Ilu z nas zaczęło przygodę z elektroniką, bo przyciągała nas cała masa fajnych przełączników, pokręteł, lampek i innych, typowo „gadżeciarskich” elementów sterujących? Przenieśmy się o kilka dobrych lat do przodu: ta fascynacja wciąż jest, tylko dziś zastąpił ją czynnik „efektownego GUI” — elektroniczne produkty z eleganckim, atrakcyjnym interfejsem. Sercem tych stale rozwijających się (i kurczących) interfejsów jest sterowanie dotykowe. Subtelne, a jednocześnie potężne, sterowanie dotykowe sprawia, że produkt jest wygodniejszy w użyciu, zwykle obniża koszt wytwarzania i — dzięki zastąpieniu przełączników oraz pokręteł mechanicznych, które nieuchronnie ulegają zużyciu — wydłuża żywotność produktu. Weź do ręki swoje ulubione „smart” urządzenie, a szybko zauważysz, że bez sterowania dotykowego byłoby po prostu… no cóż, nie takie smart — i na pewno znacznie mniej angażujące oraz mniej przyjemne w obsłudze.
Altium Designer zapewnia wsparcie w tworzeniu planarnych wzorów czujników pojemnościowych na PCB. Obsługiwani są następujący dostawcy:
-
Atmel Touch Controls – dostępne są różne wzory czujników pojemności własnej i wzajemnej (przyciski, kółka, suwaki), do użycia z kontrolerami czujników Atmel® QTouch® i QMatrix®.
-
Cypress Touch Controls – dostępne są różne wzory czujników pojemności własnej (przyciski, suwaki), do użycia z kontrolerami Cypress® CapSense®.
-
Microchip Touch Controls – dostępne są różne wzory czujników pojemności własnej (pierścień, suwaki), do użycia z kontrolerami Microchip® mTouch®.
Aby uzyskać dostęp do obsługi Touch Sensor od konkretnego dostawcy w Altium Designer, w instalacji Altium Designer musi być włączona funkcja Atmel QTouch, Cypress Capsense i/lub Microchip mTouch . Funkcje te można włączać/wyłączać po instalacji.
Aby uzyskać więcej informacji o zmianie zainstalowanej funkcjonalności podstawowej, zapoznaj się ze stroną Installing & Managing (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).
Zweryfikuj przez Windows Explorer, że odpowiednie pliki bibliotek są teraz dostępne w powiązanym folderze w \Users\Public\Documents\Altium\AD<solution>\Library (dla instalacji domyślnej) – 
. Włączenie obsługi czujników dotykowych dla danego dostawcy instaluje odpowiednią bibliotekę komponentów potrzebnych dla różnych technologii czujników dotykowych obsługiwanych przez tego dostawcę, w tym kółek dotykowych, suwaków i przycisków. Wszystkie komponenty są konfigurowalne, co pozwala określić rozmiar i orientację geometrii czujników dotykowych zgodnie z wymaganiami projektu.
Implementacja czujnika
Czujnik dotykowy implementuje się w projekcie poprzez umieszczenie i skonfigurowanie wymaganego typu czujnika z dedykowanej biblioteki zintegrowanej. Dostęp do powiązanego okna konfiguracji (QTouch Component dialog, CapSense Component dialog lub mTouch Component dialog) dla komponentu czujnika uzyskasz, klikając prawym przyciskiem myszy na komponencie i wybierając Configure z menu kontekstowego.
Zwróć uwagę, że choć możesz użyć listy rozwijanej Sensor Component Type w oknach dialogowych, aby szybko przełączyć się na inny typ komponentu czujnika (symbol graficzny zostanie odpowiednio zaktualizowany), to Comment i Description komponentu, a także Design Item ID (dla powiązanego komponentu bibliotecznego) pozostaną zgodne z pierwotnie umieszczonym typem czujnika i będą się do niego odnosić.
Po skonfigurowaniu zgodnie z potrzebami po prostu zaktualizuj docelową płytkę PCB — do wprowadzenia wymaganych zmian używany jest ECO, co skutkuje utworzeniem wzoru czujnika do umieszczenia na PCB. Następnie pozostaje już tylko rozmieścić czujniki na płytce w miejscach wymaganych przez interfejs użytkownika produktu i połączyć je z odpowiednimi kontrolerami czujników dotykowych. Każdy komponent czujnika na PCB nie jest footprintem w typowym rozumieniu, lecz rzeczywistym wzorem elektrody miedzianej. Podczas montażu płytki nad czujnikiem umieszcza się panel nakładkowy.
