Quanti di noi si sono avvicinati all'elettronica perché attratti dalla miriade di interruttori, manopole, luci e altri comandi degni di un vero gadget? Facciamo un salto in avanti di parecchi anni e quel fascino è ancora lì, solo che ora è stato sostituito dal fattore "GUI accattivante": prodotti elettronici con un'interfaccia elegante e seducente. Al centro di queste interfacce di prodotto in continua evoluzione (e sempre più compatte) c'è il controllo touch. Discreto ma potente, il controllo touch rende un prodotto più efficiente da usare, in genere riduce i costi di produzione e, sostituendo interruttori e manopole meccanici – soggetti all'inevitabile usura – aumenta la durata del prodotto. Prendete in mano il vostro dispositivo smart preferito e vi renderete presto conto che senza il controllo touch semplicemente non sarebbe, beh, così smart, e di certo sarebbe molto meno coinvolgente e divertente.
Altium Designer offre il supporto per la creazione di pattern di sensori capacitivi planari sul PCB. Sono supportati i seguenti fornitori:
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Atmel Touch Controls – sono disponibili vari pattern di sensori a capacità propria e a capacità mutua (pulsanti, ruote, slider), da utilizzare con i controller sensore Atmel® QTouch® e QMatrix®.
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Cypress Touch Controls – sono disponibili vari pattern di sensori a capacità propria (pulsanti, slider), da utilizzare con i controller Cypress® CapSense®.
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Microchip Touch Controls – sono disponibili vari pattern di sensori a capacità propria (anello, slider), da utilizzare con i controller Microchip® mTouch®.
Per accedere al supporto Touch Sensor di un determinato fornitore in Altium Designer, la funzionalità Atmel QTouch, Cypress Capsense e/o Microchip mTouch deve essere abilitata per l'installazione di Altium Designer. Queste funzionalità possono essere abilitate/disabilitate dopo l'installazione.
Per ulteriori informazioni sulla modifica delle funzionalità core installate, fare riferimento alla pagina Installing & Managing (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).
Verificare tramite Windows Explorer che i file di libreria corrispondenti siano ora disponibili nella cartella associata in \Users\Public\Documents\Altium\AD<solution>\Library (per un'installazione predefinita) – 
. L'abilitazione del supporto touch sensor per un determinato fornitore installa la libreria pertinente dei componenti necessari per le diverse tecnologie di sensori touch supportate da quel fornitore, incluse ruote touch, slider e pulsanti. Tutti i componenti sono configurabili e consentono di specificare dimensioni e orientamenti delle geometrie del sensore touch, in base ai requisiti del progetto.
Implementazione del sensore
Un sensore touch viene implementato in un progetto posizionando e configurando il tipo di sensore richiesto da una libreria integrata dedicata. È possibile accedere alla finestra di configurazione associata (QTouch Component dialog, CapSense Component dialog oppure mTouch Component dialog) per un componente sensore facendo clic con il tasto destro sul componente e scegliendo Configure dal menu contestuale.
Si noti che, sebbene sia possibile usare il menu a discesa Sensor Component Type nelle finestre di dialogo per passare rapidamente a un tipo diverso di componente sensore (il simbolo grafico verrà aggiornato di conseguenza), il Comment e il Description del componente, così come il Design Item ID (per il componente di libreria collegato), continueranno a riflettere e a fare riferimento al tipo di sensore originale posizionato.
Una volta configurato come richiesto, è sufficiente aggiornare il PCB di destinazione: viene utilizzato un ECO per applicare le modifiche necessarie, con conseguente creazione del pattern del sensore da posizionare sul PCB. A quel punto basta collocare i sensori sulla scheda nelle posizioni richieste per l'interfaccia utente del prodotto, quindi collegarli ai controller touch sensor applicabili. Ogni componente sensore sul PCB non è un footprint nel senso tradizionale, ma piuttosto il vero e proprio pattern di elettrodi in rame. Durante l'assemblaggio della scheda, sopra un sensore viene posizionato un pannello di copertura.
Sebbene i pattern di sensori di tipo a capacità propria possano essere utilizzati con o senza un pannello sovrastante, le implicazioni relative alle scariche elettrostatiche (ESD) - per il dispositivo controller associato - rappresentano un fattore determinante nell'uso di tale pannello. Per i sensori slider e wheel basati su capacità mutua, più canali hanno connessioni univoche degli elettrodi X verso il controller sensore, con una connessione comune dell'elettrodo Y. Tali sensori dovrebbero essere utilizzati con un pannello sovrastante, incollato senza intercapedini d'aria. È il pannello a fornire un mezzo adatto per i campi elettrici tra gli elettrodi X e Y.
