Interfaccia a basso consumo per sensori touch

Al giorno d'oggi l'uso sempre più diffuso di sensori è diventato una routine. Spesso e volentieri, infatti, li usiamo anche involontariamente, senza accorgercene. Per questo motivo è sempre più necessario progettare interfacce per questi sensori che siano caratterizzate dall'avere un basso consumo. I motivi sono molteplici, tra cui una maggiore durata della batteria se questi sensori sono installati su dispositivi mobili.

Introduzione

I sensori di tipo capacitivo sono, ad oggi, un tipo di tecnologia molto diffusa su scala globale per applicazioni che spaziano da misure di umidità a posizione, da rilievi del livello di un determinato fluido a misure di prossimità. Proprio quest'ultimo campo è quello che si andrà ad affrontare in questo articolo, mostrando il perchè questi sensori sono spesso usati nei dispositivi mobile, concentrandosi in particolare i sensori capacitivi touch che, attraverso il tocco del dito su un rivestimento, variano la capacità interna al sensore. Tale variazione fornisce tutti gli strumenti utili per determinare se e dove è avvenuto il tocco. Sensori che possono essere implementati facilmente anche grazie ai bassi costi e attraverso interfacce che garantiscono bassi consumi.

Il termine LESENSE, acronimo di The Low Energy Sensor Interface (Interfaccia per sensori a basso consumo di energia) è paragonabile ad una macchina a stati periferica che utilizza sensori disposti su blocchi on-chip esterni, per effettuare misure di un set di sensori configurabile, sfruttando comparatori analogici per la misura dei segnali. Il tutto avviene con il supporto di convertitori DAC e contatori che possono essere automatizzati e gestiti tramite u microcontrollore (per esempio l'EFM32, l'ATMEL o più generalmente altri microcontrollori a 32 bit). I LESENSE riescono a interfacciarsi con diversi tipi di sensori: da induttivi a capacitivi o, generalmente, a sensori di tipo analogico. La Figura 1 mostra un generico schema di collegamento a più canali per più canali, prevedendo la possibilità di gestire più sensori in contemporanea attraverso il già citato microcontrollore.

Schema generale per il collegamento di vari sensori

Figura 1: Schema di collegamente generico LESENSE

Funzionamento di un sensore capacitivo Touch

La funzione principale di questo particolare sensore capacitivo touch è la sua attitudine a variazione di capacità di un condensatore quando questo viene approcciato o toccato (dipende se si sta parlando di sensore di prossimità o toccato da un corpo esterno) da un oggetto o, in questo caso specifico, da un dito. Variazione che sarà poi misurata per valutare l'entità della pressione. Un touch pad di tipo capacitivo può essere implementato con varie tecnologie che vanno da circuiti stampati a rivestimenti conduttivi, solitamente di materiale vetroso o plastico. [...]

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Una risposta

  1. Stefano Lovati Stefano Lovati 10 gennaio 2019

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