Chociaż wzory czujników typu pojemność własna mogą być używane z panelem nakładkowym lub bez niego, kluczowym czynnikiem przemawiającym za zastosowaniem takiego panelu są konsekwencje związane z wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) dla powiązanego układu kontrolera. W przypadku czujników suwakowych i kołowych typu pojemność wzajemna wiele kanałów ma unikalne połączenia elektrod X do kontrolera czujnika, przy wspólnym połączeniu elektrody Y. Takie czujniki powinny być używane z panelem nakładkowym, przyklejonym bez szczelin powietrznych. To panel zapewnia odpowiedni „kanał” dla pól elektrycznych pomiędzy elektrodami X i Y.
Implementacja sterowania dotykowego jest banalnie prosta – wystarczy umieścić na schemacie komponent wymaganego typu czujnika, skonfigurować go zgodnie z potrzebami projektu, a następnie przenieść zmiany na PCB, aby uzyskać wzór czujnika.
Wzór czujnika można także modyfikować po stronie PCB, a zmiany odesłać z powrotem do odpowiedniego arkusza schematu poprzez ECO.
Poniższe sekcje przyglądają się bliżej konfigurowalnym komponentom czujników dostępnym do umieszczenia w projekcie, ich opcjom konfiguracji oraz wynikowemu wzorowi czujnika uzyskiwanemu po stronie PCB. W każdym przypadku przedstawiono konfiguracje domyślne.
Atmel Touch Controls
Okno dialogowe QTouch Component udostępnia elementy sterujące do konfiguracji komponentu czujnika dotykowego na arkuszu schematu podczas tworzenia planarnych wzorów czujników pojemnościowych na PCB do użycia z rodziną kontrolerów czujników Atmel® QTouch® i QMatrix®, do których podłączane są odpowiednie elektrody z wzorów czujników.
Atmel Touch Controls – obsługiwane czujniki typu pojemność własna
Następujące czujniki typu pojemność własna są obsługiwane do użycia w projektach PCB.
QTouchButton – Button (or Key) Sensor (Single Channel)
Użyj komponentu QTouchButton, aby zaimplementować czujnik przycisku (klawisza). Jest to czujnik pojemności własnej, zero-wymiarowy, z pojedynczym kanałem do bezpośredniego połączenia z kontrolerem czujników Atmel QTouch. Wynikowy wzór czujnika na PCB to prosta elektroda o kształcie prostokąta.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu QTouchButton
Dostępne są następujące opcje:
-
height - wysokość wzoru czujnika (do 1000 mm).
-
width - szerokość wzoru czujnika (do 1000 mm).
SmallQTouchSlider – Small Spatially-interpolated Slider Sensor (3 Channels)
Użyj komponentu SmallQTouchSlider, aby zaimplementować suwak czujnika w rozmiarze małym. Jest to czujnik pojemności własnej, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z trzema kanałami do bezpośredniego połączenia z kontrolerem czujników Atmel QTouch. Wynikowy wzór czujnika na PCB składa się z prostych elektrod o kształcie prostokąta. Wzór zawiera dwie elektrody pełnej wielkości dla kanałów 1 i 2, natomiast kanał 3 jest podzielony na dwie elektrody o połowie rozmiaru na obu końcach.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu SmallQTouchSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
height - wysokość wzoru czujnika (pomiędzy 5 mm a 15 mm).
-
width - szerokość wzoru czujnika (pomiędzy 21 mm a 26 mm).
-
gap thickness - odstęp (clearance), czyli szczelina, pomiędzy sąsiednimi kanałami czujnika (pomiędzy 0,1 mm a 0,5 mm).
SmallQTouchWheel – Small Spatially-interpolated Wheel Sensor (3 Channels)
Użyj komponentu SmallQTouchWheel, aby zaimplementować kółko czujnika w rozmiarze małym. Jest to czujnik pojemności własnej, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z trzema kanałami do bezpośredniego połączenia z kontrolerem czujników Atmel QTouch. Wynikowy wzór czujnika na PCB składa się z prostych elektrod w kształcie klina.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu SmallQTouchWheel
Dostępna jest następująca opcja:
-
diameter - średnica wzoru czujnika (pomiędzy 12 mm a 20 mm).
MediumQTouchSlider – Medium Spatially-interpolated Slider Sensor (3 Channels)
Użyj komponentu MediumQTouchSlider, aby zaimplementować suwak czujnika w rozmiarze średnim. Jest to czujnik pojemności własnej, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z trzema kanałami do bezpośredniego połączenia z kontrolerem czujników Atmel QTouch. Wynikowy wzór czujnika na PCB składa się z elektrod „zębatych”. Wzór zawiera dwie elektrody pełnej wielkości dla kanałów 1 i 2, natomiast kanał 3 jest podzielony na dwie elektrody o połowie rozmiaru na obu końcach.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu MediumQTouchSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
height - wysokość wzoru czujnika (pomiędzy 4 mm a 30 mm).
-
width - szerokość wzoru czujnika (pomiędzy 26 mm a 60 mm).
