🕹 Немного теории: типы датчиков нажатия

После моих статей много людей спрашивает про используемые нами датчики нажатия и отличия от конкурентов, давайте немного проясню этот момент. На данный момент на рынке существует четыре с половиной варианта считывания нажатия:

1. Кнопки или концевые переключатели – самый простой вариант, основанный на электромеханическом принципе замыкания/размыкания рабочей цепи. Именно такой вариант используют канадцы Activate Games (см. рисунок патента выше). Простой с точки зрения физики, но сложный с точки зрения реализации: нужно обеспечить подпружиненный механизм, который бы надежно срабатывал, не залипал и не ломался. Возможно поэтому у них играют только взрослые и ни на одном видео нет детей. При этом оргстекло плитки должно иметь свободный ход и не вылетать, для этого они используют на перекрестиях клейкие ленты (поз. 94/94А), которые могут отклеиваться под ногами, что видно на некоторых видео.

2. Емкостные датчики – основаны на принципе изменения емкости конденсатора при внесении в его электрическое поле какого-либо материала. Такие датчики используются во всех китайских пикселях как наиболее надежный и дешевый вариант: в качестве датчика выступает кусок проволоки под стеклом (см. второе фото выше) и специальная микросхема. Особенностью является регистрация нажатия на удалении от поверхности стекла без фактического касания или, наоборот, слабая чувствительность, если игрок в толстых кроссовках. Имеют особенность с калибровкой чувствительности и могут даже "залипать" во время игры.

3. Тензодатчики для измерения веса – датчики, преобразующие величину деформации в электрический сигнал. Такие датчики используют поляки Pixel XL, и мы в текущей конструкции (см. третье фото). Также могут залипать во время игры из-за давления соседних пикселей, что удается частично компенсировать подстройкой чувствительности нажатия: если играют дети – для них ставим вес нажатия 3-4 кг, а если взрослые – то 15-20 кг. Наличие аналогового сигнала вместо дискретного (вкл/выкл) позволяет разнообразить процесс игры и реализовать более сложные механики, будь то адаптивное перемещение платформы под игроком в пинг-понге, захват зоны общим весом игроков, перенос веса с ноги на ногу в механиках для фитнеса и т.д. В эту категорию можно отнести и тонкоплёночные датчики давления.

4. Оптические датчики – призваны реагировать на изменения в окружающей среде – появление в зоне видимости полупрозрачных и непрозрачных предметов, дыма, пара, аэрозолей. Такие датчики надёжны с точки зрения поломок, но имеют сложности с калибровкой чувствительности и температурной компенсацией (показания плывут от изменения температуры окружающей среды). К слову, я пять лет проработал на заводе "Аналитприбор" в секторе разработки газоаналитической техники на физических принципах измерения, 90% из которых была оптика. От того, наверное, и не выбрал этот путь 🙂

5. Компьютерное зрение – именно этот пункт я принял за половину, т.к не считаю его уместным в нашей области, но рассказать должен: для реализации этого метода используются видеокамеры и анализ изображения в реальном времени. Требует значительных вычислительных мощностей для отслеживания положения игроков. На рынке имеются решения в виде игровых проекторов, которые выводят картинку и считывают нажатия, но во время игры мешают тени и ощутимо тормозит отклик от нажатий. В качестве детской развлекухи пойдет, но не для нашего формата. Идея с нормальными "кнопками" – это удовольствие для мозга! Кнопка для игрока реальна и он более погружен в процесс, а в случаях с проекторами, камерами и прочим – всё это теряется.

🔜Сейчас у меня в работе новая версия электроники, которая должна стать еще более интересной и надежной, в т.ч в плане регистрации нажатий. To be continued...