Implementare un controllo touch è semplicissimo – basta posizionare sullo schema il componente del tipo di sensore richiesto, configurarlo in base alle esigenze del progetto, quindi trasferire le modifiche al PCB per ottenere il pattern del sensore.
Un pattern di sensore può anche essere modificato dal lato PCB e le modifiche possono essere riportate al foglio schematico pertinente tramite un ECO.
Le sezioni seguenti esaminano più da vicino i componenti sensore configurabili disponibili per il posizionamento in un progetto, le relative opzioni di configurazione e il pattern di sensore risultante ottenuto sul lato PCB. In ogni caso, vengono presentate le configurazioni predefinite.
Atmel Touch Controls
La finestra di dialogo QTouch Component fornisce i controlli per configurare un componente sensore touch su un foglio schematico durante la creazione di pattern di sensori capacitivi planari sul PCB da utilizzare con la gamma di controller sensore Atmel® QTouch® e QMatrix® a cui si collegano i corrispondenti elettrodi dei pattern del sensore.
Atmel Touch Controls – sensori supportati di tipo a capacità propria
I seguenti sensori di tipo a capacità propria sono supportati per l'uso nei progetti PCB.
QTouchButton – Button (or Key) Sensor (Single Channel)
Usare il componente QTouchButton per implementare un sensore a pulsante (o tasto). Si tratta di un sensore a capacità propria, zero-dimensionale, con un singolo canale per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è un semplice elettrodo di forma rettangolare.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente QTouchButton
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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height - l'altezza del pattern del sensore (fino a 1000 mm).
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width - la larghezza del pattern del sensore (fino a 1000 mm).
SmallQTouchSlider – Small Spatially-interpolated Slider Sensor (3 Channels)
Usare il componente SmallQTouchSlider per implementare un sensore slider di piccole dimensioni. Si tratta di un sensore a capacità propria, unidimensionale, a interpolazione spaziale, con tre canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da semplici elettrodi di forma rettangolare. Il pattern è costituito da due elettrodi di dimensione piena per i canali 1 e 2, con il canale 3 suddiviso in due elettrodi di mezza dimensione alle due estremità.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente SmallQTouchSlider
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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height - l'altezza del pattern del sensore (tra 5 mm e 15 mm).
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width - la larghezza del pattern del sensore (tra 21 mm e 26 mm).
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gap thickness - la distanza, o gap, tra canali sensore adiacenti (tra 0,1 mm e 0,5 mm).
SmallQTouchWheel – Small Spatially-interpolated Wheel Sensor (3 Channels)
Usare il componente SmallQTouchWheel per implementare un sensore wheel di piccole dimensioni. Si tratta di un sensore a capacità propria, unidimensionale, a interpolazione spaziale, con tre canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da semplici elettrodi a forma di settore.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente SmallQTouchWheel
È disponibile la seguente opzione:
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diameter - il diametro del pattern del sensore (tra 12 mm e 20 mm).
MediumQTouchSlider – Medium Spatially-interpolated Slider Sensor (3 Channels)
Usare il componente MediumQTouchSlider per implementare un sensore slider di medie dimensioni. Si tratta di un sensore a capacità propria, unidimensionale, a interpolazione spaziale, con tre canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da elettrodi dentati. Il pattern è costituito da due elettrodi di dimensione piena per i canali 1 e 2, con il canale 3 suddiviso in due elettrodi di mezza dimensione alle due estremità.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente MediumQTouchSlider
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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height - l'altezza del pattern del sensore (tra 4 mm e 30 mm).
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width - la larghezza del pattern del sensore (tra 26 mm e 60 mm).
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gap thickness - la distanza, o gap, tra canali sensore adiacenti (tra 0,1 mm e 0,5 mm).
MediumQTouchWheel – Medium Spatially-interpolated Wheel Sensor (3 Channels)
Usare il componente MediumQTouchWheel per implementare un sensore wheel di medie dimensioni. Si tratta di un sensore a capacità propria, unidimensionale, a interpolazione spaziale, con tre canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da elettrodi dentati.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente MediumQTouchWheel
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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outer diameter - il diametro esterno del pattern del sensore (tra 20 mm e 60 mm).