-
gap thickness - odstęp (clearance), czyli szczelina, pomiędzy sąsiednimi kanałami czujnika (pomiędzy 0,1 mm a 0,5 mm).
MediumQTouchWheel – Medium Spatially-interpolated Wheel Sensor (3 Channels)
Użyj komponentu MediumQTouchWheel, aby zaimplementować kółko czujnika w rozmiarze średnim. Jest to czujnik pojemności własnej, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z trzema kanałami do bezpośredniego połączenia z kontrolerem czujników Atmel QTouch. Wynikowy wzór czujnika na PCB składa się z elektrod „zębatych”.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu MediumQTouchWheel
Dostępne są następujące opcje:
-
outer diameter - średnica zewnętrzna wzoru czujnika (pomiędzy 20 mm a 60 mm).
-
inner diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika (6 mm lub więcej).
-
gap thickness - odstęp czyli szczelina pomiędzy sąsiednimi „zębami” czujnika (pomiędzy 0,1 mm a 0,5 mm).
MediumResQTouchWheel – Medium Resistively-interpolated Wheel Sensor (12 Channels, only 3 Connected to the Sensor Controller)
Użyj komponentu MediumResQTouchWheel, aby zaimplementować średniej wielkości czujnik koła. Jest to czujnik własno-pojemnościowy, jednowymiarowy, z interpolacją rezystancyjną, z trzema kanałami do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QTouch. Powstały na PCB wzór czujnika składa się z elektrod w kształcie klina.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu MediumResQTouchWheel
Dostępne są następujące opcje:
-
number of segments between the channels - liczba segmentów „odstępników” elektrod dodawanych pomiędzy trzema kanałami czujnika.
-
outer diameter - średnica zewnętrzna wzoru czujnika (pomiędzy 20 mm a 60 mm).
-
inner diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika (pomiędzy 5 mm a 9 mm).
-
gap thickness - prześwit, czyli szczelina, pomiędzy sąsiednimi segmentami elektrod (pomiędzy 0,1 mm a 0,5 mm).
Zewnętrzny łuk każdego segmentu musi mieścić się w zakresie od 6 mm do 8 mm. Aby to osiągnąć, należy zmodyfikować średnicę zewnętrzną, średnicę wewnętrzną lub liczbę segmentów pomiędzy kanałami .
Podczas konfigurowania czujnika możesz wybrać, ile segmentów „odstępników” elektrod jest używanych, równomiernie, pomiędzy kanałami. Domyślna konfiguracja używa 3 segmentów, co daje 12 klinowatych elektrod X we wzorze. Pamiętaj, że tylko 3 z tych elektrod są podłączone z powrotem do kontrolera czujnika. Dla tej domyślnej konfiguracji 3 kanały podłączone do kontrolera czujnika są powiązane z pinami 1, 5 oraz 9 komponentu.
Aby zapewnić elektrycznie wymuszaną interpolację pól elektrycznych czujników, w projekcie należy zastosować dodatkowe rezystory, zwykle łącząc łącznie 100 kΩ pomiędzy kolejnymi kanałami podłączonymi do kontrolera (lub 25 kΩ pomiędzy segmentami elektrod). Poniższy obraz pokazuje przykład rezystorów podłączonych do komponentu czujnika w celu uzyskania wymaganych poziomów rezystancji dla domyślnej konfiguracji komponentu.
Przykład rezystorów podłączonych do komponentu czujnika w celu zapewnienia interpolacji elektrycznej dla czujnika.
Czujnik przycisku (lub klawisza) jest czujnikiem zero-dimensional. Ma pojedynczy punkt kontaktu. Czujniki suwaka i koła są czujnikami one-dimensional – wykrywają ruch palca wzdłuż jednej osi. Czujnik z interpolacją przestrzenną wykorzystuje geometrię swoich elektrod do interpolacji pól elektrycznych. Czujnik z interpolacją rezystancyjną wykorzystuje fizyczne rezystory do zapewnienia interpolacji.
Każdy kanał (elektroda) tych czujników ma pojedyncze, bezpośrednie połączenie z kontrolerem czujnika. Takie czujniki są niedirectionalne pod względem emitowanych pól elektrycznych. Chociaż mogą być używane z panelem nakładanym lub bez niego, kwestie związane z wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) – dla powiązanego układu kontrolera – mają duży wpływ na to, czy taki panel jest stosowany.
Wszystkie te czujniki nadają się do użycia z kontrolerami czujników Atmel QTouch.
Atmel Touch Controls – Obsługiwane czujniki typu wzajemnej pojemności
Następujące czujniki typu wzajemnej pojemności są obsługiwane do użycia w projektach PCB.
