Форум РадиоКот

Задача такова. Нужно померить вес человека. Но точность высокая не нужна, важен не сам вес, а его изменение (наступили на датчик).
При этом "степень наступания" надо отловить. Хочется сделать датчик из подручных материалов. Пока придумал фольгированную пленку
изоляционную (фольга с двух сторон), использовать, порезав ее на квадратики. Каждый квадрат, получается конденсатор с переменной емкостью...ну и далее АЦП+либо RC цепь и LC цепь (смена частот), либо можно попробовать просто с помощью АЦП обойтись, так как при изменении емкости квадратика можно будет замерить небольшой, но ток (может через усилок)...но эт может и не получится.

В общем, я иду по коврику, а комп показывает где я иду и процесс наступания на коврик, с пятки на носок, постепенно, то же показывает.

Лучше, если есть готовое решение из дешевых датчиков, если делать самому, то нужно технологичное решение, что бы делалось просто, повторяемость высокая и надежно...эх, если бы было так легко

Всю башку сломал, пока придумалась только фольга, может еще что подскажете.

В связи с этим, вопрос, может быть кто знает как покрыть медью просто пластиковую пленку в домашних условиях?

Заранее спасибо.

3DRaven писал(а):В связи с этим, вопрос, может быть кто знает как покрыть медью просто пластиковую пленку в домашних условиях?

А чем не устраивает металлизированый лавсан ( продается в хозмагах для защиты окон от солнца ) ?

Посмотрю, что за зверь.

Судя по всему миниатюрных датчиков давления нету?
Может кто посоветует датчик давления готовый, который вес померит и под ногой не будет чувствоваться под ковриком?

Попробуйте раздербанить клаву от старого компьютера = там пленочная контактная система. Очень тонкая и под ногами не должна чувствоватся. Однако у меня есть небольшие сомнения продавливаемости под подошвой(надо просто попробовать). Но в любом случае: сама конструкция может стать основой для подобного датчика. (если мозгом пошевелить). Я имею ввиду не саму клавиатуру применить, а это решение для самодельного ковра/датчика. : Опорный слой +контактный слой(металлизированая пленка) + промежуточный слой с окнами для контактов + металлизированая пленка(матрица) + верхний защитный слой. Есть вариант и с резиновой контактурой, но эта наверняка сложнее конструктивно, да и ноги будут её чувствовать.
А вообще то надо начинать изобретать с типа напольного покрытия(что у Вас на полу? Линолеум? Паркет? Ковролин? Ламинат? Керамика?).

Пиезо елемент из пищялка пдходит?

Да, я то же подумал о пленках с метализацией, нашел уже где химию купить для производства метализированной пленки дома (купить пленку готовую, целая история). Только я думал не с окнами, а именно как конденсаторы использовать метализацию...между слоями пленки сделать продавливаемый изоляционный слой...а на самих пленках нанести полосы, пересекающиеся крест-накрест...что бы меньше проводов было. Пищалки с пьезой вероятнее всего будут крайне ненадежны и просто сломаются под весом человека...но проверять надо...но взять из негде...возножно это было бы неплохое решение, на твердом полу.

Спасибо за советы.

В целом я тут надумал и другое решение. Дело в том, что задача не просто в том что бы определить вес где то стоящего. По сути мне надо именно распределение веса по стопе получить. Это все для спорта надо (гимнастика дома...небольшое исследование самостоятельное). Я подумал еще стельки сделать вместо ковра. Намного экономичнее. Но в стельку датчик встроить сложнее, так как она все время гнется. Вот туда вырезать из клавиатуры датчик нажатий может подойти, вот только он распределения давлений не покажет...либо нажато, либо нет.

Чтобы узнать распределение давления по поверхности, надо иметь матрицу. Типа как в фотоаппарате, только реагирующую не на свет, а на давление. Или что-то недопонимаю в посыле автора?

Вы все правильно поняли. Но сами элементы матрицы должны то же хоть несколько градаций давления различать.
Что бы определить "сильно/несильно" давят.

На данный момент я придумал вот, что. Если просто взять пластинку и подносить к ней палец, то наводки на теле
от электрической сети 50Гц, будут достаточны что бы зарегистрировать на пластинке изменение потенциала...
та же наводка на 50Гц. Если между пальцем и пластинкой положить прокладку, которая при надавливании
продавливается, то наводки при наступании будут постепенно расти, по мере переноса веса на этот "датчик".
Вот только точность у такого датчика никакая...так как найти материал прокладки нормальный, целая проблема
для стельки. Но вот коврик из такого сделать вполне реально, резиновый.

Наводки не дело. А вот емкость мерять, как мне кажется, уже теплее.

Очевидно, скоро я додумаюсь до емкосного сенсорного экрана

Вот только силу давления мне надо мерить, а не просто факт прикосновения. Еще подумаю.

Единственная здравая мысль во всей теме - сделать матрицу. При этом матрица может быть только тензорезистивной.
Все остальные идеи - утопия, если нужно распределение давления по стопе, да ещё и следить за движением.
Рецепт прост и одновременно сложен. Взять плиту, желательно дюралюминий, подойдёт холоднокатанная сталь, тут есть нюансы, по периметру опоры. Я бы заказал фрезеровку, но тут смотря какие возможности. Наклеить в матрицу тензорезисторы, лучше полупроводниковые, но подойдут обычные фольговое. Вариантов их исполнения много, ну например вот. По цене будет не дорого. А дальше как фантазия подскажет. Собрать всё в полумосты или мосты, усилители понадобятся копеешные, если точность высокая не нужна, например LM324. Дешёвые МК с 16-канальными АЦП - STM32, можно отдельный АЦП, но добавляются аналоговые ключи, мультиплексоры. Можно взять готовую плату сбора, например Lcard-овскую на 32-64 канала. Дальше ПО, поле цветных сегментов в OpenGL рисуется на раз, настройка.

