|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Control de movimiento de la mano. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / diseñador radioaficionado Antes de proceder con la descripción del diseño propuesto, se debe hacer una nota importante. El elemento de control sin contacto desarrollado se puede utilizar no solo en tecnología informática. El diseño y propósito descritos del dispositivo es solo un ejemplo de sus posibles aplicaciones. Entre los fanáticos de la historia de la aviación, el juego de computadora "IL-2. Forgotten Battles" con sus numerosas adiciones goza de una merecida popularidad. Ni un solo libro de texto de historia puede explicar el coraje tranquilo de un piloto de avión de ataque de una manera tan clara y precisa como en un experimento de laboratorio, conduciendo un automóvil atormentado por armas antiaéreas en un curso de combate. O la excitación frenética del piloto del Raiden, al ver cómo crece en su mira la silueta del Boysan. Sin embargo, la posición del piloto virtual no es tan cómoda como la del real. Y la imagen en el monitor es inferior a la realidad, y simplemente no hay suficientes manos para trabajar con el teclado. El último problema se resuelve en parte con la ayuda de un joystick. Aquí habría más pedales para controlar el timón. Sin embargo, solo están disponibles en dispositivos muy raros y costosos. Es cierto que incluso en los modelos baratos hay un tercer regulador que se puede usar como se desee: ya sea como pedales o como sector de gas. Habiendo abierto mi joystick (Fig. 1), descubrí que los terminales extremos de todas sus resistencias variables (potenciómetros) están conectados en paralelo. Obviamente, se les quita uno u otro voltaje constante, que se suministra al circuito. Esto sirvió como punto de partida para el desarrollo. La solución más simple es obvia: hacer pedales, cuyo eje será una resistencia variable. Pueden complementar el sistema de control simulado con algún avión real. Pero, además de la alta confiabilidad técnica e histórica, tal solución también tiene desventajas considerables. El diseño es muy voluminoso y pesado. Hay un problema con su fijación al suelo. En el momento candente de la batalla, o cuando se requiere en el despegue evitar que una "bestia" como el La-5FN dé la vuelta con el momento jet de un potente motor, es difícil resistirse a no pisar el pedal correctamente. El contragolpe en las unidades mecánicas dificulta el control. No trae alegría y desgaste de resistencias variables. En una palabra, se requiere algún otro diseño, aunque no tan histórico, pero más conveniente y compacto. ¿Y por qué no "amueblamos" todos estos ratones, teclados, pantallas táctiles de iPhone, que ciertamente requieren contacto directo y arrancan el proceso de control de la superficie del panel, transfiriéndolo al volumen que está encima? Recuerde cómo en una de las historias de Kira Bulychev: "El extraño sostuvo su palma sobre una luz verde. Se apagó y nuevamente se iluminó más que antes". Podemos hacer lo mismo. Lo primero que viene a la mente cuando se piensa en el control sin contacto es la óptica. Sin embargo, la mayoría de los sistemas ópticos operan en transmisión o interrupción del haz. ¿Insertar la mano en algún tipo de espacio entre la fuente de luz y el receptor? ¿Quién necesita un dispositivo "sin contacto" de este tipo? Por otro lado, los circuitos reflectantes generalmente se ocupan de etiquetas y códigos de barras impresos especiales de alto contraste. Al mismo tiempo, la fiabilidad de su reacción ante un objeto que puede ser de cualquier color y textura también es dudosa. Limita la libertad de elección del diseñador y una circunstancia más: la mejor óptica utiliza láseres. Pero su radiación es dañina para la visión y, por lo tanto, no es deseable usarlos en paneles de control que mira una persona. La inevitable contaminación y polvo de la óptica en funcionamiento también crea problemas de vez en cuando. Finalmente, si hay más de un sensor, esto conduce a una complicación significativa y aumenta el costo del circuito. Por lo tanto, decidí seguir el camino de usar sensores capacitivos. Los primeros sistemas de este tipo utilizaban circuitos oscilatorios y eran muy inestables. Casi cada vez que se encendían, era necesario ajustarlos. Más tarde, aparecieron diseños digitales más estables basados en el principio de retardo de pulso. Sin embargo, estos eran dispositivos táctiles convencionales. Sus autores, al parecer, no tuvieron la imaginación suficiente para imaginar un dispositivo que funcione sin contacto directo. Decidí probar... Mire la figura 1. El generador en los elementos D1.2, D1.1 da pulsos al modelador de pulsos a lo largo del frente en D 1.3, D 1.4. En su salida (pin 11), siempre está presente un 1 lógico, excepto en el momento posterior a la llegada del frente de pulsos desde la salida del generador (pin 3). Para el tiempo de retardo del pulso en la cadena R4, R3, CA, en todas las entradas de D1.4 se establece un 1 lógico y en la salida se establece un 0 lógico. R6, C3 prácticamente no difiere de una unidad lógica . Pero tan pronto como la capacitancia del sensor aumenta, como un 0 lógico a la salida del modelador, ocupa la mayor parte del período de los pulsos del reloj y el voltaje a la salida disminuye. Para obtener la sensibilidad adecuada del dispositivo, es necesario que la duración de los pulsos del modelador sea comparable al período de los pulsos del reloj (pero sin excederlos). Esto se puede lograr a frecuencias del generador de reloj de al menos 100 kHz.
