PROGETTAZIONE DI PCB CON SENSORE TOUCH PCB E TOUCH CAPACITIVI CON ALTIUM DESIGNER

Zachariah Peterson
|  Creato: November 10, 2020
PROGETTAZIONE DI PCB CON SENSORE TOUCH PCB E TOUCH CAPACITIVI CON ALTIUM DESIGNER

Se hai familiarità con il funzionamento di smartphone e altri dispositivi touch screen, allora conosci i sensori touch PCB capacitivi per la progettazione di PCB. Questi sensori non solo permettono ai touch screen di distinguere le dita da altri oggetti, ma fanno molto di più. Molti sensori utilizzano il rilevamento capacitivo, ovvero sensori per misurare la vicinanza, lo spostamento, la forza, l'umidità e il livello del fluido. Siccome i dispositivi HMI saranno altamente richiesti nell’immediato futuro, gli ingegneri necessitano di strumenti per progettare e simulare questi sensori direttamente sui PCB. Altium Designer offre tutte le caratteristiche necessarie per la progettazione di circuiti stampati con sensori touch capacitivi e molto altro.

L’unico pacchetto per la progettazione di circuiti stampati dotato di un completo set di strumenti per progettare PCB con sensori touch capacitivi e molto altro.

L’era dell’IoT è arrivata e nuovi dispositivi sono disponibili per interfacciarsi con l’ambiente e le persone. Questi dispositivi richiedono array di sensori per raccogliere dati e capacità di elaborazione per elaborare, memorizzare e trasmettere i dati al cloud. Un tipo di sensore con ampie funzionalità è quello capacitivo, che converte una variazione di capacità (e la corrente derivante in seguito alla carica o scarica) in un segnale digitale.

Quando si tratta di progettare PCB touch capacitivi, la progettazione e il layout giocano un ruolo importante nel determinare le prestazioni del sensore del dispositivo. Il layout adatto può massimizzare la reattività del sensore e ridurre la capacità parassita. In questo modo, si massimizza il rapporto segnale-rumore dei dispositivi. Con gli strumenti di progettazione adatti, puoi integrare facilmente i sensori touch capacitivi nel prossimo PCB.

Progettazione di PCB con sensori touch capacitivi

La progettazione di un sensore touch capacitivo sul circuito stampato richiede di stabilire se sfrutterai i cambiamenti di capacità propria o mutua nell'elemento sensibile. Il sensore può essere facilmente controllato con un MCU. Un sensore a capacità propria richiede l'utilizzo di un solo pin di ingresso (Rx) per rilevare il segnale dal sensore touch, mentre un sensore a capacità mutua utilizza un pin Tx e Rx per ricevere il segnale dal sensore.

A meno che non utilizzi un sensore touch capacitivo disponibile in commercio, occorrerà stampare i conduttori per il sensore direttamente sulla scheda. Dovrai quindi accoppiare i conduttori a un piano di terra continuo che attraversa ogni conduttore. Con un sensore touch a capacità mutua, occorre inviare un flusso di bit dal pin Tx a un conduttore, mentre l'altro conduttore resta sospeso durante il collegamento al pin Rx. Invece, con un sensore a capacità propria dovrai solo collegare il pin Rx al conduttore.

STAMPA GLI ELEMENTI DEL SENSORE TOUCH PCB CON GLI STRUMENTI CAD

Con gli strumenti CAD potrai completare due importanti attività nella progettazione di sensori touch capacitivi. Innanzitutto, potrai dimensionare e disporre con precisione i conduttori necessari per il sensore. Successivamente, potrai accedere a un modello 3D per la copertura dielettrica e posizionarlo direttamente sul sensore.

Ecco alcuni esempi di conduttori che puoi creare con il software CAD di Altium Designer per implementare il tuo sensore touch PCB

Ecco alcuni esempi di conduttori che puoi creare con gli strumenti CAD di Altium Designer per implementare il tuo sensore touch PCB

Applicazioni del sensore touch capacitivo

Un sensore touch capacitivo può essere utilizzato per varie applicazioni. Oltre al contatto diretto tra un dito e un dielettrico, un sensore può essere configurato per rilevare la vicinanza senza entrare a contatto. Questi sensori possono essere progettati anche per misurare la posizione precisa di un dito su un sensore. Con alcuni calcoli aggiuntivi nell'MCU, puoi configurare questo array per rilevare il movimento tramite il sensore. Se vuoi evitare l'interferenza dell'acqua, devi utilizzare un sensore touch a capacità mutua.

PROGETTARE APPLICAZIONI CON RILEVAMENTO TOUCH CAPACITIVO

Allo stesso modo in cui un sensore misura il contatto statico diretto con un dito, anche il software di progettazione necessita di precisi strumenti CAD che non limitino il layout dei conduttori a una determinata geometria. Con le librerie di componenti adatte, puoi aggiungere facilmente modelli al PCB e progettare una soluzione completa di rilevamento touch capacitivo.

Con il touch capacitivo avrai un accesso pratico ed intelligente alle librerie unificate

Accesso ai componenti nelle librerie unificate

Software per la progettazione di PCB con sensori touch capacitivi

I sensori touch sono elementi apparentemente semplici, ma la loro progettazione richiede strumenti CAD e layout adatti. Gli strumenti CAD devono definire le colate di rame in qualsiasi geometria, mentre il Layer Stack Manager deve posizionare i piani di terra e di alimentazione nei punti esatti della sequenza degli strati. Con Altium Designer potrai accedere a queste funzioni e molto altro, il tutto all’interno di in un unico ambiente di progettazione.

UTILIZZA ALTIUM DESIGNER PER PROGETTARE IL PROSSIMO PCB CON SENSORE TOUCH CAPACITIVO

Altium Designer ti offre gli strumenti necessari per la progettazione di circuiti stampati con sensori touch capacitivi, nonché numerosi strumenti per integrare i sensori con altri componenti. Il software include una completa gerarchia di progettazione che standardizza i dati così da passare con facilità alla fase di produzione, il tutto all'interno di un unico ambiente di progettazione. Nessun altro software di progettazione offre questo livello di integrazione.

Altre piattaforme di progettazione non dispongono delle funzionalità necessarie per progettare sensori touch capacitivi personalizzati direttamente su un circuito stampato. Sarai limitato alle funzioni presenti sui sensori disponibili sul mercato, mentre alcuni programmi potrebbero non includere i modelli per questi componenti. Per questo motivo, devi lavorare con l'unico software di progettazione che supporta un gran numero di componenti e integra tutti gli strumenti di progettazione in un unico programma.

Con Altium Designer, avrai sempre accesso alle risorse necessarie per progettare con successo. Tra il forum AltiumLive, i podcast e un'ampia base di conoscenze, disporrai di molte risorse per raggiungere il successo nella progettazione. È tempo di passare alla migliore piattaforma di progettazione sul mercato. È giunto il momento di provare Altium Designer.

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Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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