Или аналогично - аналоговые датчики Холла. Тогда будет две параллельных плиты, на одной матрица датчиков и плоские магниты, вторая - "якорь, магнитный шунт", всё равно как назвать - при приближении (сдавливании) "усиливает" магнитный поток в зоне контакта (утрирую). Все рядом стоящие датчики будут "мягко" изменять свой выход. Возможно, даже не понадобятся усилители, если удастся получить подбором параметров такой системы требуемую чувствительность. Например, не компенсированные дешёвые SS49E (1.5$), а лучше SS495. Их размеры - 3*4 мм, магниты плоские неодимовые, например 2*8*8. "Плотность" такой матрицы прикидывайте. Этот стальной сендвич можно дополнительно склеить не кислотным герметиком, чтобы живучесть была больше. Правда, возможно придётся попотеть над такой распределённой магниной системой, хотя всё-равно нужна будет калибровка как и с тензорезисторами, т.е. установка нулевого состояния. Думаю мысль понятна. Получится весьма эстетично.

Такой мой рецепт, скорее всего единственно возможный.
За пару месяцев, думаю, можно не торопясь осилить любой вариант. Для спорта нужен именно такой "дубовый" подход. Зато можно быдет вычислять энергию в импульсе: прыжке, ударе, падении . На любой кафедре физ. воспитания пищали бы от радости, накатали бы пару диссертаций.

Ну и ещё один утопический вариант в смысле самостоятельной реализации. Любая из технологий Motion Detection. Очевидно, зная распределение массы испытуемого и центр тяжести тела (а тут ещё и скороость и другие параметры движения), всегда можно вычислить давление на поверхность любой из конечностей, к тому же и трёхмерную картинку получить. Это могут быть видеокамеры, лазерное сканирование, акселерометры и гироскопы, словом получится дорогая игрушка.

И ещё вспоминается технология Smart Rubber, что-то связанное с резиной, у которой меняется электропроводность. Есть отечественные разработки, вроде бы. Но об этом ничего не знаю.

В качестве датчиков можно ещё попробовать таблетки активированного угля, на них даже весы делают
http://nauchebe.net/2012/10/elektronnye-vesy-igrushka/

Вот спасибо! Резистивные проволочные тензодатчики это крутовато (но я посмотрю еще), но оригинальное предложение
поступило только от вас! Подумаю о том как сделать многослойную матрицу, в которой полости заполнены углем.
Пока в голову приходит медненная пленка, на которую наклеены пара слоев той же пленки с отверстиями (емкости под уголь)
и сверху еще слой пленки медненной и травленной дорожками. Получится матрица с датчиками.
Подстройка датчиков будет делаться один раз и запоминаться в eeprom контроллера.

Попробуйте промоделировать, лично у меня есть сомнения, в первую очередь в повторяемости результата на множестве, а также скачки сопротивлений зон контактов неизбежны. Структура у этих таблеток не очень, сами понимаете. А максимальное усилие до точки разрушения "макрочастиц" вообще никто не возьмётся посчитать, да и оно ничтожно мало по сравнению с измерительной задачей.

Хотя когда-то делали угольные датчики деформаций, но там всё серёзно было, буквально трубка в трубке, шток, серебрение где нужно, герметизация и т.д.

Есть пара вопросов.
1. Проволочные тензорезисторы нормально работают в диаппазоне 70-100кг с учетом того, что они будут встроены в стельку (мягкая основа)?
2. На чем можно моделировать угольные датчики? Или вы имели в виду натуральную модель датчика сделать?

Так похоже что большой точности и не надо, несколько градаций по уровню и можно без подбора...

Да, не надо. Но только проверка покажет как оно будет "надо". Надо попробовать.
В первую очередь конечно попробую угольный датчик, но не таблетку, а молотый уголь
внутри капсулы с контактами...надо будет капсулу придумать попроще.

Мягкая основа не годится. Их клеят на металл и измеряют малые девормации, скажем 10 - 200мкм. Загуглите этот вопрос.
Причём, если речь идёт о точных измерениях, сама стальная основа может иметь весьма причудливые формы, какой-то строгий коэффициент температурного расширения и т.д. Но это, как подмечено выше, для точных измерений.

Да, я имел ввиду натурную модель.

Прежде чем спросить на форуме, я просмотрел многие виды тензодатчиков. Потому и успросил, что для проволочных
диапазоны в сотни кг начальные...я видел. Но сейчас думаю сделать так. Возьму клей как связующее, смешаю с углем
и заполню смесью выемки в метализированной основе, сверху приклею пленку с дорожками-контактами. Толщина
датчика будет милиметра два. Посмотрю как будет работать. Клей можно выбрать гибкий что бы стелька гнулась.
Сверху и снизу еще наклею ткань.

По сути мне надо определить распределение давления по поверхности стопы. Так что само значение веса не важно,
важно дифференциальное включение датчиков и, соответственно, распределение. Так что идея с углем просто супер!
Во всяком случае пока так кажется...проверю, сообщу.

Проверил, сообщил!