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inner diameter - il diametro interno del pattern del sensore (6 mm o superiore).
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gap thickness - la distanza o gap tra i "denti" adiacenti del sensore (tra 0,1 mm e 0,5 mm).
MediumResQTouchWheel – Sensore wheel medio a interpolazione resistiva (12 canali, solo 3 collegati al controller del sensore)
Utilizzare il componente MediumResQTouchWheel per implementare un sensore wheel di medie dimensioni. Si tratta di un sensore di autocapacità, monodimensionale, a interpolazione resistiva, con tre canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è costituito da elettrodi a forma di settore.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente MediumResQTouchWheel
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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number of segments between the channels - il numero di segmenti 'spacer' dell'elettrodo aggiunti tra i tre canali del sensore.
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outer diameter - il diametro esterno del pattern del sensore (tra 20 mm e 60 mm).
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inner diameter - il diametro interno del pattern del sensore (tra 5 mm e 9 mm).
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gap thickness - la distanza, o gap, tra segmenti di elettrodo adiacenti (tra 0,1 mm e 0,5 mm).
L'arco esterno di ciascun segmento deve essere compreso tra 6 mm e 8 mm. Per ottenerlo, sarà necessario modificare il diametro esterno, il diametro interno oppure il numero di segmenti tra i canali .
Durante la configurazione del sensore, è possibile scegliere quanti 'segmenti spacer' dell'elettrodo vengono usati in modo uniforme tra i canali. La configurazione predefinita usa 3 segmenti, producendo 12 elettrodi X a forma di settore nel pattern. Ricordare che solo 3 di questi elettrodi sono collegati al controller del sensore. Per questa configurazione predefinita, i 3 canali collegati al controller del sensore sono associati ai pin 1, 5 e 9 del componente.
Per fornire l'interpolazione elettricamente pilotata dei campi elettrici dei sensori, nel progetto devono essere utilizzati resistori aggiuntivi, collegando tipicamente un totale di 100 kOhm tra canali successivi collegati al controller (oppure 25 kOhm tra segmenti di elettrodo). L'immagine seguente mostra un esempio di resistori cablati al componente sensore per fornire i livelli di resistenza richiesti, per la configurazione predefinita del componente.
Esempio di resistori collegati al componente sensore per fornire l'interpolazione elettrica del sensore.
Un sensore a pulsante (o tasto) è un sensore zero-dimensional. Ha un singolo punto di contatto. I sensori slider e wheel sono sensori one-dimensional – rilevano il movimento del dito lungo un singolo asse. Un sensore a interpolazione spaziale usa la geometria dei suoi elettrodi per interpolare i campi elettrici. Un sensore a interpolazione resistiva usa resistori fisici per fornire l'interpolazione.
Ciascun canale (elettrodo) di questi sensori ha un singolo collegamento diretto al controller del sensore. Tali sensori sono non direzionali in termini di campi elettrici emessi. Sebbene possano essere usati con o senza un pannello sovrastante, le implicazioni relative alle scariche elettrostatiche (ESD) – per il dispositivo controller associato – rappresentano un fattore determinante nell'uso di tale pannello.
Tutti questi sensori sono adatti all'uso con controller sensore Atmel QTouch.
Atmel Touch Controls – Sensori supportati di tipo a capacità mutua
I seguenti sensori di tipo a capacità mutua sono supportati per l'uso nei progetti PCB.
QMatrixButton – Sensore a pulsante (o tasto) (canale singolo)
Utilizzare il componente QMatrixButton per implementare un sensore a pulsante (tasto). Si tratta di un sensore a capacità mutua, zero-dimensionale, con un singolo canale (un elettrodo X e uno Y) per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QMatrix. Il pattern del sensore risultante sul PCB consiste in dita interbloccate degli elettrodi X e Y, con una forma complessiva rettangolare. Il pattern dell'elettrodo X circonda completamente quello dell'elettrodo Y.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente QMatrixButton
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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height - l'altezza del pattern del sensore (fino a 1000 mm).
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width - la larghezza del pattern del sensore (fino a 1000 mm).
