Thiết kế với điều khiển cảm ứng

Sơ lược

Bài viết này giới thiệu cách Altium Designer hỗ trợ thiết kế điều khiển cảm ứng trên PCB: bạn có thể đặt các linh kiện cảm biến điện dung có thể cấu hình lên sơ đồ nguyên lý, sau đó tạo các mẫu đồng cảm biến tương ứng trên bo mạch thông qua ECO (lệnh thay đổi kỹ thuật). Bài viết trình bày tổng quan về các thư viện nhà cung cấp được hỗ trợ, giải thích cách triển khai và cấu hình cảm biến cảm ứng, đồng thời mô tả chi tiết các loại cảm biến điều khiển cảm ứng của Atmel, Cypress và Microchip, ứng dụng cùng các kích thước có thể điều chỉnh của chúng. Nếu bạn muốn tìm hiểu thực tế cách tạo giao diện cảm ứng tinh tế ngay trong quy trình thiết kế PCB, đây là một điểm khởi đầu lý tưởng. Hãy đọc tiếp để xem bạn có thể tích hợp các phần tử điều khiển này vào thiết kế nhanh chóng đến mức nào.

- Bạn sẽ biết Altium Designer hỗ trợ những thư viện nhà cung cấp điều khiển cảm ứng nào và cách các thư viện đó cung cấp các nút nhấn, thanh trượt và vòng xoay có thể cấu hình.
- Bạn sẽ nắm được quy trình cơ bản để đặt cảm biến cảm ứng lên sơ đồ nguyên lý, cấu hình cảm biến và chuyển mẫu cảm biến thu được sang PCB.
- Bạn sẽ tìm hiểu chi tiết về các loại cảm biến cảm ứng Atmel, Cypress và Microchip được hỗ trợ, cùng các tùy chọn cấu hình chính quyết định hình dạng và kích thước cuối cùng của chúng trên PCB.
Tìm hiểu sâu hơn với AI:

Có bao nhiêu người trong chúng ta đến với điện tử vì bị thu hút bởi vô vàn công tắc, núm vặn, đèn và các bộ phận điều khiển đầy hấp dẫn khác? Nhiều năm trôi qua, sức hút ấy vẫn còn, chỉ là giờ đây nó đã được thay thế bằng yếu tố “GUI bắt mắt” — những sản phẩm điện tử có giao diện thanh lịch, cuốn hút. Trọng tâm của các giao diện sản phẩm không ngừng phát triển (và thu nhỏ) này là điều khiển cảm ứng. Tinh tế nhưng mạnh mẽ, điều khiển cảm ứng giúp sản phẩm sử dụng hiệu quả hơn, thường giảm chi phí sản xuất và kéo dài tuổi thọ sản phẩm nhờ thay thế các công tắc và núm xoay cơ khí vốn không tránh khỏi hao mòn. Hãy cầm thiết bị thông minh yêu thích của bạn lên, bạn sẽ nhanh chóng nhận ra rằng nếu không có điều khiển cảm ứng, nó sẽ chẳng còn thông minh đến thế — và chắc chắn cũng kém hấp dẫn, kém thú vị hơn nhiều.

Altium Designer hỗ trợ tạo các mẫu cảm biến điện dung phẳng trên PCB. Các nhà cung cấp sau được hỗ trợ:

  • Điều khiển cảm ứng Atmel – có nhiều mẫu cảm biến tự điện dung và điện dung tương hỗ (nút nhấn, vòng xoay, thanh trượt), dùng với các bộ điều khiển cảm biến Atmel® QTouch® và QMatrix®.

  • Điều khiển cảm ứng Cypress – có nhiều mẫu cảm biến tự điện dung (nút nhấn, thanh trượt), dùng với các bộ điều khiển Cypress® CapSense®.

  • Điều khiển cảm ứng Microchip – có nhiều mẫu cảm biến tự điện dung (vòng, thanh trượt), dùng với các bộ điều khiển Microchip® mTouch®.

