Тактильные датчики Atmel

Вы просматриваете версию 20. Для самой новой информации, перейдите на страницу Тактильные датчики Atmel для версии 21
 

Главная страница: Конструирование с сенсорным управлением

Для использования технологий сенсорного управления в конструкциях плат Altium Designer обеспечивает поддержку создания планарных емкостных сенсорных паттернов на плате для их использования с рядом контроллеров датчиков Atmel® QTouch® и QMatrix®.

Поддерживаемые датчики собственной емкости

Для использования в конструкциях плат поддерживаются следующие датчики собственной емкости:

Кнопка (или ключ) является датчиком нулевого измерения. У него есть одна точка контакта. Слайдеры и колеса являются датчиками одного измерения – они определяют движение вашего пальца вдоль одной оси. Пространственно-интерполированные датчики используют геометрию своих электродов для интерполяции электрического поля. Резистивно-интерполированные датчики используют физические резисторы для обеспечения интерполяции.

У каждого канала (электрода) этих датчиков есть одно прямое подключение к контроллеру датчика. Такие датчики являются ненаправленными с точки зрения излучаемых ими электрических полей. Хотя они могут быть использованы с накладной панелью или без нее, электростатический разряд (для соответствующего устройства контроллера) является основным фактором, влияющим на использование такой панели.

Все эти датчики подходят для использования с контроллерами датчиков Atmel QTouch.

Поддерживаемые датчики взаимной емкости

Для использования в конструкциях плат поддерживаются следующие датчики взаимной емкости:

Кнопка (или ключ) является датчиком нулевого измерения. У него есть одна точка или контакт. Слайдеры и колеса являются датчиками одного измерения – они определяют движение вашего пальца вдоль одной оси. Пространственно-интерполированные датчики используют геометрию своих электродов для интерполяции электрического поля. Резистивно-интерполированные датчики используют физические резисторы для обеспечения интерполяции.

У этих датчиков есть электроды X (передача) и Y (прием), причем взаимная емкость между X и Y измеряется контроллером датчика. Для слайдеров и колес несколько каналов имеют уникальные X-электроды, подключенные к контроллеру датчика, с общим Y-электродом. Такие датчики следует использовать с накладной панелью, склеенной без воздушных зазоров. Именно эта панель обеспечивает подходящий канал для электрических полей между X- и Y-электродами.

Все эти датчики подходят для использования с контроллерами датчиков Atmel QMatrix.

Установка поддержки тактильных датчиков Atmel QTouch

Если поддержка не была установлена в процессе начальной установки, ее можно добавить со страницы Configure Platform при управлении расширениями и обновлениями установленного ПО (нажмите кнопку Bobblehead icon вверху справа от проектной области и выберите Extensions and Updates из открывшегося меню):

  1. На вкладке Installed нажмите кнопку Configure вверху справа, чтобы открыть страницу Configure Platform.

    Сначала откройте страницу Configure Platform представления Extensions & Updates.Сначала откройте страницу Configure Platform представления Extensions & Updates.

    Сначала откройте страницу Configure Platform представления Extensions & Updates.Сначала откройте страницу Configure Platform представления Extensions & Updates.

  2. Прокрутите страницу вниз и включите Atmel QTouch в разделе Touch Sensor Support страницы.

    Затем включите опцию Atmel QTouch в разделе Touch Sensor Support.Затем включите опцию Atmel QTouch в разделе Touch Sensor Support.

  3. Нажмите кнопку Apply в верхней правой части страницы. Чтобы изменения вступили в силу, необходимо перезапустить Altium Designer, поэтому нажмите Yes, когда будет открыто диалоговое окно запроса. Нужные файлы будут загружены и установлены, и Altium Designer перезапустится. Через Проводник Windows убедитесь, что библиотека Atmel QTouch.IntLib теперь доступна в папке \Users\Public\Documents\Altium\AD<НомерВерсии>\Library\QTouch (для установки по умолчанию).

    После обновления установки станет доступной интегрированная библиотека Atmel QTouch.После обновления установки станет доступной интегрированная библиотека Atmel QTouch.

