Concevoir des circuits imprimés avec des capteurs tactiles capacitifs dans Altium Designer

Zachariah Peterson
|  Créé: November 10, 2020  |  Mise à jour: August 29, 2022
Conception de PCB avec des capteurs capacitifs tactiles avec Altium Designer

Si vous êtes familiers avec le fonctionnement des smartphones et autres appareils dotés d'écrans tactiles, vous connaissez déjà les capteurs capacitifs tactiles capacitifs. Ces capteurs ne se contentent pas de permettre aux écrans tactiles de distinguer les doigts des autres objets.

De nombreux capteurs utilisent la détection capacitive pour mesurer la proximité, le déplacement, la force, l'humidité et le niveau des fluides.

Le nombre d'appareils HMI étant amené à augmenter dans un avenir proche, les ingénieurs ont besoin d'outils pour concevoir et simuler ces capteurs directement sur les circuits imprimés.

Altium Designer contient toutes les fonctionnalités dont vous avez besoin pour concevoir des circuits imprimés à capteurs capacitifs tactiles et bien plus encore.

ALTIUM DESIGNER®

Altium Designer est le seul logiciel de conception de circuits imprimés doté d'un ensemble d'outils complet pour la conception de PCB avec capteurs capacitifs tactiles, et bien plus.

À l'ère de l'Internet des objets, nous concevons de plus en plus de dispositifs connectés qui nous permettent d'interagir avec notre environnement.

Ces appareils nécessitent des réseaux de capteurs qui collectent les données, ainsi que des capacités de traitement leur permettant de traiter, stocker et transmettre ces données vers le cloud.

Les capteurs capacitifs sont un type de capteur très polyvalent. Ils convertissent en un signal numérique la variation de capacitance et le courant résultant de la charge ou de la décharge.

Dans la conception de circuits imprimés à fonction tactile capacitive, la conception et le routage de votre carte jouent un rôle essentiel dans la détermination des performances du capteur de l'appareil.

Un bon routage permettra de maximiser la réactivité du capteur et de réduire la capacitance parasite, ce qui améliorera le rapport signal/bruit des appareils.

Avec les bons outils de conception, vous pouvez facilement intégrer des capteurs capacitifs tactiles à votre prochain circuit imprimé.

Processus de conception de PCB pour les capteurs capacitifs tactiles

Pour placer un capteur capacitif tactile sur votre carte de circuit imprimé, vous devez déterminer si vous allez tirer parti des changements de capacitance propre ou mutuelle dans l'élément de détection.

Le capteur tactile peut être facilement contrôlé au moyen d'un microcontrôleur.

Un capteur auto-capacitif ne nécessite qu'une seule broche d'entrée (Rx) pour détecter le signal provenant du capteur tactile, tandis qu'un capteur capacitif mutuel utilise une broche d'émission (Tx) et une de réception (Rx) pour recevoir le signal.

À moins que vous n'utilisiez un capteur tactile capacitif disponible dans le commerce, vous devrez imprimer les conducteurs de votre capteur directement sur votre carte.

Vous devrez ensuite coupler vos conducteurs à un plan de masse continu qui passe sous chaque conducteur.

Avec un capteur tactile capacitif mutuel, vous devrez envoyer un flux de bits de la broche Tx à un conducteur, l'autre conducteur étant laissé flottant lorsqu'il est connecté à la broche Rx.

Avec un capteur tactile auto-capacitif, vous n'avez qu'à vous soucier de connecter la broche Rx à votre conducteur.

Impression des éléments du capteur tactile avec vos outils de CAO

Les bons outils de CAO de votre logiciel de conception de circuits imprimés vous permettront d'effectuer deux tâches importantes dans la création de capteurs tactiles capacitifs.

Premièrement, vous pouvez dimensionner et disposer avec précision les conducteurs dont vous avez besoin pour votre capteur.