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front panel thickness - lo spessore del pannello frontale. Questo valore viene usato per calcolare lo spessore del 'bordo' principale dell'elettrodo X avvolgente (tipicamente uguale allo spessore del pannello), nonché delle 'dita' dell'elettrodo X e della spaziatura tra gli elettrodi X e Y (tipicamente pari alla metà dello spessore del pannello). Lo spessore del pannello frontale può essere compreso tra 0,1 mm e 10 mm.
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width of y side of the sensor - la larghezza dell'elettrodo Y. Questa dovrebbe essere mantenuta il più sottile possibile, tra 0,1 mm e 0,5 mm.
SmallQMatrixSlider – Sensore slider piccolo a 1 layer, a interpolazione spaziale (n canali)
Utilizzare il componente SmallQMatrixSlider per implementare un sensore slider di piccole dimensioni. Si tratta di un sensore a capacità mutua, monodimensionale, a interpolazione spaziale, con più canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QMatrix. Il pattern del sensore risultante sul PCB assomiglia a un array 1xn di pulsanti, dove n è il numero di canali definito. Gli elettrodi X e Y sono nuovamente implementati come dita interbloccate. È presente un gap tra ciascun elettrodo X successivo. L'elettrodo Y è continuo (è comune a tutti i canali), con una dita aggiuntiva in questo gap. Le regioni isolate dello stesso elettrodo X sono collegate usando vias e una traccia posizionata sul layer opposto della scheda.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente SmallQMatrixSlider
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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number of channels - il numero di canali che compongono il pattern del sensore (tra 3 e 8).
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number of segments between channels - il numero di segmenti aggiuntivi inseriti tra i canali specificati, consentendo di ottenere uno slider più lungo (tra 0 e 10).
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front panel thickness - lo spessore del pannello frontale. Questo valore viene usato per calcolare lo spessore del 'bordo' principale dell'elettrodo X (tipicamente uguale allo spessore del pannello), nonché delle 'dita' dell'elettrodo X e della spaziatura tra gli elettrodi X e Y (tipicamente pari alla metà dello spessore del pannello). Lo spessore del pannello frontale può essere compreso tra 0,1 mm e 10 mm.
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height - l'altezza del pattern del sensore (tra 5 mm e 50 mm).
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width - la larghezza del pattern del sensore (tra 24 mm e 200 mm).
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width of y side of the sensor - la larghezza dell'elettrodo Y. Questa dovrebbe essere mantenuta il più sottile possibile, tra 0,1 mm e 0,5 mm.
SmallQMatrixWheel – Sensore wheel piccolo a 1 layer, a interpolazione spaziale (n canali)
Utilizzare il componente SmallQMatrixWheel per implementare un sensore wheel di piccole dimensioni. Si tratta di un sensore a capacità mutua, monodimensionale, a interpolazione spaziale, con più canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QMatrix. Il pattern del sensore risultante sul PCB assomiglia a un array circolare 1xn di pulsanti, dove n è il numero di canali definito. Gli elettrodi X e Y sono nuovamente implementati come dita interbloccate, con rastremazione delle dita dell'elettrodo X. È presente un gap tra ciascun elettrodo X successivo. L'elettrodo Y è continuo (è comune a tutti i canali), con una dita aggiuntiva in questo gap. Le regioni isolate dello stesso elettrodo X sono collegate usando vias e una traccia posizionata sul layer opposto della scheda.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente SmallQMatrixWheel
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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number of channels connected to the MCU - il numero di canali che compongono il pattern del sensore, che sono collegati al controller del sensore (tra 4 e 8).
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number of segments between the channels - il numero di segmenti 'spacer' dell'elettrodo aggiunti tra i canali specificati del sensore (tra 0 e 10).
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panel thickness - lo spessore del pannello frontale. Questo valore viene usato per calcolare lo spessore del 'bordo' principale dell'elettrodo X (tipicamente uguale allo spessore del pannello), nonché la spaziatura tra gli elettrodi X e Y (tipicamente pari alla metà dello spessore del pannello). Lo spessore del pannello frontale può essere compreso tra 0,1 mm e 10 mm.
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outer diameter - il diametro del pattern del sensore (tra 15 mm e 21 mm).
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width of the y side of the sensor - la larghezza dell'elettrodo Y. Questa dovrebbe essere mantenuta il più sottile possibile, tra 0,1 mm e 0,5 mm.
