Rilevazione impulso luminoso su una piastra (tipo touchscreen)

[cicciopasticcio1]

Ciao ragazzi,

stavo cercando un dispositivo che lavorasse tipo touchscreen ma in funzione anzichè del tocco di un raggio laser proiettato su una piastra rilevatrice: in tempo reale dovrebbe dirmi la posizione del puntatore sulla piastra.

Conoscete qualcosa che potrebbe avvicinarsi a questo oggetto, o anche qualche azienda che potrebbe costruirlo ad hoc su ordinazione ? Grazie! :D

[xenom]

Ciao ragazzi,

stavo cercando un dispositivo che lavorasse tipo touchscreen ma in funzione anzichè del tocco di un raggio laser proiettato su una piastra rilevatrice: in tempo reale dovrebbe dirmi la posizione del puntatore sulla piastra.

Conoscete qualcosa che potrebbe avvicinarsi a questo oggetto, o anche qualche azienda che potrebbe costruirlo ad hoc su ordinazione ? Grazie! :D

ti serve praticamente una matrice di fotodiodi, esattamente analoga ai CCD delle telecamere, solo che anziché fornire un'immagine ti fornisce le coordinate del fotodiodo eccitato..

il punto è: non so se esiste una cosa del genere, anche perché tieni conto che:
1) l'accuratezza che vuoi ottenere è in funzione della densità di fotodiodi (l'analogo dei pixel negli LCD)
2) se ti serve una grossa superficie è richiesta una quantità immensa di fotodiodi

spiega meglio quello che vuoi fare, perché se devi coprire un'area anche superiore al cm^2 con un'accuratezza paragonabile alla lunghezza d'onda del laser la vedo dura...

PS: potrei aver scritto vaccate, mi sono basato sulle mie conoscenze

[Athlon]

una soluzione potrebbe essere quella di fare una lastra tonda di materiale traslucido con dei fotoresistori lungo la circonferenza.

Il raggio incidente viene disperso nella lastra e i vari fotodiodi sulla circonferenza rilevano varie intensita' luminose a seconda della distanza tra il fotodiodo ed il punto di arrivo del raggio , con un po' di calibrazione si riesce ad ottenere una buona precisione, teoricamente basterebbero 3 fotodiodi , pero' di solito se ne usano 6 o 8 per avere piu' precisione

[xenom]

una soluzione potrebbe essere quella di fare una lastra tonda di materiale traslucido con dei fotoresistori lungo la circonferenza.

Il raggio incidente viene disperso nella lastra e i vari fotodiodi sulla circonferenza rilevano varie intensita' luminose a seconda della distanza tra il fotodiodo ed il punto di arrivo del raggio , con un po' di calibrazione si riesce ad ottenere una buona precisione, teoricamente basterebbero 3 fotodiodi , pero' di solito se ne usano 6 o 8 per avere piu' precisione

... E' geniale :eek:

non avevo pensato ad una soluzione analogica .. questa è veramente geniale :eek:

[cicciopasticcio1]

Ottima idea athlon! :D

io pensavo ad una soluzione analogica del genere solo che pensavo ad un solo grande fotodiodo grande quanto la piastra che crea una differenza di potenziale solo nel punto in cui illuminato, senza usare una matrice. Poi tale ddp verrebbe trasferita ad una base metallica resistiva per cui misurando i valori di corrente in diversi punti lungo la circonferenza si dovrebbe capire dove è stato generato quell'impulso. Ma forse questa soluzione è peggiore (e non so se è fattibile).

Secondo il tuo schema, poi, la selettività poi dovrebbe essere effettuata attraverso filtri che fanno passare solo la lunghezza d'onda del laser.

L'unico vero problema è: il valore di posizione non verrebbe fortemente falsato dal variare dell'inclinazione rispetto alla piastra translucida?
Si può risolvere aumentando il numero dei sensori (teoricamente, non ne basterebbero solo due) ? Considerando anche l'inclinazione del raggio immagino arrivino a minimo quattro.

[cicciopasticcio1]

Qualcuno sa consigliarmi una frequenza da adoperare per il laser e i sensori (diodi) ? Devono essere compatibili in frequenza e contemporaneamente devono interferire il meno possibile con la luce solare.

