Altium Designer에서 정전 용량 터치 센서 PCB 설계하기

스마트폰과 같은 터치 스크린이 있는 기기의 작동 방식을 잘 알고 있다면, 이미 정전 용량 터치 센서에 대해 익숙할 것입니다. 이 센서들은 단순히 터치 스크린이 손가락과 다른 물체를 구별하는 것 이상의 기능을 합니다. 많은 센서들이 정전 용량 감지를 사용하여, 근접성, 변위, 힘, 습도, 그리고 유체 수준을 측정합니다. 가까운 미래에 수요가 증가할 것으로 예상되는 HMI 기기의 수가 많기 때문에, 엔지니어들은 이러한 센서들을 PCB 위에서 직접 설계하고 시뮬레이션할 수 있는 도구가 필요합니다. Altium Designer는 정전 용량 터치 센서 PCB 설계에 필요한 모든 기능을 갖추고 있을 뿐만 아니라 그 이상의 것을 제공합니다.

ALTIUM DESIGNER^®

정전 용량 터치 PCB 설계 센서 및 그 이상을 위한 포괄적인 도구 세트를 갖춘 유일한 PCB 설계 패키지입니다.

IoT의 시대가 도래했으며, 환경 및 인간과의 상호작용을 위한 새로운 기기들이 온라인으로 출시되고 있습니다. 이러한 기기들은 데이터를 수집하기 위한 센서 배열과 데이터를 처리, 저장 및 클라우드로 전송하는 처리 능력이 필요합니다. 광범위한 기능을 가진 센서 유형 중 하나는 정전 용량 센서로, 충전 또는 방전으로 인한 용량 변화와 그로 인한 전류를 디지털 신호로 변환합니다.

전기 용량 터치 PCB 설계의 경우, PCB 설계 및 레이아웃은 장치의 센서 성능을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 센서에 적합한 레이아웃은 센서의 반응성을 극대화하고 기생 커패시턴스를 낮춰 이러한 장치의 신호 대 잡음 비율을 최대화하는 데 도움이 됩니다. 올바른 설계 도구를 사용하면 다음 PCB에 전기 용량 터치 센서를 쉽게 통합할 수 있습니다.

전기 용량 터치 센서를 위한 PCB 설계 과정

인쇄 회로 기판에 전기 용량 터치 센서를 설계하는 것은 감지 요소에서 자기 커패시턴스의 변화를 활용할지 아니면 상호 커패시턴스를 활용할지 결정하는 것을 포함합니다. 터치 센서는 MCU로 쉽게 제어할 수 있습니다. 자기 커패시턴스 센서는 터치 센서에서 신호를 감지하기 위해 하나의 입력(Rx) 핀만 필요로 하는 반면, 상호 커패시턴스 센서는 센서에서 신호를 수신하기 위해 Tx 및 Rx 핀을 사용합니다.

상용으로 구매 가능한 정전 용량식 터치 센서를 사용하지 않는 한, 센서용 도체를 직접 기판에 인쇄해야 합니다. 그런 다음 각 도체 아래에 연속적인 접지면을 도체에 연결해야 합니다. 상호 정전 용량식 터치 센서의 경우, Tx 핀에서 한 도체로 비트 스트림을 보내고, 다른 도체는 Rx 핀에 연결된 상태로 부유시켜 둡니다. 자기 정전 용량식 터치 센서의 경우, 도체에 Rx 핀을 연결하는 것만 신경 쓰면 됩니다.

PCB 설계 소프트웨어의 CAD 도구를 사용하여 터치 센서 요소 인쇄

적절한 CAD 도구는 정전 용량식 터치 센서 설계에서 두 가지 중요한 작업을 완료할 수 있게 해줍니다. 첫째, 센서에 필요한 도체의 크기를 정확하게 설정하고 레이아웃할 수 있습니다. 둘째, 터치 센서용 유전체 커버의 3D 모델에 접근하여 센서 위에 직접 배치할 수 있습니다.

• 적절한 CAD 도구를 사용하면 PCB에 세련된 도전 요소를 쉽게 설계하고 이러한 요소를 필요한 지원 전자 장치에 연결할 수 있습니다.정전 용량식 터치 센서용 도체 설계에 대해 자세히 알아보세요.
• Atmel QTouch 집적 회로는 PCB 내의 정전 용량식 센서에 대한 통합 솔루션을 제공합니다.

  Atmel QTouch 칩을 사용하는 방법을 확인해 보세요.

• 전기자기 호환성은 일부 설계자들이 간과하는 정전 용량식 터치 감지 설계의 중요한 측면입니다. Altium Designer에서 EMC를 보장하기 위해 PCB를 설계하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

이것들은 Altium Designer의 CAD 도구로 생성할 수 있는 도체 배열의 몇 가지 예입니다.