    После обновления установки станет доступной интегрированная библиотека Atmel QTouch.После обновления установки станет доступной интегрированная библиотека Atmel QTouch.

Реализация датчиков

Реализация датчиков в проекте осуществляется путем размещения и настройки датчика нужного типа из специальной интегрированной библиотеки Atmel QTouch (Atmel QTouch.IntLib).

Папка QTouch и связанная интегрированная библиотека будет находиться в папке \Users\Public\Documents\Altium\AD<НомерВерсии>\Library (для установки Altium Designer по умолчанию), если поддержка тактильных датчиков Atmel QTouch установлена для Altium Designer, как описано в предыдущем разделе.

После нужной настройки обновите целевую плату – для применения соответствующих изменений используется механизм ECO, после чего на плате создается паттерн датчика для его размещения на плате. Компоненты датчиков на плате не являются посадочными местами в привычном смысле – это, скорее, паттерны медных электродов. При сборке платы над датчиком может быть размещена накладная панель.

Реализация тактильного датчика осуществляется очень просто – разместите компонент датчика нужного типа на схеме, настройте его в соответствии с конструктивными требованиями и передайте изменения на плату, чтобы получить паттерн датчика.Реализация тактильного датчика осуществляется очень просто – разместите компонент датчика нужного типа на схеме, настройте его в соответствии с конструктивными требованиями и передайте изменения на плату, чтобы получить паттерн датчика.

Также можно изменить паттерн датчика на стороне платы и отправить изменения обратно в соответствующую схему посредством ECO.

В следующих разделах более подробно рассмотрены настраиваемые компоненты датчиков, доступные для размещения в проекте, их опции настройки и паттерны датчиков, получаемые на стороне платы. В каждом из случаев будут представлена конфигурация по умолчанию.

Как и для всех настраиваемых компонентов на схеме в Altium Designer, вы можете вызвать соответствующее диалоговое окно конфигурации (QTouch Component) компонента датчика, щелкнув ПКМ по нему и выбрав Configure из контекстного меню.

QTouchButton

Используйте компонент QTouchButton для реализации кнопки (ключа). Это датчик собственной емкости нулевого измерения с одним каналом для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика представляет собой простой электрод прямоугольной формы.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента QTouchButtonКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента QTouchButton

SmallQTouchSlider

Используйте компонент SmallQTouchSlider для реализации малого слайдера. Это пространственно-интерполированный датчик собственной емкости одного измерения с тремя каналами для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Паттерн состоит из двух полноразмерных электродов для каналов 1 и 2, а канал 3 разделен на два электрода половинного размера на их концах.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQTouchSliderКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQTouchSlider

SmallQTouchWheel

Используйте компонент SmallQTouchWheel для реализации малого колеса. Это пространственно-интерполированный датчик собственной емкости одного измерения с тремя каналами для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из простых клиновидных электродов.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQTouchWheelКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQTouchWheel

MediumQTouchSlider

Используйте компонент MediumQTouchSlider для реализации среднего слайдера. Это пространственно-интерполированный датчик собственной емкости одного измерения с тремя каналами для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из зубчатых электродов. Паттерн состоит из двух полноразмерных электродов для каналов 1 и 2, а канал 3 разделен на два электрода половинного размера на своих концах.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumQTouchSliderКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumQTouchSlider

MediumQTouchWheel

Используйте компонент MediumQTouchWheel для реализации среднего колеса. Это пространственно-интерполированный датчик собственной емкости одного измерения с тремя каналами для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из зубчатых электродов.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumQTouchWheelКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumQTouchWheel

MediumResQTouchWheel

Используйте компонент MediumResQTouchWheel для реализации среднего колеса. Это пространственно-интерполированный датчик собственной емкости одного измерения с тремя каналами для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из клиновидных электродов.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumResQTouchWheelКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumResQTouchWheel

При конфигурации этого датчика вы можете выбрать, сколько электродных "разделительных сегментов" будет поровну использоваться между каналами. В конфигурации по умолчанию используется три сегмента, в результате чего в паттерне получается 12 клиновидных X-электродов. Помните, что только три из этих электродов подключены обратно к контроллеру датчика. Для этой конфигурации по умолчанию три канала, подключенные к контроллеру датчика, связаны с контактами 1, 5 и 9 компонента.

