Kategorie

Grove - czujniki odległości, ruchu i gestów

Panel sterowniczy jest kluczowym elementem w większości aplikacji przemysłowych oraz motoryzacyjnych. Wraz ze zwiększeniem złożoności sterowania oraz w zależności od warunków zewnętrznych (w tym środowiskowych), tradycyjny interfejs panelu sterowniczego wyposażony w przyciski i przełączniki może okazać się niewystarczający, a dodatkowo utrudniać sterowanie określonym procesem. Jednym z rozwiązań tego problemu, jest użycie bezdotykowych czujników reagujących na gestykulację operatora. W tej roli, znakomicie sprawdzą się moduły czujnikowe Grove, które reagują na ruch i gestykulację człowieka.

Wszechstronne zastosowania sterowania bezdotykowego

Pierwsze implementacje urządzeń czujnikowych do sterowania bezdotykowego, były wykorzystywane do wykrycia obiektu zbliżającego się w stronę czujnika i w odpowiedzi wysłania sygnału wyzwalającego w celu uruchomienia odpowiedniego procesu. Bramy automatyczne, dozowniki mydła, oświetlenie ganków na obiektach budowlanych, suszarki do rąk, czy urządzenia wspomagające parkowanie w samochodzie, wykorzystują czujniki bezdotykowe jako źródło informacji wejściowej. Do tego celu, wykorzystywane są czujniki odległości, które od strony schematu elektrycznego przypominają przełączniki dwustanowe, a także czujniki gestów, które rozpoznają ruchy gestykulacyjne operatora w trzech wymiarach i dzięki temu umożliwiają sterowanie obiektami w intuicyjny sposób. Sterowanie gestykulacyjne umożliwia użytkownikowi także dopasowanie odpowiedzi obiektu sterowanego do zakresu wykonywanego ruchu widzianego przez czujnik. Jest to jedna z kluczowych funkcji w systemach do obsługi gier wideo.

Wykrywanie gestów za pomocą czujników IR

Układy sterowania bezdotykowego w rozbudowanych konsolach do gier wideo, wykorzystują lasery i specjalne kamery, które rejestrują ruchy gracza. Dzięki możliwości wykrywania różnych prostych ruchów, proste czujniki ruchu znalazły zastosowanie w urządzeniach RTV, elektrycznych instrumentach muzycznych, a także w motoryzacji. Przykładowo, zmiana stacji radiowej w sposób bezdotykowy, będzie wymagała machnięcia dłonią w lewą lub prawą stronę, w polu widzenia czujnika. Natomiast regulacja głośności może odbywać się poprzez zbliżenie bądź oddalenie dłoni od czujnika. W m.in. takich aplikacjach, najbardziej korzystnym technicznie i cenowo rozwiązaniem, jest użycie czujników światła podczerwonego (IR). W jednym z najprostszych ujęć, czujniki IR zbudowane są z dwóch diod emitujących światło podczerwone (emitera) oraz umieszczonego między nimi odbiornika podczerwieni. Promieniowanie pochodzące z emitera podczerwieni, ma zwykle charakterystykę silnie kierunkową. Kiedy machasz dłonią przed emiterem czujnika IR, odbite od jej powierzchni światło podczerwone wykryte przez odbiornik IR będzie charakteryzowało się zmianą natężenia, proporcjonalną do wykonanego ruchu - przykładowo, wykonując ruch dłoni od lewej do prawej strony czujnika, amplituda sygnału z emitera IR będzie wzrastała i analogicznie w przeciwnym kierunku ruchu dłoni. Następnie, czujnik IR wysyła sygnał do mikrokontrolera, który za pomocą wgranego programu analizuje dane wejściowe pod kątem prędkości wykonania gestu oraz jego rodzaju i kierunku, a następnie w zależności od tych czynników wysyła sygnały sterujące do odpowiednich urządzeń wyjściowych.