Để sử dụng tính năng hỗ trợ cảm biến cảm ứng của một nhà cung cấp cụ thể trong Altium Designer, bạn phải bật tính năng Atmel QTouch, Cypress Capsense và/hoặc Microchip mTouch cho bản cài đặt Altium Designer. Bạn có thể bật/tắt các tính năng này sau khi cài đặt.

Để biết thêm thông tin về cách thay đổi chức năng cốt lõi đã cài đặt, hãy tham khảo trang Installing & Managing (Altium Designer Develop, Altium Designer Agile, Altium Designer).

Kiểm tra qua Windows Explorer để xác nhận rằng các tệp thư viện tương ứng hiện đã có trong thư mục liên quan tại \Users\Public\Documents\Altium\AD<solution>\Library (đối với bản cài đặt mặc định) – . Việc bật tính năng hỗ trợ cảm biến cảm ứng cho một nhà cung cấp cụ thể sẽ cài đặt thư viện linh kiện tương ứng cần thiết cho các công nghệ cảm biến cảm ứng được hỗ trợ của nhà cung cấp đó, bao gồm vòng xoay, thanh trượt và nút nhấn cảm ứng. Tất cả các linh kiện đều có thể cấu hình, cho phép bạn chỉ định kích thước và hướng của các hình dạng cảm biến cảm ứng theo yêu cầu thiết kế.

Triển khai cảm biến

Cảm biến cảm ứng được triển khai trong thiết kế bằng cách đặt và cấu hình loại cảm biến cần thiết từ một thư viện tích hợp chuyên dụng. Để truy cập hộp thoại cấu hình tương ứng (hộp thoại QTouch Component, hộp thoại CapSense Component hoặc hộp thoại mTouch Component) cho một linh kiện cảm biến, hãy nhấp chuột phải lên linh kiện và chọn Configure từ menu ngữ cảnh.

Lưu ý rằng mặc dù bạn có thể sử dụng danh sách thả xuống Sensor Component Type trong các hộp thoại để nhanh chóng chuyển sang một loại linh kiện cảm biến khác (ký hiệu đồ họa sẽ cập nhật tương ứng), nhưng Comment và Description của linh kiện, cũng như Design Item ID (đối với linh kiện thư viện được liên kết) vẫn sẽ phản ánh và tham chiếu đến loại cảm biến được đặt ban đầu.

Sau khi cấu hình theo yêu cầu, chỉ cần cập nhật PCB đích — một ECO sẽ được sử dụng để thực hiện các thay đổi cần thiết, tạo ra mẫu cảm biến để đặt trên PCB. Sau đó, bạn chỉ cần đặt các cảm biến tại những vị trí cần thiết trên bo mạch để phục vụ giao diện người dùng của sản phẩm, rồi nối chúng với các bộ điều khiển cảm biến cảm ứng phù hợp. Mỗi linh kiện cảm biến trên PCB không phải là footprint theo nghĩa thông thường, mà chính là mẫu điện cực bằng đồng thực tế. Khi lắp ráp bo mạch, một tấm phủ sẽ được đặt lên trên cảm biến.

Mặc dù các mẫu cảm biến tự điện dung có thể được sử dụng có hoặc không có tấm phủ bên trên, nhưng ảnh hưởng của hiện tượng phóng tĩnh điện (ESD) đối với bộ điều khiển liên quan là một lý do quan trọng để sử dụng tấm phủ này. Đối với cảm biến điện dung tương hỗ dạng thanh trượt và vòng xoay, mỗi kênh có một kết nối điện cực X riêng đến bộ điều khiển cảm biến, còn kết nối điện cực Y được dùng chung. Các cảm biến này nên được sử dụng với một tấm phủ bên trên, được dán sát và không có khe hở không khí. Chính tấm phủ này tạo môi trường phù hợp cho điện trường giữa các điện cực X và Y.
Javascript

Triển khai điều khiển cảm ứng rất đơn giản – chỉ cần đặt linh kiện thuộc loại cảm biến cần thiết lên sơ đồ nguyên lý, cấu hình cho phù hợp với nhu cầu thiết kế, rồi chuyển các thay đổi sang PCB để tạo mẫu cảm biến.