Для обеспечения интерполяции электрических полей датчиков необходимо использовать в проекте дополнительные резисторы. Как правило, подключается в общей сложности 100 кОм между последовательными каналами, подключенными к контроллеру (или 25 кОм между сегментами электродов). На изображении ниже показан пример резисторов, подключенных к компоненту датчика для обеспечения требуемых уровней сопротивления, для конфигурации компонента по умолчанию.

Пример резисторов, подключенных к компоненту датчика для обеспечения электрической интерполяции для датчика.Пример резисторов, подключенных к компоненту датчика для обеспечения электрической интерполяции для датчика.

QMatrixButton

Используйте компонент QMatrixButton для реализации кнопки (ключа). Это датчик взаимной емкости нулевого измерения с одним каналом (один для X-электрода, другой для Y-электрода) для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из сцепленных пальцев электродов X и Y и имеет общую прямоугольную форму. Паттерн для X-электрода полностью окружает паттерн для Y-электрода.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента QMatrixButtonКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента QMatrixButton

SmallQMatrixSlider

Используйте компонент SmallQMatrixSlider для реализации малого слайдера. Это пространственно-интерполированный датчик взаимной емкости одного измерения со множеством каналов для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика похож на массив кнопок 1xn, где n – это количество заданных каналов. X- и Y-электроды, опять же, представляют собой сцепленные пальцы. Между X-электродами есть зазоры. Y-электрод является непрерывным (он общий для всех каналов), с дополнительным пальцем в этих зазорах. Изолированные области одного X-электрода соединяются с помощью переходных отверстий и трассы, размещенной на противоположном слое платы.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQMatrixSliderКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQMatrixSlider

SmallQMatrixWheel

Используйте компонент SmallQMatrixWheel для реализации малого колеса. Это пространственно-интерполированный датчик взаимной емкости одного измерения со множеством каналов для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика похож на круговой массив кнопок 1xn, где n – это количество заданных каналов. X- и Y-электроды, опять же, представляют собой сцепленные пальцы, с сужающимися пальцами X-электродов. Между X-электродами есть зазоры. Y-электрод является непрерывным (он общий для всех каналов), с дополнительным пальцем в этих зазорах. Изолированные области одного X-электрода соединяются с помощью переходных отверстий и трассы, размещенной на противоположном слое платы.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQMatrixWheelКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента SmallQMatrixWheel

MediumQMatrixSlider

Используйте компонент MediumQMatrixSlider для реализации двухслойного среднего слайдера. Это пространственно-интерполированный датчик взаимной емкости одного измерения со множеством каналов для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из наклонных X-электродов, где n – это количество заданных каналов. Между X-электродами есть зазоры. Y-электрод является непрерывным (он общий для всех каналов) и состоит из ряда горизонтальных пальцев. Y-электрод расположен на верхнем слое, а X-электроды расположены позади, на нижнем слое.

Сегменты X-электродов имеют высоту 4 мм. Для слайдера больше этой высоты добавляются дополнительные сегменты друг над другом, с чередованием зигзагом. Для каждого уровня сегментов в этой "стопке" добавляется дополнительный палец Y-электрода. При конфигурации по умолчанию, где высота слайдера составляет 12 мм, эта стопка включает в себя три сегмента для каждого X-электрода. Общий Y-электрод состоит из трех пальцев.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumQMatrixSliderКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumQMatrixSlider

MediumLargeQMatrixWheel

Используйте компонент MediumLargeQMatrixWheel для реализации двухслойного среднего колеса. Это пространственно-интерполированный датчик взаимной емкости одного измерения со множеством каналов для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из n X-электродов в виде криволинейных зубцов, где n – это количество заданных каналов. Между X-электродами есть зазоры. Y-электрод является непрерывным (он общий для всех каналов) и состоит из ряда колец. Y-электрод расположен на верхнем слое, а X-электроды расположены позади, на нижнем слое.

