giovedì 5 giugno 2014

Arduino con la sola imposizione delle mani

(il post è stato modificato dopo la pubblicazione iniziale)


Questo nel filmato è il prototipo di un giocattolone che raggiungerà un metro e mezzo di lato. Il basamento in legno con tutti i tubini di ottone lo ha costruito il collega Stefano, non avrei mai potuto fare un lavoro così tanto preciso! Scopo del gioco? Far raggiungere l'altro capo di ogni tubino dalla piccola maniglia senza che questa tocchi mai il tubino stesso. Un po' come L'allegro chirurgo .

Come funziona?

Il sito sul quale ho trovato tutte le informazioni è questo:
http://playground.arduino.cc/Main/CapacitiveSensor?from=Main.CapSense
l'immagine che spiega bene tutto (!!) è questa qui:




chi lo ha fatto meglio di me




Parlando in termini di Arduino:

Prima di tutto si carica la libreria dei cap sensor
#include <CapacitiveSensor.h> che trovate qui
poi vado a dichiarare quale dei pin emette il pwm e quale riceve
CapacitiveSensor *nome del sensore*= CapacitiveSensor(*numero pin emettitore*, *numero pin ricevitore*);
Imposto così uno dei pin di Arduino come emettitore di un segnale PWM che invio ad un altro pin, quello ricevitore (di fatto in ascolto del segnale PWM inviato). Il tempo che intercorre tra l'invio e la ricezione di questo treno di impulsi dipende appunto oltre che dalla resistenza (fissa) anche dalla Capacità del circuito che varia più o meno in funzione della vostra presenza.
Nel resto del programma inserisco una tara sul valore di tempo tra "spedizione e ricezione", 30 msec in questo esempio, e poi un valore di soglia che serve ad aggiustare un po' il tiro sul valore totale.
Ho inserito anche la libreria "pitches.h", che riporto alla fine, serve per suonare una melodia differente ogni volta che si verifica la condizione di "tubo toccato".

Il circuito:

Come si vede nell'immagine lo schema è molto semplice: si collega una resistenza tra il pin in unscita e quello in ingresso, a valle va il contatto capacitivo, tutto qui.
Il valore della resistenza varia in funzione della sensibilità che, come indicato sul sito Arduino, sarà più o meno:
1   Mohm solo a contatto
10 Mohm tra 10 e 15 cm circa
40 Mohm tra 30 e 60 cm circa

Nella foto qui sopra il circuito un pochino pasticciato del prototipo, la shield era stata creata per un Arduino Mega, qui riciclata. 
In basso a destra c'è il cicalino collegato sul morsetto azzurro in basso a sinistra.
Il cavo grigio (un cavo ethernet cat 5 riciclato) collega i led bianchi sulla basetta in legno, appena a sinistra del connettore le resistenze per i led.
Subito sopra il connettore che collega i quattro sensori con le relative resistenze da 10 mega.
Una bella piattina riciclata da un bus dati collega i pin di uscita che comandano, tramide dei mosfet N, una barra led RGB che proviene dritta dritta dal mio camper. Quattro sensori = 4 colori, RGB e... in lato a destra un bell'accrocchio con dei diodi, la quarta uscita mosfet alimenta sia il rosso che il verde e quindi "giallo".


Il mio Sketch:

#include <CapacitiveSensor.h>
#include "pitches.h"
CapacitiveSensor Uno = CapacitiveSensor(7, 5);
CapacitiveSensor Due = CapacitiveSensor(7, 4);
CapacitiveSensor Tre = CapacitiveSensor(7, 3);
CapacitiveSensor Quattro = CapacitiveSensor(7, 2);
int soglia = 400;
int redPin = 8;
int greenPin = 9;
int bluePin = 10;
int yellowPin = 11;
int buzzer = 12;
boolean UnoTouch = false;
boolean DueTouch = false;
boolean TreTouch = false;
boolean QuattroTouch = false;
void setup()
{
  pinMode(redPin, OUTPUT);
  pinMode(greenPin, OUTPUT);
  pinMode(bluePin, OUTPUT);
  pinMode(yellowPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzer, OUTPUT);