Bạn cũng có thể chỉnh sửa mẫu cảm biến trên PCB và chuyển các thay đổi trở lại trang sơ đồ nguyên lý tương ứng thông qua ECO.

Các phần sau trình bày chi tiết hơn về những linh kiện cảm biến có thể cấu hình để đặt trong thiết kế, các tùy chọn cấu hình của chúng và mẫu cảm biến thu được trên PCB. Trong mỗi trường hợp, cấu hình mặc định sẽ được trình bày.

Điều khiển cảm ứng Atmel

Hộp thoại QTouch Component cung cấp các tùy chọn để cấu hình linh kiện cảm biến cảm ứng trên trang sơ đồ nguyên lý khi tạo các mẫu cảm biến điện dung phẳng trên PCB để sử dụng với dòng bộ điều khiển cảm biến Atmel® QTouch® và QMatrix®, nơi các điện cực tương ứng của mẫu cảm biến được kết nối.

Điều khiển cảm ứng Atmel – Các cảm biến tự điện dung được hỗ trợ

Các cảm biến tự điện dung sau được hỗ trợ để sử dụng trong thiết kế PCB của bạn.

Cảm biến nút nhấn (hoặc phím) là cảm biến zero-dimensional. Cảm biến này có một điểm tiếp xúc duy nhất. Cảm biến thanh trượt và vòng xoay là các cảm biến one-dimensional – chúng phát hiện chuyển động của ngón tay dọc theo một trục duy nhất. Cảm biến nội suy không gian sử dụng hình dạng hình học của các điện cực để nội suy điện trường. Cảm biến nội suy điện trở sử dụng các điện trở vật lý để thực hiện nội suy.

Mỗi kênh (điện cực) của các cảm biến này có một kết nối trực tiếp duy nhất với bộ điều khiển cảm biến. Các cảm biến này không có tính định hướng xét về điện trường mà chúng phát ra. Mặc dù có thể sử dụng cảm biến có hoặc không có tấm phủ bên trên, tác động của hiện tượng phóng tĩnh điện (ESD) đối với bộ điều khiển liên quan là một yếu tố quan trọng thúc đẩy việc sử dụng tấm phủ này.

Tất cả các cảm biến này đều phù hợp để sử dụng với bộ điều khiển cảm biến Atmel QTouch.

Điều khiển cảm ứng Atmel – Các cảm biến loại điện dung tương hỗ được hỗ trợ

Các cảm biến loại điện dung tương hỗ sau đây được hỗ trợ để sử dụng trong thiết kế PCB của bạn.

Cảm biến nút nhấn (hoặc phím) là cảm biến zero-dimensional. Nó có một điểm tiếp xúc duy nhất. Cảm biến dạng thanh trượt và dạng vòng là các cảm biến one-dimensional – chúng phát hiện chuyển động của ngón tay dọc theo một trục duy nhất. Cảm biến nội suy không gian sử dụng hình dạng hình học của các điện cực để nội suy điện trường. Cảm biến nội suy điện trở sử dụng các điện trở thực để thực hiện nội suy.

Mỗi cảm biến này có các điện cực X (phát) và Y (thu), trong đó điện dung tương hỗ giữa X và Y được bộ điều khiển cảm biến đo. Với cảm biến dạng thanh trượt và dạng vòng, mỗi kênh có kết nối điện cực X riêng đến bộ điều khiển cảm biến và dùng chung kết nối điện cực Y. Các cảm biến này nên được sử dụng với một tấm phủ bên trên, được dán khít không có khe hở không khí. Chính tấm phủ này tạo môi trường dẫn truyền thích hợp cho điện trường giữa các điện cực X và Y.

Tất cả các cảm biến này đều phù hợp để sử dụng với bộ điều khiển cảm biến Atmel QMatrix.

Điều khiển cảm ứng Cypress

Hộp thoại CapSense Component cung cấp các tùy chọn để cấu hình linh kiện cảm biến cảm ứng trên trang sơ đồ nguyên lý khi tạo các mẫu cảm biến điện dung phẳng trên PCB để sử dụng với các dòng bộ điều khiển Cypress® CapSense® và PSoC®.