Сегменты X-электродов имеют радиальную высоту 4 мм. Для колеса больше этой высоты добавляются дополнительные сегменты в радиальном направлении, с чередованием криволинейных зубцов. Для каждого уровня сегментов в этой "стопке" добавляется дополнительное кольцо Y-электрода. При конфигурации по умолчанию, где внутренний диаметр составляет 16 мм, а внешний – 40 мм, эта стопка включает в себя три сегмента для каждого X-электрода. Общий Y-электрод состоит, соответственно, из трех колец.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumLargeQMatrixWheelКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumLargeQMatrixWheel

MediumResQMatrixWheel

Используйте компонент MediumResQMatrixWheel для реализации двухслойного среднего колеса. Это резистивно-интерполированный датчик взаимной емкости одного измерения со множеством каналов для подключения непосредственно к контроллеру датчика Atmel QTouch. Полученный на плате паттерн датчика состоит из n X-электродов в виде криволинейных зубцов, где n – это количество заданных каналов. Между X-электродами есть зазоры. Y-электрод является непрерывным (он общий для всех каналов) и состоит из ряда колец. Y-электрод расположен на верхнем слое, а X-электроды расположены позади, на нижнем слое.

Сегменты X-электродов имеют радиальную высоту 4 мм. Для колеса больше этой высоты добавляются дополнительные сегменты в радиальном направлении, с чередованием криволинейных зубцов. Для каждого уровня сегментов в этой "стопке" добавляется дополнительное кольцо Y-электрода. При конфигурации по умолчанию, где внутренний диаметр составляет 7,5 мм, а внешний – 30 мм, эта стопка включает в себя три сегмента для каждого X-электрода. Общий Y-электрод состоит, соответственно, из трех колец.

Конфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumResQMatrixWheelКонфигурация по умолчанию и полученный в результате паттерн датчика для компонента MediumResQMatrixWheel

При конфигурации этого датчика вы можете выбрать, сколько электродных "разделительных сегментов" будет поровну использоваться между каналами. В 4-канальной конфигурации по умолчанию используется три разделительных сегмента, в результате чего в паттерне получается шесть X-электродов в виде криволинейных зубьев. Для этой конфигурации по умолчанию четыре канала, подключенные к контроллеру датчика, связаны с контактами 1, 5, 9 и 13 компонента.

Для обеспечения интерполяции электрических полей датчиков необходимо использовать в проекте дополнительные резисторы. Как правило, подключается в общей сложности от 2 до 100 кОм между n каналами, подключенными к контроллеру. На изображении ниже показан пример резисторов, подключенных к компоненту датчика для обеспечения требуемых уровней сопротивления, для конфигурации компонента по умолчанию.

Пример резисторов, подключенных к компоненту датчика для обеспечения электрической интерполяции для датчика.Пример резисторов, подключенных к компоненту датчика для обеспечения электрической интерполяции для датчика.

Контроллеры датчиков Atmel

Контроллеры датчиков Atmel QTouch и QMatrix, к которым подключаются соответствующие электроды паттернов датчиков, можно найти на странице Atmel Touch Solutions в разделе Unified Components области Design Content веб-сайта Altium.

Посмотрите компоненты контроллеров QTouch и QMatrix на веб-сайте Altium.Посмотрите компоненты контроллеров QTouch и QMatrix на веб-сайте Altium.

Компоненты можно просмотреть прямо на этих страницах. Кроме того, на каждой странице доступны две опции:

  • Go To Vault – нажмите эту кнопку, чтобы просмотреть компоненты через веб-интерфейс.
  • Download Library – нажмите эту кнопку, чтобы загрузить компоненты в zip-архиве интегрированной библиотеки.

Дополнительная информация

Для получения дополнительной информации касательно конструирования с тактильными датчиками обратитесь к руководству Touch Sensor Design Guide от Atmel, доступному на сайте www.atmel.com.

If you find an issue, select the text/image and pressCtrl + Enterto send us your feedback.
Примечание

Набор доступных функций зависит от вашего уровня доступа к продуктам Altium. Ознакомьтесь с функциями, включенными в различные уровни Подписки на ПО Altium, и функциональными возможностями приложений, предоставляемых платформой Altium 365.

Если вы не видите в своем ПО функцию, описанную здесь, свяжитесь с отделом продаж Altium, чтобы узнать больше.

Content