Firmware - Ottobre 2014 / N°105 - (Page 5)

FOCUS ON tratta di dispositivi quasi sempre formati da una coppia fotoemettitore/fotoricevitore. Nonostante nascano come sensori di fondocorsa, un fotoemettitore viene montato davanti al suo fotoricevitore il quale smette di ricevere nel momento in cui una struttura fisica si interpone tra i due. Nel corso degli anni anni hanno visto crescere i loro campi d'utilizzo dagli swicth elettronici o isolatori galvanici ai sensori di distanza ed è proprio su questo campo d'utilizzo che svilupperemo il nostro dispositivo touchless. Il principio di funzionamento di un sensore di distanza è molto semplice, come detto si basa su una coppia fotoemettitore/fotoricevitore posizionati sullo stesso piano e fissati rigidamente ad un supporto normalmente di plastica. In ottica le leggi di Snell insegnano che un onda trasmessa lungo un corpo A, quando impatta un corpo B si sdoppia, generando un onda rifratta che continua il suo cammino attraverso il corpo B con una nuova direzione diversa da quella che aveva al momento dell'impatto, e un onda riflessa che in quanto tale ritorna sul corpo A con un direzione tale da generare rispetto al piano d'impatto un angolo uguale all'angolo d'incidenza. Ed è proprio grazie all'onda riflessa che questi dispositivi sono in grado di misurare le distanze; il fotoemettitore, infatti, emette un onda ad infrarossi la quale, incontrando un ostacolo, genera un onda riflessa che viene recepita dal fotoricevitore. In funzione dell'area, il dispositivo è in grado di calcolare l'angolo d'incidenza e quindi la distanza dell'oggetto su cui ha impattato l'onda. Ovviamente, affinchè il dispositivo funzioni correttamente, è necessario che il corpo abbia un buon fattore di riflessione e che l'onda riflessa cada all'interno dell'area del fotoricevitore, nella fattispecie nei fogli specifiche dei dispositivi in commercio viene sempre indicato il campo di funzionamento. Nel nostro caso, il corpo che rifletterà l'onda sarà un dito o una mano e quindi si avrà un buon coefficiente di riflessione, mentre per quanto riguarda le distanze basterà semplicemente aver cura nella scelta dei sensori da utilizzare in funzione dell'applicazione da realizzare. Scelti i sensori con i relativi campi di funzionamento, bisognerà disporli sull'area da sensorizzare in maniera tale da coprirla interamente, evitando di lasciare su quest'ultima "dead spot" ossia punti morti. La figura 3 mostra un esempio di posizionamento dei sensori tale da non creare per la mano o per il singolo dito dei punti morti. Diminuendo la distanza sul piano tra l'emettitore e il ricevitore si aumenta la risoluzione del dispositivo migliorando di conseguenza le prestazioni. Il problema dei punti morti, nonostante venga quasi sempre risolto dall'aumento dei sensori utilizzati, è soprattuto funzione della configurazione e dell'utilizzo Figura 4: Calcolo del Target di quest'ultimi. Nell'esempio mostrato in figura i sensori stanno su un piano e la mano si muove parallelamente a tale piano: nonostante questa soluzione sia ottima per le prestazioni del dispositivo touchless, è impraticabile in sostituzione di un touchscreen in quanto, ovviamente, i sensori coprirebbero lo schermo. Nel caso in esempio si potrebbero montare i sensori in una configurazione perpendicolare allo schermo, quasi a fare una cornice di quest'ultimo, ovviando al problema dell'occlusione a costo di un numero maggiore di sensori. Per questi motivi il numero di quest'ultimi e la configurazione in cui montarli varia da applicazione ad applicazione. Per motivi di semplicità, l'esempio che verrà presentato più avanti monterà tre sensori nella configurazione mostrata nella figura 3. IDENTIFICAZIONE MEDIANTE POSIZIONE Questa tecnica ricostruisce i movimenti del dito/mano calcolando in istanti successivi la posizione di quest'ultimo, l'algoritmo è quindi composto da tre fasi successive:

Tabella dei contenuti per la edizione digitale del Firmware - Ottobre 2014 / N°105

SOMMARIO
FOCUS on “Infrared Gesture Sensing”
Skills
Leggere le Termocoppie con TI MSP430
Rilevazione del Tocco Senza Interferenze
INside
File System in soluzione embedded: la proposta di Renesas
Analisi e Misura dell’Impedenza del Sangue
ANALOG Un controller per i motori Brushless DC
SPOTlight
PLL a N frazionario con VCO Integrato da oltre 6GHz
Addio DDR, Benvenuta Memoria Seriale!
Tools
MPLAB® Harmony: il framework targato Microchip
LA PIATTAFORMA ZYNQ-7000 AP SoC Intelligent Drives
ALTERA ModelSim
News
EVENTS zapping
Guida

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