die Personen nicht berühren, verschiebt sich der Wert wie zuvor und es wird eine hohe Varianz angezeigt. Wenn Personen berühren, ist der Stromkreis geerdet und der Wert sinkt auf 0.

3) Aktive Version

An beiden Personen sind Drähte angebracht, Person 1 vom analogen Arduino-Pin, Person 2 vom digitalen Ausgangspin. Am digitalen Ausgangspin gebe ich eine Rechteckwelle aus, die mit meinen Messungen des analogen Pins synchron ist. Auf diese Weise ist die Varianz beim Berühren sehr hoch (da 0 ... 1024 ... 0 ... 1024.). Ich verwende den Pullup-Widerstand, um die Rechteckwelle auszugeben, um den Strom zu begrenzen, nicht Ich weiß, ob sich wirklich viel ändert, aber ich fühlte mich wohler, wenn ich es damit durch den Körper der Person steckte.

Aufgrund des verwendeten aktiven Signals sind die oberen und unteren Varianzwerte ziemlich konstant, daher ist diese Version meiner Meinung nach am genauesten.

Die Messschleife sieht ungefähr so ​​aus:

for(int n=0;n<20;n+=2)
{
    pinMode(outpin,INPUT);
    digitalWrite(outpin,HIGH); // square wave HIGH (through pull up resistor)
    delay(2); // let things settle + don't run analogReads too close together
    dataVal[n] = analogRead(inPin);
    pinMode(outpin,OUTPUT);
    digitalWrite(outpin,LOW);//square wave LOW (as output)    
    delay(2); // let things settle + don't run analogReads too close together
    dataVal[n+1] = analogRead(inPin);
}
// calculate variance of the data values here

Auf Widerstand prüfen. 60 MΩ oder weniger berühren sich.

Wenn ich nur eine grobe Lösung erarbeite, würde ich so etwas wie eine Hautimpedanz-Plethysmographie bei zwei Personen ausprobieren. Leiten Sie eine Sinuswelle mit niedrigem Amperewert im kHz-Bereich an eine Person weiter. Wenn Sie es in der zweiten Person erkennen können, gibt es Kontakt. Viele Vorbehalte und Hindernisse, um dies zum Funktionieren zu bringen. Die Erkennungsschaltung würde Ihre LED ansteuern, aber das ist im Vergleich zur Betriebstheorie unkompliziert.

Diese Vorrichtung am MIT misst die menschliche Kapazität.

Es erwähnt:

Die Kapazität einer Person hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich ihrer Haltung, ihrer relativen Position und ihrer Nähe zu anderen elektrisch leitenden Dingen.

Sie würden also die Nennkapazität einer einzelnen Person messen und dann eine Änderung feststellen, wenn eine andere Person (elektrisch leitendes Objekt) mit der ersten Person in Kontakt kommt. Sie müssten die Kapazitätsänderungen von zwei Personen charakterisieren, die sich berühren, sowie von einer Person, die ihre Haltung ändert oder eine Metallplatte berührt oder etwas anderes tut, das ihre Kapazität ändern kann. Stellen Sie dann fest, ob Sie den Unterschied zwischen den verschiedenen Ereignissen erkennen können.

Der Artikel besagt:

Große und / oder schwere Personen haben eine größere Kapazität.

Ich würde mir also vorstellen, dass zwei gleich große Personen, die sich berühren, die gemessene Kapazität ungefähr verdoppeln würden.

Dieses spezielle Display ist viel größer als eine Lunchbox. Aber da es das Ziel ist, das Innenleben darzustellen, kann ich sicher viel tun, um es zu miniaturisieren. Sie geben eine schöne Beschreibung des Apparats, aber leider keinen Schaltplan, den ich finden konnte.

Wenn der Benutzer den Elektrometereingang berührt, wird die elektrische Ladung, die er trägt, mit einem 0,06 mF-Kondensator geteilt. Die Spannung, die sich über diesem Kondensator entwickelt, wird mit einem hochohmigen Voltmeter gemessen, das einen Operationsverstärker mit einem Eingangswiderstand von mehr als 100.000 MW verwendet, was zu einer Zeitkonstante von ungefähr zwei Stunden führt. Für die Zwecke dieser Anzeige wurde die Verstärkung auf eins eingestellt, sodass der Messwert am digitalen Voltmeter der Spannung am Kondensator von 0,06 mF entspricht. Mit anderen Worten, die Kapazität des Benutzers multipliziert mit 600 Volt entspricht 0,06 Mikrofarad multipliziert mit dem Messwert des digitalen Voltmeters. Der digitale Zählerstand in Millivolt entspricht der Kapazität des Benutzers in Picofarad.

Das Display verwendet eine einstellbare, geregelte Niederspannungsversorgung (von 1 bis 12 Volt bei bis zu 1,5 Ampere), die einen Emitterfolger versorgt, der mit der Primärwicklung eines Transformators verbunden ist, der durch acht Umdrehungen an einem 5-mH-Ferritkerninduktor hergestellt wird. Die Sekundärseite des Transformators wird durch einen kapazitiven Teiler, der eine positive Rückkopplung zur Transistorbasis liefert, auf etwa 220 kHz abgestimmt. Ein Halbwellenspannungsverdoppler liefert dann Gleichstromausgänge zwischen 100 Volt und 1200 Volt bei weniger als einem Milliampere. Ein analoges Voltmeter zeigt die Ausgangsspannung an der Ladeplatte an (ca. 600 Volt), während ein zweites analoges Messgerät, das in Reihe mit der Ladeplatte geschaltet ist, sowohl als Strommesser als auch als Begrenzungswiderstand fungiert. Durch gleichzeitiges Berühren des Erdungsschalters und der Ladeplatte Beide Messgeräte lesen ungefähr gleich, wobei ein kleiner Unterschied vom Widerstand des Benutzers ungleich Null herrührt. Der Erdungsschalter dient auch dazu, ein Relais zu aktivieren, das den 0,06 mF-Kondensator am Elektrometereingang entleert und so das Messgerät auf Null zurücksetzt.