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Capacitive Touch

Capacitive Touch、つまり静電容量式タッチセンサです。

PICマイコンにおけるタッチセンシグの代表選手はやはり、静電容量式です。
Microchipが提供するmTouchでは、静電容量式の中でも主に4つ方式があります。

・CTMU
・CSM
・Comparator
・CVD

以下の動画は、CTMUだと思われます。


CTMU
Charge Time Measurement Unitの略で、電圧を測定することによりセンシングを行うものです。
センサ部に 放電⇒充電を行い、一定時間経過したときの電圧を測定します。
そこに指を近接させると、容量が上がるため、測定時の電圧が低くなります。
その電圧値から容量を計算する仕組みです。
ON/OFF判断のみではなく、コンデンサの容量値そのものも測定できます。
CTMUモジュールの搭載されたPICマイコンでのみ利用可能。

CSM
Capacitive Sensing Moduleの略で、周波数を測定することによりセンシングを行うものです。
センサ部に、ある決まった電圧の閾値で充放電を繰り返し、三角波を発生させます。
そこに指を近接させると、容量が上がるため、三角波の立上がりと立下り波形、緩やかになり、結果として三角波の周波数が小さくなります。それを検知して ON/OFF を判断する仕組みです。
CSMモジュールの搭載されたPICマイコンでのみ利用可能。

Comparator
特別なモジュールなしで、コンパレータとTimer0を利用して、タッチセンシングを行う方法です。
コンパレータ出力をセンサ部とコンパレータ入力部に繋げ発振波形を作ります。
センサ部に指を近接させると、容量が上がり、発振波形の周波数が変化するため、それを検知する仕組みです。
SRラッチを使った方式もあるようです。
若干外付け部品が必要です。(ダイオードと抵抗)

CVD
Capacitive Voltage Dividerの略で、
こちらも特別なモジュールなしで、A/Dコンバーターでタッチセンシングを行う方法です。
まず、A/DのCH入力を例えばAN0に選択しておき、AN0は H 出力にしておく
そうすることによって、サンプル&ホールドアンプの容量にVDDの電荷がたまります。
次に、A/DのCH入力をAN1に切り替え、そこに寄生容量が発生している場合は、電荷がそちらに移動するため、サンプル&ホールドアンプの電圧が下がる。
それをA/Dで読み取って、指が近接しているのかいないのかを検知する仕組みです。
ADCの機能がある全てのPICマイコンで使用可能です。
しかも外付け部品は不要。
だったら、これだけでいいじゃんと思うのですが、おそらく精度やレスポンスの問題などがあるのかもしれません。


CTMUやCSMは専用のPICマイコンが必要ですが、ComparatorやA/Dを利用したものは汎用のPICマイコンでも実現可能です。
おそらく一番精度が良いのは CTMU かと思います。


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tag : mTouch CTMU CSM Comparator CVD Capacitive Touch

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エレクトリックバカ

Author:エレクトリックバカ

ポケコンでプログラミングに目覚め、PICマイコンで電子工作に希望を抱き、来たるべきUGDの時代を夢見て眠る。
そんな うだつが上がらないサラリーメン。
先生、電子工作はおやつに入りますか?




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