Các bộ điều khiển CapSense của Cypress – nơi kết nối các điện cực tương ứng từ mẫu cảm biến – được xây dựng trên nền tảng hệ thống trên chip có thể lập trình (PSoC®). Các loại bộ điều khiển CapSense bao gồm:

  • CapSense®
  • CapSense® Plus
  • CapSense® Express
  • Các họ bộ điều khiển PSoC® - PSoC® 1, PSoc® 3, PSoC® 4 và PSoC® 5LP (thay thế họ PSoC® 5).

Các loại cảm biến tự điện dung sau đây có sẵn để sử dụng trong thiết kế PCB của bạn.

Cảm biến nút nhấn là cảm biến zero-dimensional. Nó có một điểm tiếp xúc duy nhất. Cảm biến thanh trượt là cảm biến one-dimensional – chúng phát hiện chuyển động của ngón tay dọc theo một trục duy nhất.

Mỗi kênh (điện cực) của các cảm biến này có một kết nối trực tiếp duy nhất đến bộ điều khiển cảm biến. Các cảm biến này không có tính định hướng xét về điện trường mà chúng phát ra. Mặc dù có thể sử dụng chúng có hoặc không có tấm phủ bên trên, nhưng ảnh hưởng của hiện tượng phóng tĩnh điện (ESD) đối với bộ điều khiển liên quan là một yếu tố quan trọng thúc đẩy việc sử dụng tấm phủ này.

Tất cả các cảm biến này đều phù hợp để sử dụng với bộ điều khiển Cypress CapSense và PSoC.

Các tùy chọn điều khiển cảm ứng Microchip

Hộp thoại mTouch Component cung cấp các tùy chọn để cấu hình linh kiện cảm biến cảm ứng trên trang sơ đồ nguyên lý khi tạo các mẫu cảm biến điện dung phẳng trên PCB để sử dụng với dòng bộ điều khiển Microchip® mTouch®. Bộ điều khiển mTouch của Microchip – nơi kết nối các điện cực tương ứng của mẫu cảm biến – thường là các thiết bị PIC. Bạn có thể sử dụng các loại cảm biến tự điện dung sau trong thiết kế PCB.

Cảm biến thanh trượt là cảm biến one-dimensional – chúng phát hiện chuyển động của ngón tay dọc theo một trục duy nhất.

Mỗi kênh (điện cực) của các cảm biến này có một kết nối trực tiếp duy nhất đến bộ điều khiển cảm biến. Các cảm biến này không có tính định hướng xét về điện trường mà chúng phát ra. Mặc dù có thể sử dụng chúng có hoặc không có tấm phủ bên trên, nhưng ảnh hưởng của hiện tượng phóng tĩnh điện (ESD) đối với bộ điều khiển liên quan là một yếu tố quan trọng thúc đẩy việc sử dụng tấm phủ này.

Tất cả các cảm biến này đều phù hợp để sử dụng với bộ điều khiển Microchip mTouch.

AI-LocalizedBản địa hóa bằng AI
Nếu bạn phát hiện vấn đề, hãy chọn văn bản/hình ảnh và nhấnCtrl + Enterđể gửi phản hồi cho chúng tôi.
Nav
Contents
Tính khả dụng của tính năng

Các tính năng bạn có thể sử dụng phụ thuộc vào giải pháp Altium mà bạn đang có – Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise, hoặc Altium Designer (đang trong thời hạn hiệu lực).

Nếu bạn không thấy một tính năng được nêu trong tài liệu có trong phần mềm thực tế của mình, liên hệ Bộ phận Kinh doanh của Altium để tìm hiểu thêm.

Tài liệu cũ

Tài liệu Altium Designer không còn được phân phiên bản. Nếu bạn cần truy cập tài liệu cho các phiên bản cũ hơn của Altium Designer, hãy truy cập mục Tài liệu cũ trên trang Trình cài đặt khác.

Contents