SatE-O

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今回もまた建築発明工作ゼミ2008さんのArduinoタッチセンサと、Arduino PlaygroundにあるCapacitive Sensing Libraryを参考にしました。
いつもながらありがとうございますm(_ _)m

まずは回路図。

とってもシンプルですね～
これはいろいろな値でテストするために作ったもので、1M、3.6M、5.1M、10M x 5 の抵抗を使い、それぞれの値で検証出きるようにしてあります。
なので、反応させたい距離が決まっていれば、もっとシンプルにすることが出来ます。

JP1を接続させると、1M の抵抗値でセンシングします。
1Mだとほぼタッチセンサーと同様となり、たぶん非接触では無反応になります。

抵抗は直列で加算していくようになっているので、JP2を接続すると、1M + 3.6M の 4.6M でセンシングします。
抵抗の値の選定は、このくらいの間隔でないと反応距離の変化がつかない、と考えた自分なりの選定です。

そしてJP3を接続すると、1M + 3.6M + 5.1M の 9.7M となります。

最後のJP4は、一気に 10M x 5 = 50M を追加し、59.7M となります。
このくらいで恐らく距離が飽和して反応しなくなるだろう、といった感じの最大値としています。
ジャンパをもっと取り付ければ、いろいろなパターンにすることも出来ますね～

 

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現物です。
最大のJP4でジャンパ接続してあります。

左端の５ピンのヘッダは両端だけ使用して、間の３ピンは未使用です。
また、右端のオス・メスのヘッダはどちらも同じで、上側だけ接続されてます。

そう言えば10M以降の抵抗ってないのかな？あと10Mくらいの可変抵抗もあると楽にテストが出きるのだけど・・・

Arduinoと接続したところ。
回路図の Send がDigital2番ピン、Receive がDigital9番ピンに接続され、Sensor は導電体ならなんでも良いかと思います。

建築発明工作ゼミさんでは銅箔の金属板を使用していますが、SatE-OはPSoC First Touchに付属していた静電容量センサー用の電線？を丁度良かったので使ってます
単なる線材の切れ端です。

ArduinoPlaygroundにあるようにアルミホイルを使っても良いと思います。
むしろその方が効果が高いかもしれません。

注意しなければならないのは、センサーを大きくしすぎないこと。
やたらデカくすると容量が貯まりにくくて反応が鈍くなります。たぶん・・・
試しに手の平より大きい片面全て銅箔な基盤で試したら、ほとんど反応しなかった

 

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そして以前Sound Sensor Shieldで利用したProcessingでのグラフ表示をちょっと弄って再利用。
一応フィルター掛けてますが、それでも値がかなり大きく変動しているのが分ります。
テストでは50cmくらいの距離から手の平を近づけてみた。

最大の設定(JP4)で、約15～18cmあたりから反応が始まり、グラフの大きくなってくる部分がその部分。
ピークとなっている部分が、ギリギリ数ミリまで近づけた状態。
もちろん障害物として板を挟んでみても結果はほぼ同様です。

非接触としての静電容量センサーが、こんなに簡単に実現できてしまうのはとても面白い実験でした
ただ、ArduinoPlaygroundにあるような抵抗40Mで12～24inch、つまり約30～60cmという距離には遠く及ばなかったのには残念。
結構期待していたんだけどな。

最大値以外での結果もそのうち掲載しようと思います。

2009.2.25追記
一片10cm四方のアルミホイルで試してみたところ、平面方向なら30cm以上の距離でも反応しました。
但し、平面ではなく、端からの反応はもちろん鈍くなります。
こういうセンサーはアルミの方が反応が良さそうですね～

 

やはり静電容量って結構シビアに変動するから、環境や回路によって差が生じてしまうのかもしれませんねえ。
値を絞り込んで、確実に静電を蓄えられるセンサーにすればよいのだろうか。

こうなるとSparkfunの静電容量センサー・モジュールが気になって仕方がない・・・でもちょっと高いのよね。
IC自体は安いから、ICだけ手に入れて作ってしまうのもありか。
どなたか使用している方がいましたらレポ欲しいですm(_ _)m

 

というわけで、お手軽簡単、財布にやさしい静電センサーでした
次のお題も既に出来上がっているのだけど、ソフトウェアを書く余裕が・・・明日気合入れるかな。
あ、今回のソースも載っけてないし、これも近いうちに。

そう言えばOuch!さん、WiPortを入手していたなあ、いいなあ。
やっぱりケーブルなくなるだけ使い勝手良いかしら？

 

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その後、ふと気になってもう少しセンサーについて調べていたら、ことぶ記さんのとこの「静電容量センサのラピッドプロトタイピング」という記事を見落としてました。
どうやらCypressのエンジニアが説明している記事があるそうで、事細かに説明して製作方法まで記述されてます。
もちろん対象はPSoCになりますけど。

他にもMAKEのサイトではDIY 3D Controllerという、静電容量センサーを利用した３Dコントロ－ラーなんてのもあって面白そうです（ＰＩＣ　ＡＶＲ　工作室さんの「こんなシンプルな３Ｄ入力デバイス！」より）。
このコントローラーの記事は知っていたんだけど、発表された当時は全く興味なかったんだよね
でもこれ読んでいると、テルミンもやっぱり同じような原理だったのが分かったから、自分の考えはあながち間違ってなかったみたい。