Deuxièmement, vous pouvez accéder à un modèle 3D pour la couche diélectrique de votre capteur tactile et la placer directement dessus.

Matrices de conducteurs pour la conception de circuits imprimés à capteurs tactiles capacitifs dans Altium Designer

Voici quelques exemples des réseaux de conducteurs que vous pouvez créer avec les outils de CAO d'Altium Designer

Applications utilisant des capteurs tactiles capacitifs

Les capteurs tactiles capacitifs peuvent être utilisés pour de nombreuses applications.

En plus de détecter le contact direct entre un doigt humain et un diélectrique, un capteur tactile capacitif peut être configuré pour détecter la proximité sans contact direct avec le capteur. Ces capteurs peuvent également être conçus pour mesurer la position précise d'un doigt sur un capteur.

Avec quelques calculs supplémentaires dans le microcontrôleur, il est possible de configurer cette même matrice pour détecter les mouvements sur le capteur.

Si l'absence d'interférence avec l'eau est une considération importante, il est préférable d'utiliser un capteur tactile capacitif mutuel.

Conception pour les applications utilisant la détection tactile capacitive

Tout comme un capteur qui mesure le contact statique direct avec un doigt humain, le logiciel de conception de circuits imprimés pour capteurs tactiles capacitifs a besoin d'outils de CAO précis qui ne limitent pas votre routage conducteur à une géométrie spécifique.

Avec les bonnes bibliothèques de composants, vous pouvez facilement ajouter des modèles de circuit électronique à votre carte de circuit imprimé et concevoir une solution complète de détection tactile capacitive.

Utilisation des bibliothèques de composants unifiées dans Altium Designer

Accès aux composants dans les bibliothèques de composants unifiées

Logiciel de conception de circuits imprimés pour capteurs tactiles capacitifs

Les capteurs tactiles sont des éléments d'une simplicité déconcertante, mais leur conception nécessite de disposer des bons outils de CAO et de routage.

Vos outils de CAO doivent vous permettre de définir des coulées de cuivre dans n'importe quelle géométrie imaginable, et vous aurez besoin d'un gestionnaire d'empilement de couches pour placer vos plans de masse et d'alimentation aux bons endroits de votre empilement.

Avec Altium Designer, vous aurez accès à toutes ces fonctionnalités de conception et bien plus encore dans un seul et même environnement de conception.

Utilisez Altium Designer pour la conception de votre prochain circuit imprimé avec capteurs tactiles capacitifs

Altium Designer contient les outils importants dont vous avez besoin pour la conception de circuits imprimés à capteurs tactiles capacitifs, ainsi que de nombreux autres outils qui vous aident à combiner ces capteurs avec d'autres composants.

Ce logiciel de conception comprend une hiérarchie de conception complète qui standardise vos données de conception et vous permet de passer à la phase de production sans rencontrer de difficulté, le tout dans un seul et même environnement de conception. Aucun autre logiciel de conception n'offre ce niveau d'intégration.

Les autres plateformes de conception ne disposent pas des fonctionnalités dont vous avez besoin pour concevoir des capteurs tactiles capacitifs personnalisés directement sur un circuit imprimé.

Vous serez limité aux fonctionnalités offertes par les capteurs disponibles sur le marché et les autres programmes risquent de ne pas disposer de modèles pour ces composants.

Alors, optez plutôt pour Altium Designer, le seul logiciel de conception intégré qui prend en charge un nombre considérable de composants et intègre tous vos outils de conception importants dans un seul et même programme.

En choisissant Altium Designer, vous aurez toujours accès aux ressources dont vous avez besoin pour réussir votre conception.

Du forum AltiumLive aux podcasts en passant par l'énorme base de connaissances, vous disposerez de nombreuses ressources pour vous aider à réussir votre conception. Il est temps de passer à la meilleure plateforme de conception de circuits imprimés du marché.

Il est temps d'essayer Altium Designer !

A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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