Ahora veamos el diseño del sensor capacitivo (Fig. 2). Es una placa horizontal de lámina de fibra de vidrio. El segundo revestimiento (tierra) es una pantalla de carcasa de hojalata, en la que la placa del dispositivo se coloca verticalmente. Forman un condensador semiabierto algo inusual con placas perpendiculares entre sí. Claramente reacciona con un aumento de su capacitancia a la colocación en su campo de cualquier objeto, tanto conductor como dieléctrico. El objeto se siente a una distancia de al menos 30 mm. Este diseño da una señal bastante amplia que puede superar varias interferencias e inestabilidades. Y el amplificador operacional DA1 puede llevar su amplitud a cualquier valor requerido. Mueva su pie cerca del plato y el timón de su avión girará. Mueva el pie hacia arriba o hacia atrás y el proceso se invertirá.
Hay dos sensores capacitivos, como los pedales en un avión real. Dado que la señal de un sensor está conectada a la entrada inversora del amplificador, y del otro a la entrada no inversora, el voltaje de salida depende de su equilibrio, en qué pierna "da" más. Al mismo tiempo, el circuito no es muy complicado, ya que tanto el generador de reloj como incluso el inversor D1.3 pueden ser comunes a varios canales. Fortalecer el amplificador operacional en varios órdenes de magnitud para un control suave es claramente redundante. Puede cambiar la "relación de transmisión" del control introduciendo un circuito de retroalimentación negativa. R9 reduce la ganancia, y para corriente alterna el OOS es aún más profundo, gracias al condensador C 5. Esto elimina la posibilidad de autooscilaciones. La placa de circuito impreso del dispositivo se muestra en la Figura 3. Se perforan muchos orificios con un diámetro de aproximadamente 3 mm en las secciones sin láminas de la placa en el área donde se conectan los sensores capacitivos para reducir la capacitancia inicial y aumentar la sensibilidad del dispositivo. Las entradas de los elementos D2 no utilizados están conectadas a tierra para evitar daños por cargas estáticas. Es deseable hacer estos conductores delgados. Luego, si es necesario (fallo de los elementos de trabajo o algunas mejoras), puede cortarlos y utilizar estos elementos.
diseño. Las placas de los sensores capacitivos se encuentran con la lámina hacia arriba. Tienen bisagras, se pueden levantar y presionar contra las paredes de la caja, formando una caja compacta, fácil de transportar y almacenar. En el área de los recortes, para este propósito, los ejes se sueldan a partir de trozos de alambre de cobre con un diámetro de 0,8 mm. Además, los cables flexibles al circuito (lo mejor de todo MGTF) y los anillos de cable se sueldan a las placas, sujetando su parte sin pelar y evitando que el cable se rompa en el punto de pelado. Después de toda la soldadura, la superficie de trabajo del sensor debe aislarse del contacto eléctrico con objetos extraños. En muchos casos, una etiqueta de cinta adhesiva ancha es suficiente para esto. El cuerpo del dispositivo es un clip en forma de U hecho de plástico de 2 mm de espesor. A partir de restos de plástico, se cortan y pegan desde el interior guías para el tablero y las protuberancias, en las que se hacen orificios roscados para sujetar la pantalla de la carcasa. Las placas del sensor se insertan en los cortes de las patas inferiores de la caja con los ejes de las placas del sensor y se sellan con superposiciones, que también fijan la parte inferior del tablero. La carcasa-pantalla en forma de U está hecha de estaño. Para reducir la capacitancia inicial y la influencia de la superficie de apoyo, no llega unos milímetros al fondo de la caja. Frente a la resistencia de sintonización R4, se hace un agujero en la pantalla. Desde el interior, se suelda un cable flexible a la pantalla para conectarlo al cable común de la placa.
