Projetando PCBs de Sensores de Toque Capacitivos no Altium Designer

Se você está familiarizado com o funcionamento de smartphones e outros dispositivos com telas sensíveis ao toque, então você já conhece os sensores de toque capacitivos. Esses sensores fazem mais do que apenas permitir que as telas sensíveis ao toque distingam dedos de outros objetos. Muitos sensores utilizam a detecção capacitiva, sensores para medir proximidade, deslocamento, força, umidade e nível de fluido. Com o número de dispositivos de Interface Homem-Máquina (HMI) que estão previstos para entrar em demanda no futuro próximo, os engenheiros precisam de ferramentas para projetar e simular esses sensores diretamente em PCBs. O Altium Designer contém todos os recursos de que você precisa para o projeto de PCB de sensor de toque capacitivo e muito mais.

ALTIUM DESIGNER^®

O único pacote de design de PCB com um conjunto de ferramentas abrangente para design de sensores de PCB de toque capacitivo e muito mais.

A era da IoT está aqui, e novos dispositivos estão sendo conectados para interagir com o ambiente e com os seres humanos. Esses dispositivos requerem arranjos de sensores para coletar dados, bem como capacidades de processamento para processar, armazenar e transmitir esses dados para a nuvem. Um tipo de sensor com ampla funcionalidade são os sensores capacitivos, que convertem uma mudança na capacitância e a corrente resultante devido à carga ou descarga em um sinal digital.

Quando se trata de design de PCB com toque capacitivo, o design e o layout da sua PCB desempenham um papel crítico na determinação do desempenho do sensor do dispositivo. O layout certo para o seu sensor pode maximizar a responsividade do sensor e reduzir a capacitância parasita, o que ajuda a maximizar a relação sinal-ruído com esses dispositivos. Com as ferramentas de design adequadas, você pode facilmente integrar sensores de toque capacitivos em sua próxima PCB.

Processo de Design de PCB para Sensores de Toque Capacitivos

Projetar um sensor de toque capacitivo em sua Placa de Circuito Impresso requer determinar se você vai aproveitar as mudanças na auto-capacitância ou na capacitância mútua no elemento sensor. O sensor de toque pode ser facilmente controlado com um MCU. Um sensor capacitivo auto requer apenas um pino de entrada (Rx) para ser usado para sentir o sinal do sensor de toque, enquanto um sensor capacitivo mútuo usa um pino Tx e Rx para receber o sinal do sensor.

A menos que você esteja usando um sensor de toque capacitivo comercialmente disponível, será necessário imprimir os condutores para o seu sensor diretamente na sua placa. Em seguida, você precisará acoplar seus condutores a um plano de terra contínuo que corre sob cada condutor. Com um sensor de toque capacitivo mútuo, você precisará enviar uma sequência de bits do pino Tx para um condutor, e o outro condutor é deixado flutuando enquanto conectado ao pino Rx. Com um sensor de toque capacitivo próprio, você só precisa se preocupar em conectar o pino Rx ao seu condutor.

Imprimindo Elementos do Sensor de Toque com Suas Ferramentas CAD

As ferramentas CAD certas no seu software de design de PCB permitirão que você complete duas tarefas importantes no design de sensor de toque capacitivo. Primeiro, você pode dimensionar e dispor os condutores de que precisa para o seu sensor com precisão. Segundo, você pode acessar um modelo 3D para a cobertura dielétrica do seu sensor de toque e colocá-lo diretamente no seu sensor.

• As ferramentas CAD certas facilitam o design de elementos condutivos elegantes diretamente no seu PCB e conectam esses elementos à eletrônica de suporte necessária.Saiba mais sobre o design de condutores para o seu sensor de toque capacitivo.
• O circuito integrado Atmel QTouch oferece uma solução integrada para sensores capacitivos em PCBs.

  Veja como você pode trabalhar com o chip Atmel QTouch.

• A compatibilidade eletromagnética é um aspecto importante do design de sensores de toque capacitivos que alguns projetistas negligenciam. Aprenda mais sobre como projetar sua PCB para garantir a EMC no Altium Designer.