// Forza la disattivazione dell'autocalibrazione ma perchè
Uno.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
Due.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
Tre.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
Quattro.set_CS_AutocaL_Millis(0xFFFFFFFF);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
//**************************************************
long start = millis();
long totale1 = Uno.capacitiveSensor(30);
long totale2 = Due.capacitiveSensor(30);
long totale3 = Tre.capacitiveSensor(30);
long totale4 = Quattro.capacitiveSensor(30);
if(totale1 > soglia && !UnoTouch){
Serial.println("uno");
digitalWrite(redPin, HIGH);
tone(buzzer, 1500);
delay (200);
tone(buzzer, 800, 200);
UnoTouch = true;
}
else{UnoTouch = false;}

if(totale2 > soglia && !DueTouch){
Serial.println("due");
digitalWrite(greenPin, HIGH);
tone(buzzer, 800);
delay (200);
tone(buzzer, 1500, 200);
DueTouch = true;
}
else{DueTouch = false;}

if(totale3 > soglia && !TreTouch){
Serial.println("tre");
digitalWrite(bluePin, HIGH);
tone(buzzer, 1800);
delay (150);
noTone(buzzer);
delay(50);
tone(buzzer, 1800, 200);
TreTouch = true;
}
else{TreTouch = false;}

if(totale4 > soglia && !QuattroTouch){
Serial.println("quattro");
digitalWrite(yellowPin, HIGH);
tone(buzzer, 800);
delay (150);
noTone(buzzer);
delay(50);
tone(buzzer, 800, 200);
QuattroTouch = true;
}
else{QuattroTouch = false;}
//**************
digitalWrite(redPin, LOW);
digitalWrite(greenPin, LOW);
digitalWrite(bluePin, LOW);
digitalWrite(yellowPin, LOW);
}

*********************
la libreria pitches.h

// This file contains a list of 8 octaves worth of pitches
//  that correspond to notes on the piano.
#define NOTE_B0  31
#define NOTE_C1  33
#define NOTE_CS1 35
#define NOTE_D1  37
#define NOTE_DS1 39
#define NOTE_E1  41
#define NOTE_F1  44
#define NOTE_FS1 46
#define NOTE_G1  49
#define NOTE_GS1 52
#define NOTE_A1  55
#define NOTE_AS1 58
#define NOTE_B1  62
#define NOTE_C2  65
#define NOTE_CS2 69
#define NOTE_D2  73
#define NOTE_DS2 78
#define NOTE_E2  82
#define NOTE_F2  87
#define NOTE_FS2 93
#define NOTE_G2  98
#define NOTE_GS2 104
#define NOTE_A2  110
#define NOTE_AS2 117
#define NOTE_B2  123
#define NOTE_C3  131
#define NOTE_CS3 139
#define NOTE_D3  147
#define NOTE_DS3 156
#define NOTE_E3  165
#define NOTE_F3  175
#define NOTE_FS3 185
#define NOTE_G3  196
#define NOTE_GS3 208
#define NOTE_A3  220
#define NOTE_AS3 233
#define NOTE_B3  247
#define NOTE_C4  262
#define NOTE_CS4 277
#define NOTE_D4  294
#define NOTE_DS4 311
#define NOTE_E4  330
#define NOTE_F4  349
#define NOTE_FS4 370
#define NOTE_G4  392
#define NOTE_GS4 415
#define NOTE_A4  440
#define NOTE_AS4 466
#define NOTE_B4  494
#define NOTE_C5  523
#define NOTE_CS5 554
#define NOTE_D5  587
#define NOTE_DS5 622
#define NOTE_E5  659
#define NOTE_F5  698
#define NOTE_FS5 740
#define NOTE_G5  784
#define NOTE_GS5 831
#define NOTE_A5  880
#define NOTE_AS5 932
#define NOTE_B5  988
#define NOTE_C6  1047
#define NOTE_CS6 1109
#define NOTE_D6  1175
#define NOTE_DS6 1245
#define NOTE_E6  1319
#define NOTE_F6  1397
#define NOTE_FS6 1480
#define NOTE_G6  1568
#define NOTE_GS6 1661
#define NOTE_A6  1760
#define NOTE_AS6 1865
#define NOTE_B6  1976
#define NOTE_C7  2093
#define NOTE_CS7 2217
#define NOTE_D7  2349
#define NOTE_DS7 2489
#define NOTE_E7  2637
#define NOTE_F7  2794
#define NOTE_FS7 2960
#define NOTE_G7  3136
#define NOTE_GS7 3322
#define NOTE_A7  3520
#define NOTE_AS7 3729
#define NOTE_B7  3951
#define NOTE_C8  4186
#define NOTE_CS8 4435
#define NOTE_D8  4699
#define NOTE_DS8 4978

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