Pensavo di escludere gli infrarossi, e che gli UV sarebbero ottimi.

Nel caso volessi fare una matrice, quindi la soluzione "digitale" su pcb, sarebbe possibile sostituire i fotodiodi con delle piccolissime celle fotoelettriche, grandi tipo 1x10 mm, in modo tale che la tavoletta ricevente venga alimentata dal laser stesso?

[xenom]

Qualcuno sa consigliarmi una frequenza da adoperare per il laser e i sensori (diodi) ? Devono essere compatibili in frequenza e contemporaneamente devono interferire il meno possibile con la luce solare.

Pensavo di escludere gli infrarossi, e che gli UV sarebbero ottimi.

Nel caso volessi fare una matrice, quindi la soluzione "digitale" su pcb, sarebbe possibile sostituire i fotodiodi con delle piccolissime celle fotoelettriche, grandi tipo 1x10 mm, in modo tale che la tavoletta ricevente venga alimentata dal laser stesso?

per gli uv potresti in effetti utilizzare dei laser blu ray, lavorano sul blu-uv.. intorno ai 400 nm se non erro. si trovano a poco e sono facili da alimentare.

per quanto riguarda le celle fotoelettriche secondo me non è possibile, l'energia è troppo densa essendo un laser e la potenza troppo piccola.. considerando che per ragioni di sicurezza sarebbe meglio evitare di superare i 10 mW di luce laser, riusciresti a recuperare meno di 10 mW che comunque è gran poco anche per la logica, penso...

ma prendi tutto con le pinze, semmai posso fornirti dettagli migliori sui laser

[cicciopasticcio1]

per gli uv potresti in effetti utilizzare dei laser blu ray, lavorano sul blu-uv.. intorno ai 400 nm se non erro. si trovano a poco e sono facili da alimentare.

per quanto riguarda le celle fotoelettriche secondo me non è possibile, l'energia è troppo densa essendo un laser e la potenza troppo piccola.. considerando che per ragioni di sicurezza sarebbe meglio evitare di superare i 10 mW di luce laser, riusciresti a recuperare meno di 10 mW che comunque è gran poco anche per la logica, penso...

ma prendi tutto con le pinze, semmai posso fornirti dettagli migliori sui laser

Lasciando stare la questione delle celle fotoelettriche,
Secondo questo grafico

http://www.intercast.it/scienza/Image1.gif

le frequenze meno presenti nello spettro solare al di sotto dell'atmosfera sono 300 nm (UVB), 1400 nm e 1800 nm (IR). Quindi se questa analisi è giusta dovrei trovare un laser vicino ad una di queste lunghezza d'onda ed un fotodiodo pienamente compatibile.

Si può utilizzare i 300 nm dell'uvb, con un laser che punti almeno a 200 m, quindi una potenza come dici di almeno 10 mW ?

Dovrebbe essere un laser ad eccimeri
http://it.wikipedia.org/wiki/Laser_a_eccimeri ma a quanto leggo sono dispositivi molto grandi e costosi.

[xenom]

Lasciando stare la questione delle celle fotoelettriche,
Secondo questo grafico

http://www.intercast.it/scienza/Image1.gif

le frequenze meno presenti nello spettro solare al di sotto dell'atmosfera sono 300 nm (UVB), 1400 nm e 1800 nm (IR). Quindi se questa analisi è giusta dovrei trovare un laser vicino ad una di queste lunghezza d'onda ed un fotodiodo pienamente compatibile.

Si può utilizzare i 300 nm dell'uvb, con un laser che punti almeno a 200 m, quindi una potenza come dici di almeno 10 mW ?

Dovrebbe essere un laser ad eccimeri
http://it.wikipedia.org/wiki/Laser_a_eccimeri ma a quanto leggo sono dispositivi molto grandi e costosi.

allora, ti conviene assolutamente puntare sui diodi laser. tutti gli altri laser ti costano una valanga di soldi, soprattutto ad alte potenze.

