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Entwicklung eines kapazitiven Messsystems zur 3D Positionsbestimmung von Objekten
Simon Wasserthal
Betreuung: Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar
In den verschiedensten Bereichen bekommen alternative Bedienmethoden für diverse Gerätschaften immer mehr Zuspruch.
Das Prinzip der berührungslosen Gestenerkennung bietet vor allem Vorteile, wenn es um die benötigte Aufmerksamkeit des Benutzers, wie zum Beispiel in Fahrzeugen geht, oder aber auch beim Einsatz im Sanitärbereich, wo das Thema Hygiene eine große Rolle spielt.
Mittels kapazitiver Sensorik lässt sich berührungslos die Position einer Fingerspitze bestimmen. Dabei werden die Kapazitäten zwischen mehreren räumlich verteilten Elektroden gemessen.
Wichtige Aspekte bei der Kapazitätsmessung stellen die limitierte Messzeit, die hohe Auflösung, sowie die zeitlich parallele Kapazitätsmessung mehrerer Kanäle dar.
Abbildung 1: Bestimmung der dreidimensionalen Fingerspitzenposition mittels kapazitiver Sensorik.
Neben dem Schaltungsentwurf, dem Hardwarelayout sowie der Softwareprogrammierung, wurde ein mathematisches Modell zur Beschreibung der Kapazität zwischen zwei Elektroden in Abhängigkeit der Fingerspitzenposition erstellt.
Die dreidimensionale Position der Fingerspitze wurde anschließend mit Hilfe eines Positionsschätzers ermittelt. Die gewonnenen Positionsdaten sollen zukünftig als Grundlage für einen nachfolgenden Gestenerkennungsalgorithmus verwendet werden.
Schlagwörter: Gegenseitige Kapazität, Kapazitiver Näherungssensor, Berührungslose Gestenerkennung, Kapazitive Positionsbestimmung
11. Juli 2017