MediumQMatrixSlider – Sensore slider medio a 2 layer, a interpolazione spaziale (n canali)
Utilizzare il componente MediumQMatrixSlider per implementare un sensore slider di medie dimensioni a 2 layer. Si tratta di un sensore a capacità mutua, monodimensionale, a interpolazione spaziale, con più canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QMatrix. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da elettrodi X inclinati n, dove n è il numero di canali definito. È presente un gap tra ciascun elettrodo X successivo. L'elettrodo Y è continuo (è comune a tutti i canali) ed è costituito da un certo numero di 'dita' orizzontali. L'elettrodo Y si trova sul Top Layer, mentre gli elettrodi X sono posizionati dietro, sul Bottom Layer.
Ciascun segmento dell'elettrodo X ha un'altezza di 4 mm. Per uno slider di altezza maggiore, vengono essenzialmente impilati segmenti aggiuntivi, con un andamento alternato a zig-zag. Per ogni livello di segmenti in questa pila viene aggiunta una dita supplementare dell'elettrodo Y. Nella configurazione predefinita, in cui l'altezza dello slider è 12 mm, la pila incorpora tre segmenti per ciascun elettrodo X. L'elettrodo Y comune ha tre dita.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente MediumQMatrixSlider
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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number of X channels - il numero di segmenti che compongono il pattern del sensore.
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number of segments between channels - il numero di segmenti aggiuntivi inseriti tra i canali specificati, consentendo di ottenere uno slider più lungo.
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height - l'altezza del pattern del sensore (tra 4 mm e 48 mm).
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width - la larghezza del pattern del sensore (tra 20 mm e 150 mm).
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gap thickness - la distanza, o gap, tra canali/segmenti del sensore adiacenti (tra 0,1 mm e 0,5 mm).
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width of y side of the sensor - la larghezza dell'elettrodo Y. Questa deve essere mantenuta il più sottile possibile, tra 0,1 mm e 0,5 mm.
MediumLargeQMatrixWheel – 2-layer, Medium/Large Spatially-interpolated Wheel Sensor (n-channels)
Utilizzare il componente MediumLargeQMatrixWheel per implementare un sensore a ruota di dimensioni medie/grandi a 2 layer. Si tratta di un sensore a capacità mutua, unidimensionale, a interpolazione spaziale, con più canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QMatrix. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da elettrodi X a dente curvo n, dove n è il numero di canali definito. È presente uno spazio tra ciascun elettrodo X successivo. L'elettrodo Y è continuo (comune a tutti i canali) ed è costituito da un certo numero di "anelli". L'elettrodo Y si trova sul Top Layer, mentre gli elettrodi X sono posizionati dietro, sul Bottom Layer.
Ciascun segmento dell'elettrodo X ha un'altezza radiale di 4 mm. Per una ruota di diametro maggiore, segmenti aggiuntivi vengono essenzialmente impilati radialmente verso l'esterno, con una disposizione alternata a dente curvo. Per ogni livello di segmenti in questa pila viene aggiunto un ulteriore "anello" dell'elettrodo Y. Nella configurazione predefinita, in cui il diametro interno è 16 mm e il diametro esterno è 40 mm, la pila incorpora tre segmenti per ciascun elettrodo X. Di conseguenza, l'elettrodo Y comune ha tre anelli.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente MediumLargeQMatrixWheel
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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number of channels connected to the MCU - il numero di canali che compongono il pattern del sensore, collegati al controller del sensore (tra 4 e 8).
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number of segments between the channels - il numero di segmenti "spaziatori" dell'elettrodo aggiunti tra i canali specificati del sensore (tra 0 e 10).
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outer diameter - il diametro esterno del pattern del sensore (tra 20 mm e 500 mm).
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inner diameter - il diametro interno del pattern del sensore (5 mm o superiore, e inferiore di meno di 8 mm rispetto al diametro esterno).
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gap thickness - la distanza, o spazio, tra i "denti" degli elettrodi adiacenti (tra 0,1 mm e 0,5 mm).
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width of the y side of the sensor - la larghezza dell'elettrodo Y. Questa deve essere mantenuta il più sottile possibile, tra 0,1 mm e 0,5 mm.
