Проектирование печатных плат сенсоров емкостного типа в Altium Designer

Если вы знакомы с принципом работы смартфонов и других устройств с сенсорными экранами, то вы уже знакомы с емкостными сенсорами. Эти сенсоры делают больше, чем просто позволяют сенсорным экранам различать пальцы от других объектов. Многие сенсоры используют емкостное сенсирование, сенсоры для измерения близости, перемещения, силы, влажности и уровня жидкости. С учетом количества устройств HMI, которые предполагается востребованными в ближайшем будущем, инженерам необходимы инструменты для проектирования и моделирования этих сенсоров непосредственно на печатных платах. Altium Designer содержит все необходимые функции для проектирования печатных плат с емкостными сенсорами и многое другое.

ALTIUM DESIGNER^®

Единственный пакет для проектирования печатных плат, включающий в себя комплексный набор инструментов для проектирования емкостных сенсоров и многое другое.

Эра Интернета вещей наступила, и новые устройства появляются в сети для взаимодействия с окружающей средой и людьми. Эти устройства требуют массивы сенсоров для сбора данных, а также вычислительные возможности для обработки, хранения и передачи этих данных в облако. Один из типов сенсоров с широким функционалом - емкостные сенсоры, которые преобразуют изменение емкости и результирующий ток из-за зарядки или разрядки в цифровой сигнал.

Когда речь идет о проектировании печатных плат с емкостным сенсорным управлением, конструкция и компоновка вашей печатной платы играют ключевую роль в определении производительности сенсора устройства. Правильная компоновка для вашего сенсора может максимизировать его чувствительность и снизить паразитную емкость, что помогает увеличить отношение сигнал/шум у этих устройств. С помощью подходящих инструментов проектирования вы можете легко интегрировать емкостные сенсорные датчики в вашу следующую печатную плату.

Процесс проектирования печатных плат для емкостных сенсорных датчиков

Проектирование емкостного сенсорного датчика на вашей печатной плате требует определения, будете ли вы использовать изменения самоемкости или взаимной емкости в элементе сенсора. Сенсор можно легко контролировать с помощью микроконтроллера (MCU). Сенсор с самоемкостью требует использования только одного входного контакта (Rx) для обнаружения сигнала от сенсорного датчика, в то время как сенсор с взаимной емкостью использует контакты Tx и Rx для приема сигнала от датчика.

Если вы не используете коммерчески доступный сенсор емкостного прикосновения, вам потребуется напечатать проводники для вашего сенсора непосредственно на вашей плате. Затем вам нужно будет соединить ваши проводники с непрерывной земляной плоскостью, которая проходит под каждым проводником. Используя сенсор взаимной емкости, вам нужно будет отправлять поток битов с вывода Tx на один проводник, а другой проводник оставлять неподключенным, соединив его с выводом Rx. С сенсором собственной емкости вам только нужно заботиться о подключении вывода Rx к вашему проводнику.

Печать элементов сенсора прикосновения с помощью ваших CAD инструментов

Правильные CAD инструменты в вашем программном обеспечении для проектирования печатных плат позволят вам выполнить две важные задачи при проектировании сенсора емкостного прикосновения. Во-первых, вы можете точно определить размер и расположение проводников, необходимых для вашего сенсора. Во-вторых, вы можете получить доступ к 3D модели диэлектрического покрытия для вашего сенсора прикосновения и разместить его непосредственно на вашем сенсоре.

• Правильные CAD инструменты упрощают проектирование элегантных проводящих элементов непосредственно на вашей печатной плате и соединение этих элементов с необходимой поддерживающей электроникой.Узнайте больше о проектировании проводников для вашего сенсора емкостного прикосновения.
• Интегральная схема Atmel QTouch предлагает интегрированное решение для емкостных сенсоров в печатных платах.

  Смотрите, как вы можете работать с чипом Atmel QTouch.

• Электромагнитная совместимость является важным аспектом проектирования сенсорных устройств на основе емкостного прикосновения, который некоторые дизайнеры игнорируют. Узнайте больше о проектировании вашей печатной платы для обеспечения ЭМС в Altium Designer.

