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Aufbau eines Messsystems mit kapazitiven Näherungssensoren zur Positionsbestimmung von Objekten

Peter Philipp Hanns

Peter Philipp Hanns

Herr DI Leonhard Haslinger forscht in seiner Dissertation an der kapazitiven Positionsbestimmung von menschlichen Fingern als Basis zur Gestenerkennung. Dies geschieht in Zusammenarbeit mit der Firma WimTec Sanitärprodukte GmbH, welche hervorragende Produkte im Sanitärbereich entwickelt und vertreibt. Mit den Ergebnissen wird der Entwicklungsstand der berührungslos bedienbaren Sanitärprodukte erweitert.
Mit diesem Hintergrund wird ein Messsystem auf Basis des Kapazitätsmesschips FDC1004 von Texas Instruments aufgebaut. Von Seiten der Hardware wird u.a. eine Messungen durchführende Platine (Hauptmessplatine), sowie eine Elektrodenstruktur entworfen und gefertigt. Von Seiten der Software wird eine Steuerung mittels Microcontroller realisiert. Zur Reduzierung von Störeinflüssen durch parasitäre Kapazitäten wird das Konzept der Common Guard Schirmung verfolgt, welches vorsieht, dass als einheitliches Schirmsignal das Messsignal verwendet wird. Die mithilfe der entwickelten Messhardware durchgeführten Messungen werden ausgewertet und mit Simulationen und einem für diese Anwendung adaptierten Modell verglichen. Anhand dieses Modells wird dann auf die Position von der Elektrodenstruktur nahekommenden Objekten zurückgerechnet, welche mit der tatsächlichen verglichen wird. Um reproduzierbare Messungen zu gewährleisten werden diese mithilfe eines 3-Achssystems und einem dem menschlichen Finger nahekommenden Modell (geerdeter Messingzylinder) durchgeführt.

Abbildung 1: Diese Abbildung zeigt das Messsystem, das Messobjekt und dessen Handhabung.

Abbildung 1: Diese Abbildung zeigt das Messsystem, das Messobjekt und dessen Handhabung.

Schlagworte: Mensch-Maschine-Schnittstelle, Kapazität, berührungslos, Gestenerkennung

04. August 2017