정전 용량식 터치 센서 응용 프로그램

정전 용량식 터치 센서는 다양한 응용 프로그램에 사용될 수 있습니다. 인간의 손가락과 유전체 사이의 직접 접촉뿐만 아니라, 정전 용량식 터치 센서는 센서와 직접 접촉하지 않고도 근접성을 감지하도록 구성될 수 있습니다. 이러한 센서는 또한 센서 위의 손가락의 정확한 위치를 측정하도록 설계될 수 있습니다. MCU에서 추가 계산을 통해, 이와 같은 배열은 센서를 통한 움직임을 감지하도록 구성될 수 있습니다. 물로부터의 간섭을 피하는 것이 중요한 고려 사항이라면, 상호 정전 용량식 터치 센서를 사용하는 것이 더 좋습니다.

정전 용량식 터치 감지 응용 프로그램 설계

인간의 손가락과의 직접적인 정전 접촉을 측정하는 센서와 마찬가지로, 정전 용량식 터치 센서용 PCB 설계 소프트웨어는 특정 기하학적 형태로 도체 레이아웃을 제한하지 않는 정확한 CAD 도구가 필요합니다. 올바른 구성 요소 라이브러리를 사용하면, 지원 전자 장치의 모델을 인쇄 회로 기판에 쉽게 추가하고 완전한 정전 용량식 터치 감지 솔루션을 설계할 수 있습니다.

• 적절한 설계 소프트웨어를 사용하면 모든 애플리케이션에 적용할 수 있는 정전 용량식 터치 센서를 포함하는 데 필요한 모든 도구에 접근할 수 있습니다.

  PCB에 터치 센서를 포함하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

• 구성 요소 라이브러리에는 정전 용량식 터치 센서를 지원하고 제어하는 데 필요한 부품이 포함되어 있어야 합니다. 설계 소프트웨어는 라이브러리에 새 구성 요소를 쉽게 추가하고 설계에서 즉시 작업을 시작할 수 있도록 해야 합니다.

  통합 구성 요소 라이브러리를 사용하는 방법에 대해 자세히 알아보세요.

• 더 많은 IoT 기기가 온라인 상태가 되면서, 이러한 기기들은 환경과 상호 작용하기 위한 다른 센서들과 함께 정전 용량식 터치 센서를 포함할 가능성이 높습니다.

  IoT 기기에서의 센서 배열에 대해 자세히 알아보세요.

통합 구성 요소 라이브러리에서 구성 요소에 접근하기

정전 용량식 터치 센서용 PCB 설계 소프트웨어

터치 센서는 속임수가 없는 단순한 요소처럼 보이지만, 설계하기 위해서는 올바른 CAD 및 레이아웃 도구가 필요합니다. CAD 도구는 상상할 수 있는 모든 기하학적 형태로 구리를 붓는 것을 정의할 수 있어야 하며, 레이어 스택에서 접지 및 전원 평면을 올바른 위치에 배치하기 위해 레이어 스택 관리자가 필요합니다. Altium Designer를 사용하면 이러한 설계 기능과 훨씬 더 많은 기능에 단일 설계 환경에서 접근할 수 있습니다.

다음 용량성 터치 센서 PCB에 Altium Designer 사용하기

Altium Designer는 용량성 터치 센서 PCB 설계에 필요한 중요 도구를 포함하고 있으며, 이 센서를 다른 구성 요소와 통합하는 데 도움이 되는 많은 다른 도구도 제공합니다. 이 설계 소프트웨어는 설계 데이터를 표준화하는 완전한 설계 계층 구조를 포함하고 있어, 단일 설계 환경 내에서 원활하게 생산으로 이동할 수 있도록 도와줍니다. 다른 설계 소프트웨어는 이러한 통합 수준을 제공하지 않습니다.

• Altium Designer는 중요한 설계 도구를 일관된 인터페이스를 가진 단일 프로그램에 배치합니다. Altium Designer의 통합된 설계 환경을 실제로 확인해보세요.
• 기본 3D 설계 도구는 전체 장치의 완전한 뷰를 제공하여, PCB에 용량성 터치 센서를 정확하게 배치할 수 있게 합니다. Altium Designer의 기본 3D 설계 도구에 대해 자세히 알아보세요.
• 보드를 생산할 준비가 되었을 때, 제조업체에 필요한 완전한 문서를 생성해야 합니다. Altium Designer에서 제조업체 제공 자료 생성에 대해 자세히 알아보세요.

다른 설계 플랫폼들은 PCB 위에 맞춤형 정전 용량 터치 센서를 직접 설계할 수 있는 기능이 부족합니다. 대신, 상용으로 제공되는 센서가 제공하는 기능에 제한될 것이며, 다른 프로그램들은 이러한 구성 요소에 대한 모델을 포함하지 않을 수도 있습니다. 대신, 방대한 수의 구성 요소에 대한 지원을 포함하고 모든 중요한 설계 도구를 단일 프로그램으로 통합하는 유일한 통합 설계 소프트웨어와 함께 작업해야 합니다.

Altium Designer를 선택하면 성공적으로 설계할 수 있는 필요한 자원에 항상 접근할 수 있습니다. AltiumLive 포럼부터 팟캐스트, 방대한 지식 기반에 이르기까지, 설계 성공을 도울 수 있는 다양한 자원을 이용할 수 있습니다. 시장에서 가장 우수한 PCB 설계 플랫폼으로 전환할 시간입니다. Altium Designer를 시도해 볼 시간입니다.