Ide pertama : RFID. Satu tag (sangat murah) di bawah setiap bagian. Setiap tag harus mengidentifikasi jenis keping mana (dari {6 white} + {6 black} = 12 jenis yang berbeda). Satu sirkuit transceiver dan 1-ke-64 multiplexer untuk seluruh papan. Juga, 64 antena kecil, masing-masing di bawah setiap posisi papan. Transceiver beroperasi pada daya RF yang sangat rendah (Anda harus menemukan yang optimal, secara eksperimental). Dengan mengubah koneksi multiplexer, Anda memindai semua 64 posisi, dan membaca ID tag (jika ada) yang ada di masing-masing.
Saya tidak pernah menggunakan IC yang dibicarakan, tetapi dokumen ini mungkin membantu Anda menerapkan multiplexer RFID (yang akan menjadi bagian paling menantang, bersama dengan tata letaknya yang cermat).
Gagasan kedua : bedakan setiap jenis serpihan dengan permeabilitas magnetiknya yang unik. Untuk setiap bagian, Anda akan menambahkan massa tertentu di bagian bawahnya. Massa ekstra ini akan sama untuk semua 32 buah (sehingga pengguna merasa nyaman dengan mereka). Setiap massa tambahan akan menjadi jumlah dari dua massa: massa "magnetik", ditambah massa "kompensasi" (non-magnetik). Satu-satunya tujuan dari massa kompensasi adalah untuk membuat total massa ekstra sama dengan semua jenis potongan. Anda perlu membedakan 12 jenis potongan yang berbeda. Setiap jenis potongan harus memiliki massa magnetik dengan permeabilitas magnetik yang unik, . Anda mungkin akan memilih bahan dengan tinggi , tetapi ada banyak bahan yang dapat Anda pilih, masing-masing dengan berbeda (lihat satu tabelμ μμμμdi sini ).
Di bawah setiap posisi papan, Anda perlu melilitkan beberapa lilitan kawat (sehingga diameternya hampir sisi persegi). Anda akan memiliki 64 gulungan. Sekali lagi, gunakan multiplexer 1-ke-64, untuk menghubungkan hanya satu dari mereka ke induktansi meter. Perbedaannya, sekarang, adalah bahwa multiplexer tidak perlu berurusan dengan RF. Anda dapat mengikat satu simpul dari semua koil bersama-sama, dan menggunakan 64 switch analog (sangat murah), untuk mengarahkan, seperti yang saya katakan, satu koil ke induktansi meter. Rangkaian harus menentukan, dalam waktu sesingkat mungkin, berapa induktansi diri yang diukur pada masing-masing dari 64 kumparan. Tidak perlu banyak akurasi. Itu hanya perlu menentukan 13 nilai yang mungkin berbeda untuk L (yaitu kurang dari 4 bit!). Anda dapat bereksperimen dengan metode dalam domain waktu (mis., Menerapkan tegangan konstan, dan mengukur kemiringan arus), atau dalam domain frekuensi (misalnya, mencoba mencari frekuensi resonansi dengan cepat, dengan kapasitor tambahan tertentu). Untuk mencapai 12 nilai berbeda untuk L, Anda dapat bermain dengan permeabilitas yang berbeda, dan dimensi yang berbeda untuk bahan magnetik.
Karena Anda harus memindai 64 posisi (mengukur 64 induktansi diri) dalam waktu yang wajar, saya mungkin akan menggunakan pendekatan domain waktu. Misalnya, jika Anda membiarkan diri Anda 1 detik untuk membaca seluruh kondisi board, Anda memiliki 15,6 ms untuk setiap pengukuran induktansi. Menantang, tetapi bisa dilakukan.
Jika kecepatan akhirnya benar-benar menjadi hambatan, Anda bisa membuat sistem Anda 8x lebih cepat, jika Anda memasukkan 8 ujung depan analog, bukan satu. Setiap ujung depan akan dikhususkan untuk setiap baris di papan tulis. Dengan begitu, Anda dapat mengukur 8 induktansi diri secara bersamaan (memberi Anda 125 ms untuk setiap pengukuran, dan Anda akan tetap memiliki status papan keseluruhan dalam 1 detik). Saya yakin satu MCU, bahkan dengan ADC tunggal (dengan 8 saluran), sudah cukup.
Ini bisa (tanpa semua rincian) skema untuk setiap ujung depan (yang bisa menjadi satu untuk seluruh papan, atau satu untuk setiap baris, seperti yang disebutkan), dan cara untuk dengan cepat memperkirakan induktansi diri ke (N menjadi 8 atau 64). Node umum untuk kumparan akan menjadi yang teratas, dan sinyal kontrol untuk switch analog tidak ditampilkan, untuk kesederhanaan. TS akan konstan, dan VX sampel di TS akan digunakan untuk menghitung induktansi diri. TG akan sedikit lebih panjang dari TS.L NL.1L.N
Manfaat dari gagasan kedua ini: tidak melibatkan RF. Namun, Anda perlu membuat "tag" sendiri, dengan permeabilitas yang berbeda.