Non sapevo dovessi coprire una distanza così lunga, la cosa potrebbe diventare un problema... non so se 10 mW siano sufficienti.
Hai considerato poi la divergenza del fascio? a 200 metri avrai un dot sicuramente più grosso di quello di uscita.. i diodi laser poi hanno una divergenza abbastanza ampia... dubito che a 200 metri avrai un punto con diametro inferiore ai 5-10 mm, tienilo presente... purtroppo non sono mai riuscito a fare una verifica sul campo con i miei laser

per quanto riguarda la lunghezza d'onda, se vuoi stare sull'economico l'unica è usare laser blu ray (facilmente reperibili anche su ebay a poco prezzo), lavorano sui 405 nm (UVA) oppure andare sull'infrarosso, sugli 808 nm.. forse trovi qualcosa anche a 900 nm. se vai più su, il prezzo aumenta drasticamente e sorgono altre difficoltà tecniche (assorbimento dell'infrarosso e diminuzione di sensibilità del rilevatore)

se punti sull'UVB, rosso o sull'IR vicino te la puoi cavare con poche decine di euro anche con potenze considerevoli (100 mW+), mentre in tutti gli altri casi i prezzi diventano abbastanza folli (100+ euro, se vai su laser ad eccimeri, dpss o a gas probabilmente vai anche sulle migliaia di eur)

[cicciopasticcio1]

Che tu sappia esiste un diodo laser che lavora sull'UVB sui 300 nm ? Sto cercando ma non trovo gran chè.

Credo che la banda dei 400 nm sia troppo "affollata". In ogni caso dovrei trovare un fotodiodo quasi perfettamente compatibile.

PS.
http://www.crystalaser.com/laser/uv-laser.html

Ho trovato un laser UV Laser 266 nm 75 mW 50 mW 30 mW 20 mW

Da 20 mW non dovrebbe essere pericoloso, 1 mrad di divergenza e 0.25 mm di diametro all'origine.

Riguardo la divergenza essa si può facilmente eliminare andando a calcolare il vero centro del punto sulla matrice, quindi non è un problema.

[xenom]

Che tu sappia esiste un diodo laser che lavora sull'UVB sui 300 nm ? Sto cercando ma non trovo gran chè.

Credo che la banda dei 400 nm sia troppo "affollata". In ogni caso dovrei trovare un fotodiodo quasi perfettamente compatibile.

PS.
http://www.crystalaser.com/laser/uv-laser.html

Ho trovato un laser UV Laser 266 nm 75 mW 50 mW 30 mW 20 mW

Da 20 mW non dovrebbe essere pericoloso, 1 mrad di divergenza e 0.25 mm di diametro all'origine.

Riguardo la divergenza essa si può facilmente eliminare andando a calcolare il vero centro del punto sulla matrice, quindi non è un problema.

dipende dal tuo budget, quello è un laser SSP al neodimio... sicuramente non vai sotto i 500 euro :asd:

che io sappia diodi laser sotto i 400 nm di comuni non ne esistono, penso esistano dei modelli speciali, ma molto costosi, sui 300-350 nm..

edit potresti pensare ad un sistema alternativo per l'interferenza della luce solare: butto lì delle idee.. costruire una spece di "tunnel" che copre il sensore, in modo che solo i raggi di luce paralleli al sensore lo possano colpire.. in questo modo eviti significativamente l'eposizione solare.
Dopo puoi pensare anche a dei filtri selettivi che fanno passare solo un ristretto range di lunghezze d'onda. Secondo me puoi utilizzare 808 o meglio 900 nm come lunghezza d'onda, come puoi vedere nello spettro c'è un affossamento pesante proprio sui 900 nm... se poi usi filtri vari e tieni al buio il sensore, potrebbe essere una buona soluzione secondo me.
i laser da 808 nm sono fra i più economici, li trovi anche da 900 nm ma non costano tanto di più. Ah, evita i laser multimode che sono un casino per divergenza e forma del fascio

[cicciopasticcio1]

Chiaro, ti ringrazio.

Per una matrice di fotodiodi, invece, hai qualche consiglio?

Bisogna collegarli necessariamente ad un anodo comune e c'è bisogno di una pista per il catodo di ogni fotodiodo, o c'è qualche "trucchetto" ?