本系统为测量人体感应电容的新式键盘设备。在电路中接入绘有铅笔轨迹的纸张,在触碰对应轨迹后,人体感应电容将会影响到整个电路,使用STM32F4微控制器采集并处理相应数据,将这种不利的影响转化为有用的触碰信号,同时,接入的物体不仅均为生活中常见的,而且廉价方便,进而制作出了更加轻薄便捷的新式无线键盘,同时衍生出多种趣味水果键盘。
1、水果键盘游戏外设
当前比较流行的音乐节奏游戏(以节奏大师为例),在触控设备上均有良好的交互效果,但使用普通键盘玩,却十分生硬,没有很好的用户体验。而水果不仅经常出现在我们的生活中,也很适合拍打,且为导体,因此我们设计使用水果键盘来操作这类音乐节奏游戏,增加趣味性。水果键盘使用单线单点的检测方式,通过对水果不断充放电实现检测功能。将数据发送到上位机之后,借助COM组件实现对电脑键盘的控制,实现游戏功能。
“节奏大师”游戏外设:
2、无线键盘设备
在采集到按键数据后,STM32F4由串口与蓝牙芯片连接,使用指定的蓝牙协议将数据发送到上位机或移动设备。上位机程序使用C#编写,移动设备以WinPhone8设备作演示。
手机蓝牙键盘:
电脑蓝牙键盘:
轻薄环保键盘:
3、水果电子琴
在STM32单片机采集到按键数据后,根据按下的键的信息,使用单片机DAC以DMA方式控制输出音频数据发出不同音调声音,对于STM32F4-DISCOVERY开发板,也可使用I2S协议,控制音频DAC输出音频数据。从而实现了水果电子琴功能。
香蕉电子琴:
系统创新:
1) 将人体感应电容对电路的不利影响合理地利用起来,使用生活中随处可见的物品(如A4纸、水果等)代替传统按键,制作出廉价的便携的新式键盘。
2) 使用施密特触发器结合stm32控制器中计数器实现对电容充放电时间的检测,进而实现对微小电容改变量的检测。
3) 将衍生出的水果键盘应用到合适的游戏中(例如节奏大师),大大增加了游戏趣味性和可玩性。同时也衍生出了水果电子琴等独特游戏。
4) 利用了铅笔轨迹的导电性及因轨迹长度导致的电容改变特性,实现了单路多触点的检测,大大减小了单片机I/O引脚的使用量。