QMatrixButton – Button (or Key) sensor (Single Channel)
Użyj komponentu QMatrixButton, aby zaimplementować czujnik przycisku (klawisza). Jest to czujnik wzajemnej pojemności, zerowymiarowy, z pojedynczym kanałem (jedna elektroda X i jedna Y) do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QMatrix. Powstały na PCB wzór czujnika składa się z zazębiających się „palców” elektrod X i Y, w ogólnym kształcie prostokąta. Wzór elektrody X całkowicie otacza wzór elektrody Y.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu QMatrixButton
Dostępne są następujące opcje:
-
height - wysokość wzoru czujnika (do 1000 mm).
-
width - szerokość wzoru czujnika (do 1000 mm).
-
front panel thickness - grubość panelu przedniego. Ta wartość jest używana do obliczenia grubości głównej „ramki” otaczającej elektrody X (zwykle równej grubości panelu), a także „palców” elektrody X i odstępu pomiędzy elektrodami X i Y (zwykle połowy grubości panelu). Grubość panelu przedniego może wynosić od 0,1 mm do 10 mm.
-
width of y side of the sensor - szerokość elektrody Y. Należy ją utrzymywać możliwie jak najcieńszą, w zakresie od 0,1 mm do 0,5 mm.
SmallQMatrixSlider – 1-layer, Small Spatially-interpolated Slider Sensor (n-channels)
Użyj komponentu SmallQMatrixSlider, aby zaimplementować mały czujnik suwaka. Jest to czujnik wzajemnej pojemności, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z wieloma kanałami do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QMatrix. Powstały na PCB wzór czujnika przypomina 1xn tablicę przycisków, gdzie n to liczba zdefiniowanych kanałów. Elektrody X i Y są ponownie realizowane jako zazębiające się „palce”. Pomiędzy kolejnymi elektrodami X występuje szczelina. Elektroda Y jest ciągła (wspólna dla wszystkich kanałów), z dodatkowym „palcem” w tej szczelinie. Odizolowane obszary tej samej elektrody X są łączone za pomocą przelotek oraz ścieżki poprowadzonej na przeciwnej warstwie płytki.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu SmallQMatrixSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
number of channels - liczba kanałów tworzących wzór czujnika (pomiędzy 3 a 8).
-
number of segments between channels - liczba dodatkowych segmentów dodawanych pomiędzy określonymi kanałami, co pozwala uzyskać dłuższy suwak (pomiędzy 0 a 10).
-
front panel thickness - grubość panelu przedniego. Ta wartość jest używana do obliczenia grubości głównej „ramki” elektrody X (zwykle równej grubości panelu), a także „palców” elektrody X i odstępu pomiędzy elektrodami X i Y (zwykle połowy grubości panelu). Grubość panelu przedniego może wynosić od 0,1 mm do 10 mm.
-
height - wysokość wzoru czujnika (pomiędzy 5 mm a 50 mm).
-
width - szerokość wzoru czujnika (pomiędzy 24 mm a 200 mm).
-
width of y side of the sensor - szerokość elektrody Y. Należy ją utrzymywać możliwie jak najcieńszą, w zakresie od 0,1 mm do 0,5 mm.
SmallQMatrixWheel – 1-layer, Small Spatially-interpolated Wheel Sensor (n-channels)
Użyj komponentu SmallQMatrixWheel, aby zaimplementować mały czujnik koła. Jest to czujnik wzajemnej pojemności, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z wieloma kanałami do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QMatrix. Powstały na PCB wzór czujnika przypomina 1xn kołową tablicę przycisków, gdzie n to liczba zdefiniowanych kanałów. Elektrody X i Y są ponownie realizowane jako zazębiające się „palce”, z przewężaniem „palców” elektrody X. Pomiędzy kolejnymi elektrodami X występuje szczelina. Elektroda Y jest ciągła (wspólna dla wszystkich kanałów), z dodatkowym „palcem” w tej szczelinie. Odizolowane obszary tej samej elektrody X są łączone za pomocą przelotek oraz ścieżki poprowadzonej na przeciwnej warstwie płytki.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu SmallQMatrixWheel
Dostępne są następujące opcje:
-
number of channels connected to the MCU - liczba kanałów tworzących wzór czujnika, które są podłączone z powrotem do kontrolera czujnika (pomiędzy 4 a 8).
-
number of segments between the channels - liczba segmentów „odstępników” elektrod dodawanych pomiędzy określonymi kanałami czujnika (pomiędzy 0 a 10).
-
panel thickness - grubość panelu przedniego. Ta wartość jest używana do obliczenia grubości głównej „ramki” elektrody X (zwykle równej grubości panelu), a także odstępu pomiędzy elektrodami X i Y (zwykle połowy grubości panelu). Grubość panelu przedniego może wynosić od 0,1 mm do 10 mm.
-
outer diameter - średnica wzoru czujnika (pomiędzy 15 mm a 21 mm).
-
width of the y side of the sensor - szerokość elektrody Y. Należy ją utrzymywać możliwie jak najcieńszą, w zakresie od 0,1 mm do 0,5 mm.