MediumResQMatrixWheel – 2-layer, Medium Resistively-interpolated Wheel Sensor (n-channels)
Utilizzare il componente MediumResQMatrixWheel per implementare un sensore a ruota di medie dimensioni a 2 layer. Si tratta di un sensore a capacità mutua, unidimensionale, a interpolazione resistiva, con più canali per il collegamento diretto a un controller sensore Atmel QMatrix. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da elettrodi X a dente curvo n, dove n è il numero di canali definito. È presente uno spazio tra ciascun elettrodo X successivo. L'elettrodo Y è continuo (comune a tutti i canali) ed è costituito da un certo numero di "anelli". L'elettrodo Y si trova sul Top Layer, mentre gli elettrodi X sono posizionati dietro, sul Bottom Layer.
Ciascun segmento dell'elettrodo X ha un'altezza radiale di 4 mm. Per una ruota di diametro maggiore, segmenti aggiuntivi vengono essenzialmente impilati radialmente verso l'esterno, con una disposizione alternata a dente curvo. Per ogni livello di segmenti in questa pila viene aggiunto un ulteriore "anello" dell'elettrodo Y. Nella configurazione predefinita, in cui il diametro interno è 7,5 mm e il diametro esterno è 30 mm, la pila incorpora tre segmenti per ciascun elettrodo X. Di conseguenza, l'elettrodo Y comune ha tre anelli.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente MediumResQMatrixWheel
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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number of channels connected to the MCU - il numero di canali che compongono il pattern del sensore, collegati al controller del sensore (tra 4 e 8).
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number of segments between the channels - il numero di segmenti "spaziatori" dell'elettrodo aggiunti tra i canali specificati del sensore (tra 0 e 10).
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outer diameter - il diametro esterno del pattern del sensore (tra 10 mm e 100 mm).
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inner diameter - il diametro interno del pattern del sensore.
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gap thickness - la distanza, o spazio, tra i segmenti di elettrodo adiacenti.
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width of the y side of the sensor - la larghezza dell'elettrodo Y. Questa deve essere mantenuta il più sottile possibile, tra 0,1 mm e 0,5 mm.
Durante la configurazione del sensore, è possibile scegliere quanti "segmenti spaziatori" dell'elettrodo utilizzare, in modo uniforme, tra i canali. La configurazione predefinita prevede 4 canali e utilizza 3 segmenti spaziatori, ottenendo 16 elettrodi X a dente curvo nel pattern. Per questa configurazione predefinita, i 4 canali collegati al controller del sensore sono associati ai pin 1, 5, 9 e 13 del componente.
Per fornire l'interpolazione elettricamente pilotata dei campi elettrici dei sensori, nel progetto devono essere utilizzati resistori aggiuntivi, collegando tipicamente un totale compreso tra 2 kOhm e 100 kOhm tra i canali n collegati al controller. L'immagine seguente mostra un esempio di resistori cablati al componente sensore per fornire i livelli di resistenza richiesti, per la configurazione predefinita del componente.
Esempio di resistori collegati al componente sensore per fornire l'interpolazione elettrica del sensore.
Un sensore a pulsante (o tasto) è un sensore zero-dimensional. Ha un singolo punto di contatto. I sensori slider e wheel sono sensori one-dimensional: rilevano il movimento del dito lungo un singolo asse. Un sensore a interpolazione spaziale utilizza la geometria dei suoi elettrodi per interpolare i campi elettrici. Un sensore a interpolazione resistiva utilizza resistori fisici per fornire l'interpolazione.
Ciascuno di questi sensori ha elettrodi X (trasmissione) e Y (ricezione), con la capacità mutua tra X e Y misurata dal controller del sensore. Per i sensori basati su slider e wheel, più canali hanno connessioni univoche dell'elettrodo X al controller del sensore, con una connessione comune dell'elettrodo Y. Tali sensori devono essere utilizzati con un pannello sovrapposto, incollato senza intercapedini d'aria. È il pannello a fornire un mezzo adatto per i campi elettrici tra gli elettrodi X e Y.
Tutti questi sensori sono adatti all'uso con controller sensore Atmel QMatrix.
Controlli touch Cypress
La finestra di dialogo CapSense Component fornisce i controlli per configurare un componente sensore touch su un foglio schematico durante la creazione di pattern di sensori capacitivi planari sul PCB da utilizzare con la gamma di controller Cypress® CapSense® e PSoC®.
I controller CapSense di Cypress, ai quali si collegano i corrispondenti elettrodi dei pattern dei sensori, sono basati sulla piattaforma Programmable System-on-Chip (PSoC®). Le categorie di controller CapSense includono:
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CapSense®
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CapSense® Plus
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CapSense® Express
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Le famiglie di controller PSoC® - PSoC® 1, PSoc® 3, PSoC® 4 e PSoC® 5LP (che ha sostituito la famiglia PSoC® 5).
