Software zu textilem Drucksensor

Type: Semester thesis
Student: Elias Bürli and Daniel Hösli
Advisor: Jan Meyer
Project: Textile Pressure Sensor

In dieser Semesterarbeit wurde eine Software für den textilen Drucksensor, der hier am Institut erforscht wird, entwickelt. Der Drucksensor arbeitet auf kapazitiver Basis, das heisst, er ist aus zwei elektrisch leitfähigen Stofflagen aufgebaut, die durch eine Schicht Füllstoff getrennt sind. Drückt man auf die so entstandenen Kapazitäten, wird der Füllstoff komprimiert, die Kapazitäten ändern sich.

Der bestehende Sensor

Die Software kommuniziert über den USB Port seriell mit der in einer Vorgängerarbeit entwickelten Kontrollelektronik, die die Kapazitätswerte der einzelnen Sensorfelder ausliest. Diese Messwerte werden vom GUI aufgenommen, und in Echtzeit im dreidimensionalen Raum dargestellt. Um die Sensoren im dreidimensionalen Raum darzustellen, wurde eine Umfangreiche Datenstruktur geschaffen. Sie ermöglicht, Sensoren mit nahezu beliebiger Anordnung der Felder als interpolierte Oberfläche darzustellen, dazu werden Nonuniform Rational Basis-Splines (NURBS) verwendet. Falls kritische Druckbelastungen auftreten, wird dies dem Benutzer mitgeteilt, indem die betroffene Region rot eingefärbt wird. Die Messbedingungen müssen an die herrschenden Umgebungsbedingungen angepasst werden können, dies wird mit der Kalibrationsroutine der Software erreicht.

Natürlich müssen die Sensoren, bevor sie benutzt werden können, definiert werden. Dafür wird vom GUI ein komfortabler Dialog angeboten, der die definierte Sensorgeometrie als Vorschau darstellen kann. Der Dialog unterscheidet zwischen zwei verschiedenen Arten von Sensoren. Zum einen können regelmässige Sensoranordnungen mit wenigen Mausklicks definiert werden, zum andern ist auch die Eingabe einzelner Sensorfelder für die Definition exotischerer Sensormodelle möglich. Die dort definierten Sensoren können für die spätere Anwendung abgespeichert werden.

Damit Sensordaten auch zu einem Zeitpunkt nach der Aufzeichnung ausgewertet werden können, bietet das Programm die Möglichkeit, die Messwerte abzuspeichern. Die gespeicherten Werte können später wieder geladen und angezeigt werden.

Die Software wurde grundsätzlich so programmiert, dass spätere Erweiterungen problemlos möglich sind, und auch eine eventuelle Portierung auf ein anderes Betriebssystem nicht allzu viel Aufwand erfordert.