MediumQMatrixSlider – 2-layer, Medium Spatially-interpolated Slider Sensor (n-channels)
Użyj komponentu MediumQMatrixSlider, aby zaimplementować dwuwarstwowy, średniej wielkości czujnik suwaka. Jest to czujnik wzajemnej pojemności, jednowymiarowy, z interpolacją przestrzenną, z wieloma kanałami do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QMatrix. Powstały na PCB wzór czujnika składa się z n ukośnych elektrod X, gdzie n to liczba zdefiniowanych kanałów. Pomiędzy kolejnymi elektrodami X występuje szczelina. Elektroda Y jest ciągła (wspólna dla wszystkich kanałów) i składa się z szeregu poziomych „palców”. Elektroda Y znajduje się na warstwie Top Layer, a elektrody X są umieszczone pod spodem, na warstwie Bottom Layer.
Każdy segment elektrody X ma 4 mm wysokości. Dla suwaka o większej wysokości dodatkowe segmenty są zasadniczo układane warstwowo, w naprzemiennym układzie zygzakowatym. Dla każdego poziomu segmentów w tym stosie dodawany jest dodatkowy „palec” elektrody Y. Dla domyślnej konfiguracji, gdzie wysokość suwaka wynosi 12 mm, stos zawiera trzy segmenty dla każdej elektrody X. Wspólna elektroda Y ma trzy „palce”.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu MediumQMatrixSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
number of X channels - liczba segmentów tworzących wzór czujnika.
-
number of segments between channels - liczba dodatkowych segmentów dodawanych pomiędzy określonymi kanałami, co pozwala uzyskać dłuższy suwak.
-
height - wysokość wzoru czujnika (pomiędzy 4 mm a 48 mm).
-
width - szerokość wzoru czujnika (pomiędzy 20 mm a 150 mm).
-
gap thickness - prześwit, czyli szczelina, pomiędzy sąsiednimi kanałami/segmentami czujnika (pomiędzy 0,1 mm a 0,5 mm).
-
width of y side of the sensor - szerokość elektrody Y. Należy ją utrzymywać możliwie jak najwęższą, w zakresie od 0,1 mm do 0,5 mm.
MediumLargeQMatrixWheel – 2-layer, Medium/Large Spatially-interpolated Wheel Sensor (n-channels)
Użyj komponentu MediumLargeQMatrixWheel, aby zaimplementować 2-warstwowy czujnik koła średniej wielkości. Jest to 1-wymiarowy czujnik o pojemności wzajemnej, z interpolacją przestrzenną, z wieloma kanałami do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QMatrix. Powstały na PCB wzór czujnika składa się z n elektrod X o zakrzywionych „zębach”, gdzie n to zdefiniowana liczba kanałów. Pomiędzy każdą kolejną elektrodą X występuje przerwa. Elektroda Y jest ciągła (wspólna dla wszystkich kanałów) i składa się z pewnej liczby „pierścieni”. Elektroda Y znajduje się na warstwie Top Layer, a elektrody X są umieszczone pod nią, na warstwie Bottom Layer.
Każdy segment elektrody X ma radialnie 4 mm wysokości. Dla koła o większej średnicy dodatkowe segmenty są zasadniczo „układane” promieniowo na zewnątrz, w naprzemiennym układzie zakrzywionych zębów. Dla każdego poziomu segmentów w tym stosie dodawany jest dodatkowy „pierścień” elektrody Y. W konfiguracji domyślnej, gdzie średnica wewnętrzna wynosi 16 mm, a zewnętrzna 40 mm, stos zawiera trzy segmenty dla każdej elektrody X. Wspólna elektroda Y ma odpowiednio trzy pierścienie.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu MediumLargeQMatrixWheel
Dostępne są następujące opcje:
-
number of channels connected to the MCU - liczba kanałów tworzących wzór czujnika, które są podłączone z powrotem do kontrolera czujnika (od 4 do 8).
-
number of segments between the channels - liczba segmentów „odstępników” elektrod dodanych pomiędzy określonymi kanałami czujnika (od 0 do 10).
-
outer diameter - średnica zewnętrzna wzoru czujnika (od 20 mm do 500 mm).
-
inner diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika (5 mm lub więcej oraz mniej niż o 8 mm mniejsza od średnicy zewnętrznej).
-
gap thickness - odstęp (clearance), czyli szczelina, pomiędzy sąsiednimi „zębami” elektrod (od 0,1 mm do 0,5 mm).
-
width of the y side of the sensor - szerokość elektrody Y. Należy ją utrzymywać możliwie jak najwęższą, w zakresie od 0,1 mm do 0,5 mm.