I seguenti tipi di sensori a capacità propria sono disponibili per l'uso nei progetti PCB.
CircularButton – Circular Button
Utilizzare il componente CircularButton per implementare un sensore a pulsante. Si tratta di un sensore a capacità propria, zero-dimensionale, con un singolo canale per il collegamento diretto a un controller Cypress PSoC. Il pattern del sensore risultante sul PCB è un semplice elettrodo di forma circolare.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente CircularButton
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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Button Outer Diameter - il diametro esterno del pattern del sensore (tra 5 mm e 15 mm).
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Button Inner Diameter - il diametro interno del pattern del sensore (deve essere inferiore al diametro esterno con un minimo di 5 mm).
RectangularCurvedEdgeButton – Rectangular Curved Edge Button
Utilizzare il componente RectangularCurvedEdgeButton per implementare un sensore a pulsante. Si tratta di un sensore a capacità propria, zero-dimensionale, con un singolo canale per il collegamento diretto a un controller Cypress PSoC. Il pattern del sensore risultante sul PCB è un semplice elettrodo di forma rettangolare con angoli arrotondati.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente RectangularCurvedEdgeButton
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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Button Height - l'altezza del pattern del sensore (tra 5 mm e 15 mm).
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Button Width - la larghezza del pattern del sensore (tra 5 mm e 15 mm).
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Button Inner Diameter - il diametro interno del pattern del sensore (deve essere inferiore alla larghezza/altezza con un minimo di 5 mm).
LinearSlider – Linear Slider
Utilizzare il componente LinearSlider per implementare un sensore slider lineare a n segmenti. Si tratta di un sensore a capacità propria, unidimensionale, per il collegamento diretto a un controller Cypress PSoC (ogni segmento del pattern si collega a un pin separato del controller). Il pattern del sensore risultante sul PCB è costituito da una matrice 1xn di elettrodi a doppio chevron, dove n è il numero di segmenti specificato. In sostanza, si stanno specificando n sensori separati posizionati fisicamente adiacenti tra loro. Si ha un controllo globale sull'altezza e sulla larghezza dei sensori costituenti. È inoltre possibile controllare lo spazio tra sensori adiacenti.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente LinearSlider
Sono disponibili le seguenti opzioni:
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Number of Segments - il numero di segmenti che compongono il pattern del sensore (minimo 3).
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Slider Segment Width - la larghezza di ciascun segmento del sensore (tra 2 mm e 8 mm).
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Slider Segment Height - l'altezza di ciascun segmento del sensore (tra 7 mm e 15 mm).
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Clearance Between Segments - la distanza o spazio tra segmenti di sensore adiacenti (tra 0,5 mm e 2 mm).
RadialSlider – Radial Slider
Utilizzare il componente RadialSlider per implementare un sensore slider radiale a n segmenti. Si tratta di un sensore unidimensionale a capacità propria, per il collegamento diretto a un controller Cypress PSoC (ogni segmento del pattern si collega a un pin separato del controller). Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da n elettrodi a forma di settore, dove n è il numero di segmenti specificato. In sostanza, si stanno specificando n sensori separati posizionati fisicamente adiacenti tra loro in disposizione radiale. È disponibile un controllo globale sul diametro interno ed esterno dello slider e sulla distanza tra segmenti adiacenti.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente RadialSliderLe seguenti opzioni sono disponibili:
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Number of Segments - il numero di segmenti che compongono il pattern del sensore (minimo 3).
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Slider Outer Diameter - il diametro esterno del pattern del sensore.
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Slider Inner Diameter - il diametro interno del pattern del sensore.
L'altezza effettiva del segmento non deve essere inferiore a 7 mm e la larghezza effettiva del segmento non deve essere superiore a 8 mm. Inoltre, il diametro interno deve essere inferiore al diametro esterno.
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Clearance Between Segments - la distanza o spazio tra segmenti di sensore adiacenti (tra 0,5 mm e 2 mm).
Un sensore a pulsante è un sensore zero-dimensional. Ha un singolo punto di contatto. I sensori slider sono sensori one-dimensional – rilevano il movimento del dito lungo un singolo asse.