Это лишь некоторые примеры массивов проводников, которые вы можете создать с помощью инструментов CAD в Altium Designer

Применение сенсоров емкостного прикосновения

Сенсор емкостного прикосновения может использоваться в ряде приложений. Помимо прямого контакта между человеческим пальцем и диэлектриком, сенсор емкостного прикосновения может быть настроен на обнаружение близости без прямого контакта с сенсором. Такие сенсоры также могут быть спроектированы для измерения точного положения пальца на сенсоре. С помощью дополнительных расчетов в MCU, этот же массив может быть настроен на обнаружение движения по сенсору. Если важно избежать помех от воды, вам лучше использовать сенсор емкостного прикосновения с взаимной емкостью.

Проектирование для приложений сенсоров емкостного прикосновения

Так же, как и сенсор, измеряющий прямой статический контакт с человеческим пальцем, программное обеспечение для проектирования печатных плат для сенсоров емкостного прикосновения требует точных инструментов CAD, которые не ограничивают вашу компоновку проводников определенной геометрией. С правильными библиотеками компонентов вы можете легко добавить модели для вашей поддерживающей электроники на вашу печатную плату и спроектировать полное решение сенсора емкостного прикосновения.

• С правильным программным обеспечением для проектирования у вас будет доступ ко всем инструментам, необходимым для включения емкостных сенсорных датчиков в любое приложение.

  Узнайте больше о включении сенсорных датчиков в вашу печатную плату.

• Ваши библиотеки компонентов должны содержать детали, необходимые для поддержки и управления емкостным сенсорным датчиком. Ваше программное обеспечение для проектирования также должно облегчать добавление новых компонентов в вашу библиотеку и немедленный начало работы с ними в вашем проекте.

  Узнайте больше о работе с унифицированными библиотеками компонентов.

• По мере того как в сеть выходит все больше устройств IoT, эти устройства, вероятно, будут включать емкостные сенсорные датчики наряду с целым рядом других датчиков для взаимодействия с окружающей средой.

  Узнайте больше об массивах датчиков в устройствах IoT.

Доступ к компонентам в унифицированных библиотеках компонентов

Программное обеспечение для проектирования печатных плат для емкостных сенсорных датчиков

Сенсорные датчики являются обманчиво простыми элементами, но для их проектирования требуются подходящие инструменты CAD и компоновки. Ваши инструменты CAD должны позволять вам определять заливки медью любой геометрии, которую вы можете себе представить, и вам понадобится менеджер стека слоев, чтобы разместить ваши земляные и питающие плоскости в правильных местах вашего стека слоев. С Altium Designer вы получите доступ ко всем этим функциям проектирования и многому другому в единой среде проектирования.

Используйте Altium Designer для создания вашей следующей печатной платы с емкостным сенсорным датчиком

Altium Designer содержит важные инструменты, необходимые для проектирования печатных плат с емкостными сенсорными датчиками, а также множество других инструментов, которые помогают вам интегрировать эти датчики с другими компонентами. Это программное обеспечение для проектирования включает в себя полную иерархию проектирования, которая стандартизирует ваши проектные данные и помогает вам беспрепятственно переходить к производству, все в рамках единой среды проектирования. Никакое другое программное обеспечение для проектирования не предлагает такого уровня интеграции.

• Altium Designer объединяет все ваши важные инструменты проектирования в одной программе с последовательным интерфейсом. Посмотрите единую среду проектирования Altium Designer в действии.
• Родные инструменты 3D-проектирования предоставляют вам полный обзор всего вашего устройства, позволяя вам точно разместить ваш емкостной сенсорный датчик на печатной плате. Узнайте больше о родных инструментах 3D-проектирования Altium Designer.
• Когда вы будете готовы к производству вашей платы, вам потребуется сгенерировать полную документацию для вашего производителя. Узнайте больше о создании производственных документов в Altium Designer.

Другие платформы для проектирования не обладают функциональностью, необходимой для разработки пользовательских емкостных сенсоров непосредственно на печатной плате. Вместо этого вы будете ограничены функциональностью, предлагаемой коммерчески доступными сенсорами, и другие программы могут не включать модели этих компонентов. Вам нужно работать только с интегрированным программным обеспечением для проектирования, которое включает поддержку огромного количества компонентов и объединяет все важные инструменты проектирования в одной программе.

Когда вы выбираете Altium Designer, у вас всегда будет доступ к ресурсам, необходимым для успешного проектирования. От форума AltiumLive до подкастов и огромной базы знаний - у вас будет множество ресурсов, которые помогут вам достичь успеха в проектировании. Пришло время перейти на лучшую платформу проектирования печатных плат на рынке. Пришло время попробовать Altium Designer.