MediumResQMatrixWheel – 2-layer, Medium Resistively-interpolated Wheel Sensor (n-channels)
Użyj komponentu MediumResQMatrixWheel, aby zaimplementować 2-warstwowy czujnik koła średniej wielkości. Jest to 1-wymiarowy czujnik o pojemności wzajemnej, z interpolacją rezystancyjną, z wieloma kanałami do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujników Atmel QMatrix. Powstały na PCB wzór czujnika składa się z n elektrod X o zakrzywionych „zębach”, gdzie n to zdefiniowana liczba kanałów. Pomiędzy każdą kolejną elektrodą X występuje przerwa. Elektroda Y jest ciągła (wspólna dla wszystkich kanałów) i składa się z pewnej liczby „pierścieni”. Elektroda Y znajduje się na warstwie Top Layer, a elektrody X są umieszczone pod nią, na warstwie Bottom Layer.
Każdy segment elektrody X ma radialnie 4 mm wysokości. Dla koła o większej średnicy dodatkowe segmenty są zasadniczo „układane” promieniowo na zewnątrz, w naprzemiennym układzie zakrzywionych zębów. Dla każdego poziomu segmentów w tym stosie dodawany jest dodatkowy „pierścień” elektrody Y. W konfiguracji domyślnej, gdzie średnica wewnętrzna wynosi 7,5 mm, a zewnętrzna 30 mm, stos zawiera trzy segmenty dla każdej elektrody X. Wspólna elektroda Y ma odpowiednio trzy pierścienie.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu MediumResQMatrixWheel
Dostępne są następujące opcje:
-
number of channels connected to the MCU - liczba kanałów tworzących wzór czujnika, które są podłączone z powrotem do kontrolera czujnika (od 4 do 8).
-
number of segments between the channels - liczba segmentów „odstępników” elektrod dodanych pomiędzy określonymi kanałami czujnika (od 0 do 10).
-
outer diameter - średnica zewnętrzna wzoru czujnika (od 10 mm do 100 mm).
-
inner diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika.
-
gap thickness - odstęp (clearance), czyli szczelina, pomiędzy sąsiednimi segmentami elektrod.
-
width of the y side of the sensor - szerokość elektrody Y. Należy ją utrzymywać możliwie jak najwęższą, w zakresie od 0,1 mm do 0,5 mm.
Podczas konfigurowania czujnika możesz wybrać, ile segmentów „odstępników” elektrod jest używanych, równomiernie, pomiędzy kanałami. Konfiguracja domyślna ma 4 kanały i używa 3 segmentów odstępników, co daje 16 elektrod X o zakrzywionych „zębach” we wzorze. Dla tej konfiguracji domyślnej 4 kanały podłączone do kontrolera czujnika są powiązane z pinami 1, 5, 9 oraz 13 komponentu.
Aby zapewnić elektrycznie wymuszaną interpolację pól elektrycznych czujników, w projekcie należy zastosować dodatkowe rezystory, zwykle łącząc łącznie od 2 kΩ do 100 kΩ pomiędzy kanałami n podłączonymi do kontrolera. Poniższy obraz przedstawia przykład rezystorów podłączonych do komponentu czujnika w celu uzyskania wymaganych poziomów rezystancji dla domyślnej konfiguracji komponentu.
Przykład rezystorów podłączonych do komponentu czujnika w celu zapewnienia interpolacji elektrycznej dla czujnika.
Czujnik przycisku (lub klawisza) to czujnik zero-dimensional. Ma pojedynczy punkt kontaktu. Czujniki suwaka i koła to czujniki one-dimensional – wykrywają ruch palca wzdłuż jednej osi. Czujnik z interpolacją przestrzenną wykorzystuje geometrię swoich elektrod do interpolacji pól elektrycznych. Czujnik z interpolacją rezystancyjną wykorzystuje fizyczne rezystory do zapewnienia interpolacji.
Każdy z tych czujników ma elektrody X (nadawcze) i Y (odbiorcze), a pojemność wzajemna pomiędzy X i Y jest mierzona przez kontroler czujnika. W przypadku czujników suwakowych i kołowych wiele kanałów ma unikalne połączenia elektrod X do kontrolera czujnika, przy wspólnym połączeniu elektrody Y. Takie czujniki powinny być używane z panelem nakładanym, przyklejonym bez szczelin powietrznych. To panel zapewnia odpowiedni „kanał” dla pól elektrycznych pomiędzy elektrodami X i Y.
Wszystkie te czujniki nadają się do użycia z kontrolerami czujników Atmel QMatrix.
Sterowanie dotykiem Cypress
Okno dialogowe CapSense Component udostępnia elementy sterujące do konfigurowania komponentu czujnika dotykowego na arkuszu schematu podczas tworzenia planarnych pojemnościowych wzorów czujników na PCB do użycia z gamą kontrolerów Cypress® CapSense® i PSoC®.
