빠른 (낮은 지연) 정전 식 터치 버튼을 만드는 방법
악기를위한 저 지연 정전 식 터치 버튼을 만들고 싶습니다. 반응 시간 (물리적 터치에서 마이크로 컨트롤러에 등록 된 터치까지)은 약 2ms 이하이어야합니다.
내가 읽은 바에 따르면 이것이 가능한 것 같습니다 (그리고 1ms 미만의 대기 시간으로 개발 된 터치 스크린 도 있습니다 - 여기를 보세요!). 단지 하나의 버튼을 구현하고 싶은 점을 감안할 때 달성 가능한 것 같습니다. 그러나 나는 IC를 둘러 보았고 내가 찾을 수있는 모든 것은 10-16ms의 응답 시간을 갖는 것 같습니다.
그렇다면 적절한 IC가 없는데 어떻게 이러한 센서를 직접 만들 수 있을까요? 단지 센서 패드에서 매우 빠른 AC 전압 측정을 수행하는 문제입니까? -어떤 경우에 여기서 제한 요소는 무엇입니까? 시장에 나와있는 모든 제품이 왜 그렇게 느린가요?
답변
빠른 응답 시간이 필요한 고성능 악기에 사용하도록 설계되지 않았기 때문에 그렇게 빠르지 않아도되는 저전력 제품을 발견 한 것 같습니다.하지만 신뢰할 수 있어야하는 간단한 사용자 인터페이스 버튼 ( 튼튼해야하고 우연히 쉽게 작동하지 않도록 매우 확실해야하는 스토브와 오븐은 집이 타 버릴 수 있습니다).
당신이 할 수있는 일은 정전 용량 감지를위한 하드웨어 지원이있는 합리적으로 강력한 마이크로 컨트롤러를 찾고, 빠른 응답 시간을 위해 함께 제공되는 감지 소프트웨어 라이브러리를 미세 조정하는 것입니다. 대부분의 경우 장치에 마이크로 컨트롤러가있을 가능성이 높거나 적어도 이점을 누릴 수 있습니다.
터치 스크린에 의해 결합 된 신호를 감지하는 모든 클록은 10 사이클 이상을 필요로하지 않으므로 적절한 민감 임계 값으로 1ms 미만입니다. 저역 통과 필터 @ f-3dB = fc / 10로 f의 10 %를 정류하면 10 사이클 후에 Tau에서 입력 V의 90 %에 도달합니다. 알려진 정전 식 터치 pF 임계 값과 유사한 값의 기준 캡을 사용하면 신호를 정류하고 RC <1ms로 입력을 감지하기 위해 50 %로 설정된 비교기 만 있으면됩니다.
반대표를 던진 사람들은 방법을 이해하지 못하는 것 같습니다. 도움. 또는 그들은 손가락의 부하와 빠른 리프레시 스캔을 사용하여 픽셀 MUX 속도에서 10 사이클의 RC 시정 수로 C의 임피던스를 감지하여 커패시턴스 스위치를 설명하거나 감지하는 방법을 이해하지 못합니다. 더 나은 질문 50pF의 임계 값과 1ms 미만의 30 % 히스테리시스를 가진 핑거에 대해 100pf의 HBM을 사용하여 온 오프 임피던스 사양 및 히스테리시스로 "스위치"를 설계하는 방법? 힌트 Zc = 1 / (2Pi f C) 나는 당신을 위해 이것을 디자인하지 않고 단지 당신에게 원리를 말하고 있습니다.
Justme의 답변을 바탕으로, 대부분의 정전 식 터치 IC가 약 10ms 이상의 지연 시간을 갖는 이유는 속도 보다 안정성 을 우선시하는 시장에 대응하기 때문인 것 같습니다 .
미리 빌드 된 패키지가 아닌 마이크로 컨트롤러를 사용하여 더 빠른 센서를 설계하는 것은 어렵지 않습니다.
저는 Arduino Uno와 함께 CapacitiveSensor 라이브러리로 이것을 시도했고 매우 낮은 센서 지연 시간을 달성 할 수있었습니다. 이 라이브러리는 간단한 디지털 지연 방법을 사용하므로 지연 시간은 주로 회로의 RC 시간 상수와 판독 당 수집 된 샘플 수에 의해 결정됩니다. 1M 저항으로 5V에서 작동하고 핑거 커패시턴스를 20pF로 가정하고 판독 당 10 개의 샘플을 취하여 대기 시간을 0.3ms까지 낮출 수있었습니다.