Establecimiento. Coloque R4 en la posición media. En lugar de R1, suelde una resistencia sintonizada con una resistencia de aproximadamente 11 MΩ en cables cortos. Ajústelo al valor mínimo. Asegúrese de que la recortadora, sus cables y cualquier otro objeto no caigan en el campo del sensor CA. Aumente gradualmente su resistencia hasta que el voltaje constante en el pin 1 DD20 caiga en un 25 - 5%. Esta es una señal de que el dispositivo ha comenzado a sentir el espacio circundante. Mida la resistencia del trimmer y reemplácelo con la misma resistencia constante, y mueva el trimmer a R4 para que no caiga en el campo del sensor SB. Configure la salida del segundo controlador al mismo voltaje que la salida del primero. Establezca el balance final con la resistencia RXNUMX usando un destornillador dieléctrico delgado después de que el dispositivo esté completamente ensamblado. Saque un destornillador y verifique el voltaje en la salida del amplificador operacional; debe estar cerca de la mitad del voltaje de suministro. El dispositivo fue probado con éxito con los programas IL-2 y el simulador de planeador Condor. El grado de realismo estaba muy cerca del avión real. Sin embargo, los programas mencionados no están creados para personas sin alas. Mire la pelota "Pioneer" y, después de un poco de práctica, todo estará bien. Como ya se mencionó, el elemento de control sin contacto propuesto puede usarse no solo en tecnología informática. En la mayoría de los casos, no hay necesidad de un circuito balanceado de dos canales como el descrito. Se puede hacer un elemento de un solo canal como se muestra en la Figura 5.
Dado que la salida del modelador está conectada a la entrada inversora del amplificador operacional, entonces, en el estado inicial, el voltaje en la salida del dispositivo es pequeño. El trimmer R10 ajusta la tensión en la entrada no inversora justo por debajo del umbral de conmutación. Si lleva la mano al sensor capacitivo, aumentará el voltaje en la salida del dispositivo. Se puede utilizar para regular o simplemente encender y apagar cualquier dispositivo. En este último caso, no se requiere la cadena OOS. En el curso de los experimentos con el dispositivo, esta opción demostró ser bastante eficiente. Al integrar el control sin contacto en cualquier equipo, debe recordarse que el sensor reacciona a la capacitancia introducida por los objetos no solo al frente, sino también detrás de él, es decir, en la caja del equipo. Es importante que esta capacitancia parásita sea menor y, lo que es más importante, que no cambie. Una montura de sensor suelta o cables que cuelgan sueltos a su lado pueden interferir con la configuración. Esto no le permitirá realizar una buena sensibilidad. Es interesante utilizar el control sin contacto (dos canales independientes) para el movimiento de cualquier puerta, persiana, etc. Al instalar dos sensores en la manija, como se muestra en la figura 6, puede "empujar" la hoja a cualquier posición deseada sin tocarla.
Por supuesto, los interruptores y reguladores de palanca clásicos son más simples y económicos. Sin embargo, seguirá habiendo aplicaciones en las que los elementos de control sin contacto propuestos serán más preferibles. Por ejemplo, en condiciones de trabajo peligrosas, cuando es necesario excluir por completo el contacto eléctrico con el equipo, la transmisión de infecciones, etc. Por lo tanto, muchos dispositivos en el futuro podrán controlarse con solo un movimiento de la mano, no armado con controles remotos, fichas o algunos otros dispositivos. Autor: A.Lisov
Máquina para aclarar flores en jardines.
02.05.2024 Microscopio infrarrojo avanzado
02.05.2024 Trampa de aire para insectos.
01.05.2024
▪ Disco duro portátil Toshiba Canvio Basics ▪ La pereza es un signo de alto coeficiente intelectual ▪ Embriones artificiales que causan embarazo ▪ Sistema de audio a través de cableado
▪ sección del sitio Directorios electrónicos. Selección de artículos ▪ Artículo del cineasta. Edición de vídeo amateur. videoarte ▪ artículo ¿Cómo comen las plantas? Respuesta detallada ▪ artículo Edición de la herramienta de corte. taller casero ▪ artículo Generador de sonda universal. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Hogar | Biblioteca | Artículos | Mapa del sitio | Revisiones del sitio
www.diagrama.com.ua |
Ver otros artículos sección 
Últimas noticias de ciencia y tecnología, nueva electrónica:
Todos los idiomas de esta página