Kontrolery CapSense firmy Cypress – do których podłączane są odpowiadające im elektrody ze wzorów czujników – są oparte na platformie Programmable System-on-Chip (PSoC®). Kategorie kontrolerów CapSense obejmują:
-
CapSense®
-
CapSense® Plus
-
CapSense® Express
-
Rodziny kontrolerów PSoC® - PSoC® 1, PSoc® 3, PSoC® 4 oraz PSoC® 5LP (który zastąpił rodzinę PSoC® 5).
Następujące typy czujników o pojemności własnej są dostępne do użycia w projektach PCB.
CircularButton – Circular Button
Użyj komponentu CircularButton, aby zaimplementować czujnik przycisku. Jest to czujnik o pojemności własnej, zero-wymiarowy, z pojedynczym kanałem do bezpośredniego podłączenia do kontrolera Cypress PSoC. Powstały na PCB wzór czujnika to prosta elektroda o kształcie koła.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu CircularButton
Dostępne są następujące opcje:
-
Button Outer Diameter - średnica zewnętrzna wzoru czujnika (od 5 mm do 15 mm).
-
Button Inner Diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika (powinna być mniejsza od średnicy zewnętrznej przy minimum 5 mm).
RectangularCurvedEdgeButton – Rectangular Curved Edge Button
Użyj komponentu RectangularCurvedEdgeButton, aby zaimplementować czujnik przycisku. Jest to czujnik o pojemności własnej, zero-wymiarowy, z pojedynczym kanałem do bezpośredniego podłączenia do kontrolera Cypress PSoC. Powstały na PCB wzór czujnika to prosta elektroda o kształcie zaokrąglonego prostokąta.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu RectangularCurvedEdgeButton
Dostępne są następujące opcje:
-
Button Height - wysokość wzoru czujnika (od 5 mm do 15 mm).
-
Button Width - szerokość wzoru czujnika (od 5 mm do 15 mm).
-
Button Inner Diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika (powinna być mniejsza od szerokości/wysokości przy minimum 5 mm).
LinearSlider – Linear Slider
Użyj komponentu LinearSlider, aby zaimplementować n-segmentowy liniowy czujnik suwakowy. Jest to 1-wymiarowy czujnik o pojemności własnej do bezpośredniego podłączenia do kontrolera Cypress PSoC (każdy segment we wzorze jest podłączany do osobnego pinu kontrolera). Powstały na PCB wzór czujnika składa się z tablicy 1xn elektrod o kształcie podwójnego szewronu, gdzie n to określona liczba segmentów. W istocie określasz n oddzielnych czujników umieszczonych fizycznie obok siebie. Masz globalną kontrolę nad wysokością i szerokością czujników składowych. Możesz także kontrolować odstęp pomiędzy sąsiednimi czujnikami.
Konfiguracja domyślna i wynikowy wzór czujnika dla komponentu LinearSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
Number of Segments - liczba segmentów tworzących wzór czujnika (minimum 3).
-
Slider Segment Width - szerokość każdego segmentu czujnika (od 2 mm do 8 mm).
-
Slider Segment Height - wysokość każdego segmentu czujnika (od 7 mm do 15 mm).
-
Clearance Between Segments - odstęp (clearance) lub szczelina pomiędzy sąsiednimi segmentami czujnika (od 0,5 mm do 2 mm).
RadialSlider – Radial Slider
Użyj komponentu RadialSlider, aby zaimplementować n-segmentowy promieniowy czujnik suwaka. Jest to jednowymiarowy czujnik pojemności własnej do bezpośredniego podłączenia do kontrolera Cypress PSoC (każdy segment wzoru łączy się z osobnym pinem kontrolera). Powstały wzór czujnika na PCB składa się z n elektrod w kształcie klina, gdzie n to liczba określonych segmentów. W praktyce definiujesz n oddzielnych czujników umieszczonych fizycznie obok siebie w układzie promieniowym. Masz globalną kontrolę nad średnicą wewnętrzną i zewnętrzną suwaka oraz nad odstępem między sąsiednimi segmentami.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu RadialSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
Number of Segments - liczba segmentów tworzących wzór czujnika (minimum 3).
-
Slider Outer Diameter - średnica zewnętrzna wzoru czujnika.
-
Slider Inner Diameter - średnica wewnętrzna wzoru czujnika.
Efektywna wysokość segmentu nie powinna być mniejsza niż 7 mm oraz efektywna szerokość segmentu nie powinna być większa niż 8 mm. Dodatkowo średnica wewnętrzna musi być mniejsza od średnicy zewnętrznej.
-
Clearance Between Segments - prześwit lub szczelina pomiędzy sąsiednimi segmentami czujnika (od 0,5 mm do 2 mm).
Czujnik przycisku to czujnik zero-dimensional. Ma pojedynczy punkt kontaktu. Czujniki suwaka to czujniki one-dimensional – wykrywają ruch palca wzdłuż jednej osi.