Estes são apenas alguns exemplos dos arranjos de condutores que você pode criar com as ferramentas CAD no Altium Designer

Aplicações de Sensores de Toque Capacitivos

Um sensor de toque capacitivo pode ser usado para várias aplicações. Além do contato direto entre um dedo humano e um dielétrico, um sensor de toque capacitivo pode ser configurado para detectar proximidade sem fazer contato direto com o sensor. Esses sensores também podem ser projetados para medir a posição precisa de um dedo sobre um sensor. Com alguns cálculos adicionais no MCU, essa mesma matriz pode ser configurada para detectar movimento através do sensor. Se evitar interferência da água é uma consideração importante, você estará melhor usando um sensor de toque capacitivo mútuo.

Projetando para Aplicações de Sensores de Toque Capacitivos

Assim como um sensor que mede o contato estático direto com um dedo humano, o software de design de PCB para sensores de toque capacitivos precisa de ferramentas CAD precisas que não limitem seu layout de condutor a uma geometria específica. Com as bibliotecas de componentes certas, você pode facilmente adicionar modelos para seus eletrônicos de suporte à sua Placa de Circuito Impresso e projetar uma solução completa de sensor de toque capacitivo.

• Com o software de design certo, você terá acesso a todas as ferramentas necessárias para incluir sensores de toque capacitivos em qualquer aplicação.

  Aprenda mais sobre a inclusão de sensores de toque em seu PCB.

• As suas bibliotecas de componentes devem conter as peças necessárias para suportar e controlar um sensor de toque capacitivo. Seu software de design também deve facilitar a adição de novos componentes à sua biblioteca e começar a trabalhar com eles imediatamente em seu design.

  Aprenda mais sobre trabalhar com bibliotecas de componentes unificadas.

• À medida que mais dispositivos IoT entram em operação, é provável que esses dispositivos incluam sensores de toque capacitivos ao lado de uma variedade de outros sensores para interagir com o ambiente.

  Aprenda mais sobre arrays de sensores em dispositivos IoT.

Acessando componentes em bibliotecas de componentes unificadas

Software de Design de PCB para Sensores de Toque Capacitivos

Sensores de toque são elementos enganosamente simples, mas projetá-los requer as ferramentas certas de CAD e layout. Suas ferramentas de CAD precisam permitir que você defina preenchimentos de cobre em qualquer geometria que possa imaginar, e você precisará de um gerenciador de pilhas de camadas para posicionar seus planos de terra e de alimentação nos locais corretos em sua pilha de camadas. Com o Altium Designer, você terá acesso a todas essas funcionalidades de design e muito mais em um único ambiente de design.

Utilize o Altium Designer para o Seu Próximo PCB de Sensor de Toque Capacitivo

O Altium Designer contém as ferramentas importantes de que você precisa para o design de PCB de sensor de toque capacitivo, bem como muitas outras ferramentas que ajudam você a integrar esses sensores com outros componentes. Este software de design inclui uma hierarquia de design completa que padroniza seus dados de design e ajuda você a avançar para a produção de forma integrada e tudo dentro de um único ambiente de design. Nenhum outro software de design oferece esse nível de integração.

• O Altium Designer coloca todas as suas ferramentas de design importantes em um único programa com uma interface consistente.Veja o ambiente de design unificado do Altium Designer em ação.
• As ferramentas de design 3D nativas oferecem uma visão completa do seu dispositivo inteiro, permitindo que você posicione seu sensor de toque capacitivo no seu PCB com precisão.Saiba mais sobre as ferramentas de design 3D nativas do Altium Designer.
• Quando você estiver pronto para produzir sua placa, precisará gerar uma documentação completa para o seu fabricante.Saiba mais sobre a geração de entregáveis para fabricantes no Altium Designer.

Outras plataformas de design não possuem a funcionalidade necessária para projetar sensores de toque capacitivos personalizados diretamente em uma PCB. Em vez disso, você estará limitado à funcionalidade oferecida pelos sensores disponíveis comercialmente, e outros programas podem não incluir modelos para esses componentes. Em vez disso, você precisa trabalhar com o único software de design integrado que inclui suporte para um número massivo de componentes e integra todas as suas ferramentas de design importantes em um único programa.

Ao escolher o Altium Designer, você sempre terá acesso aos recursos necessários para projetar com sucesso. Desde o fórum AltiumLive até podcasts e uma base de conhecimento massiva, você terá muitos recursos para ajudá-lo a alcançar o sucesso no design. É hora de fazer a mudança para a melhor plataforma de design de PCB do mercado. É hora de experimentar o Altium Designer.