Ogni canale (elettrodo) di questi sensori ha una singola connessione diretta al controller del sensore. Tali sensori sono non direzionali in termini di campi elettrici emessi. Sebbene possano essere utilizzati con o senza un pannello sovrastante, le implicazioni relative alle scariche elettrostatiche (ESD) – per il dispositivo controller associato – rappresentano un fattore determinante nell'uso di tale pannello.
Tutti questi sensori sono adatti all'uso con i controller Cypress CapSense e PSoC.
Controlli touch Microchip
La finestra di dialogo mTouch Component fornisce i controlli per configurare un componente sensore touch su un foglio schematico durante la creazione di pattern di sensori capacitivi planari sul PCB da utilizzare con la gamma di controller Microchip® mTouch®. I controller mTouch di Microchip – ai quali si collegano i corrispondenti elettrodi dei pattern del sensore – sono tipicamente dispositivi PIC. I seguenti tipi di sensori a capacità propria sono disponibili per l'uso nei progetti PCB.
mTouchChevronSlider – Chevron Slider
Utilizzare il componente mTouchChevronSlider per implementare uno slider chevron a n canali, per il collegamento diretto a un controller sensore Microchip mTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da un array 1xn di elettrodi a forma di chevron, dove n è il numero di dispositivi specificato. In sostanza, si stanno specificando n sensori separati posizionati fisicamente adiacenti tra loro. È disponibile un controllo globale sull'altezza e sulla larghezza dei sensori costituenti, nonché il controllo dell'angolo del chevron. È inoltre possibile controllare lo spazio tra sensori adiacenti.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente mTouchChevronSliderLe seguenti opzioni sono disponibili:
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Number of Devices - il numero di sensori separati che compongono il pattern del sensore.
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Slider Width - la larghezza di ciascun segmento del sensore.
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Height - l'altezza di ciascun segmento del sensore.
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Angle - l'angolo del chevron (tra 0° e 90°).
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Gap Width - la distanza o spazio tra segmenti di sensore adiacenti.
mTouchLinearSlider – Linear Slider
Utilizzare il componente mTouchLinearSlider per implementare un semplice slider lineare a 2 canali, per il collegamento diretto a un controller sensore Microchip mTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da due elettrodi. In sostanza, si tratta di due sensori separati posizionati fisicamente adiacenti tra loro. La forma dell'elettrodo è costituita da un quadrato e da un triangolo definiti. Gli elettrodi sono disposti in modo tale che le loro parti triangolari quasi si incastrino, separate da uno spazio definito. Questo design dello slider fornisce l'uscita più lineare quando il dito dell'utente passa da un sensore all'altro.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente mTouchLinearSliderLe seguenti opzioni sono disponibili:
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Square Height/Width - l'altezza e la larghezza dell'estremità quadrata di ciascun sensore.
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Slider Width - la distanza tra la porzione a forma quadrata di ciascun sensore.
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Gap Width - la distanza, o spazio, tra le parti a forma triangolare di ciascun sensore. La larghezza dello spazio non deve superare la larghezza totale centrale.
mTouchMutualRingSensor – Mutual Ring
Utilizzare il componente mTouchMutualRingSensor per implementare un semplice sensore ad anello mutuale a 2 canali, per il collegamento diretto a un controller sensore Microchip mTouch. Il pattern del sensore risultante sul PCB è composto da due elettrodi, in disposizione concentrica, con uno spazio definibile tra i due. È sufficiente definire il raggio del pad interno e uno "spessore" per il pad esterno.
Configurazione predefinita e pattern del sensore risultante per il componente mTouchMutualRingSensorLe seguenti opzioni sono disponibili:
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Outer Pad Width - la larghezza dell'anello esterno per il pattern del sensore.
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Middle Pad Width - la distanza o spazio tra i pad interno ed esterno del pattern del sensore.
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Inner Pad Radius - il raggio del pad interno per il pattern del sensore.
I sensori slider sono sensori one-dimensional – rilevano il movimento del dito lungo un singolo asse.
Ogni canale (elettrodo) di questi sensori ha una singola connessione diretta al controller del sensore. Tali sensori sono non direzionali in termini di campi elettrici emessi. Sebbene possano essere utilizzati con o senza un pannello sovrastante, le implicazioni relative alle scariche elettrostatiche (ESD) – per il dispositivo controller associato – rappresentano un fattore determinante nell'uso di tale pannello.
Tutti questi sensori sono adatti all'uso con i controller Microchip mTouch.
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