Każdy kanał (elektroda) tych czujników ma pojedyncze, bezpośrednie połączenie z kontrolerem czujnika. Takie czujniki są niedirectionalne pod względem emitowanych pól elektrycznych. Chociaż mogą być używane z panelem nakładanym lub bez niego, kwestie związane z wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) – dla powiązanego układu kontrolera – są głównym czynnikiem wpływającym na zastosowanie takiego panelu.
Wszystkie te czujniki nadają się do użycia z kontrolerami Cypress CapSense i PSoC.
Microchip Touch Controls
Okno dialogowe mTouch Component udostępnia elementy sterujące do konfiguracji komponentu czujnika dotykowego na arkuszu schematu podczas tworzenia na PCB planarnych wzorów czujników pojemnościowych do użycia z rodziną kontrolerów Microchip® mTouch®. Kontrolery mTouch firmy Microchip – do których podłączane są odpowiadające im elektrody ze wzorów czujników – to zazwyczaj układy PIC. Do użycia w projektach PCB dostępne są następujące typy czujników pojemności własnej.
mTouchChevronSlider – Chevron Slider
Użyj komponentu mTouchChevronSlider, aby zaimplementować n-kanałowy suwak typu chevron, do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujnika Microchip mTouch. Powstały wzór czujnika na PCB składa się z tablicy 1xn elektrod w kształcie chevron, gdzie n to liczba określonych elementów. W praktyce definiujesz n oddzielnych czujników umieszczonych fizycznie obok siebie. Masz globalną kontrolę nad wysokością i szerokością składowych czujników, a także kontrolę nad kątem chevron. Możesz również kontrolować szczelinę między sąsiednimi czujnikami.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu mTouchChevronSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
Number of Devices - liczba oddzielnych czujników tworzących wzór czujnika.
-
Slider Width - szerokość każdego segmentu czujnika.
-
Height - wysokość każdego segmentu czujnika.
-
Angle - kąt chevron (od 0° do 90°).
-
Gap Width - prześwit lub szczelina pomiędzy sąsiednimi segmentami czujnika.
mTouchLinearSlider – Linear Slider
Użyj komponentu mTouchLinearSlider, aby zaimplementować prosty 2-kanałowy suwak liniowy, do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujnika Microchip mTouch. Powstały wzór czujnika na PCB składa się z dwóch elektrod. W praktyce są to dwa oddzielne czujniki umieszczone fizycznie obok siebie. Kształt elektrod jest tworzony przez zdefiniowany kwadrat i trójkąt. Elektrody są ułożone tak, że ich trójkątne części niemal się zazębiają, rozdzielone zdefiniowaną szczeliną. Taka konstrukcja suwaka daje najbardziej liniowe wyjście, gdy palec użytkownika przechodzi z jednego czujnika na drugi.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu mTouchLinearSlider
Dostępne są następujące opcje:
-
Square Height/Width - wysokość i szerokość kwadratowego końca każdego czujnika.
-
Slider Width - odległość między kwadratową częścią każdego czujnika.
-
Gap Width - prześwit, czyli szczelina, pomiędzy trójkątnymi częściami każdego czujnika. Szerokość szczeliny nie może przekraczać całkowitej szerokości w osi środkowej.
mTouchMutualRingSensor – Mutual Ring
Użyj komponentu mTouchMutualRingSensor, aby zaimplementować prosty 2-kanałowy wzajemny czujnik pierścieniowy, do bezpośredniego podłączenia do kontrolera czujnika Microchip mTouch. Powstały wzór czujnika na PCB składa się z dwóch elektrod ułożonych współśrodkowo, z definiowalną szczeliną pomiędzy nimi. Wystarczy zdefiniować promień wewnętrznego pola oraz „grubość” zewnętrznego pola.
Domyślna konfiguracja i wynikowy wzór czujnika dla komponentu mTouchMutualRingSensor
Dostępne są następujące opcje:
-
Outer Pad Width - szerokość zewnętrznego pierścienia wzoru czujnika.
-
Middle Pad Width - prześwit lub szczelina pomiędzy wewnętrznym i zewnętrznym polem wzoru czujnika.
-
Inner Pad Radius - promień wewnętrznego pola wzoru czujnika.
Czujniki suwaka to czujniki one-dimensional – wykrywają ruch palca wzdłuż jednej osi.
Każdy kanał (elektroda) tych czujników ma pojedyncze, bezpośrednie połączenie z kontrolerem czujnika. Takie czujniki są niedirectionalne pod względem emitowanych pól elektrycznych. Chociaż mogą być używane z panelem nakładanym lub bez niego, kwestie związane z wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD) – dla powiązanego układu kontrolera – są głównym czynnikiem wpływającym na zastosowanie takiego panelu.
Wszystkie te czujniki nadają się do użycia z kontrolerami Microchip mTouch.
Tłumaczenie SI