Как сделать быстрые (с малой задержкой) емкостные сенсорные кнопки
Я хочу создать емкостные сенсорные кнопки с малой задержкой для музыкального инструмента. Время отклика (от физического прикосновения к касанию, зарегистрированное в микроконтроллере) должно составлять около 2 мс или меньше.
Из того, что я прочитал, похоже, что это возможно (и были даже разработаны сенсорные экраны с задержкой менее 1 мс - см. Здесь !). Учитывая, что я просто хочу реализовать одну кнопку, кажется, что это должно быть достижимо. Тем не менее, я искал микросхемы, и все, что я могу найти, похоже, имеет время отклика 10-16 мс.
Итак, учитывая отсутствие подходящей ИС, как я мог сам создать такой датчик? Это просто вопрос очень быстрого измерения напряжения переменного тока на сенсорной площадке? - В каком случае, что здесь является ограничивающим фактором? Почему все продукты на рынке такие медленные?
Ответы
Похоже, вы нашли продукты с низким энергопотреблением, которые не должны быть такими быстрыми, поскольку они не предназначены для использования на высокопроизводительных музыкальных инструментах, требующих быстрого времени отклика, а представляют собой простые кнопки пользовательского интерфейса, которые должны быть надежными (подумайте о печи и духовки, которые должны быть прочными и предельно надежными, чтобы не сработать случайно или дом может сгореть).
Что вы можете сделать, так это найти достаточно мощный микроконтроллер с аппаратной поддержкой емкостного считывания и точно настроить сопутствующую библиотеку программного обеспечения для быстрого отклика. Скорее всего, ваше устройство все равно будет иметь микроконтроллер или, по крайней мере, от него выиграет.
Любые часы, обнаруживающие сигнал, связанный с сенсорными экранами, не требуют более 10 циклов и, таким образом, составляют менее 1 мс с подходящим чувствительным порогом. Выпрямление 10% f с помощью фильтра нижних частот @ f-3dB = fc / 10 достигнет 90% входного V в тау после 10 циклов. Используя известный емкостной сенсорный порог пФ и эталонный конденсатор аналогичного значения, все, что вам нужно - это компаратор, настроенный на 50% для выпрямления сигнала и обнаружения входа с RC <1 мс.
Похоже, что те, кто проголосовал против, не понимают, как это сделать. Помогите. Или они не понимают, как прокомментировать или обнаружить переключатель емкости, определяя импеданс C по постоянной времени RC, равной 10 циклам, со скоростью мультиплексирования пикселей, используя нагрузку пальца и быстрое сканирование с обновлением. Лучший вопрос: как спроектировать «переключатель» с включенными характеристиками импеданса и гистерезисом, используя HBM 100 пФ для пальца с порогом 50 пФ и 30% гистерезисом за <1 мс? Подсказка Zc = 1 / (2Pi f C) Я не разрабатываю это для вас, просто говорю вам принцип.
Основываясь на ответе Justme, кажется, что причина, по которой большинство емкостных сенсорных ИС имеют задержку около 10 мс или выше, заключается в том, что они предназначены для рынка, где надежность важнее скорости .
Нетрудно разработать более быстрый датчик, используя микроконтроллер, а не готовый корпус.
Я попробовал это с библиотекой CapacitiveSensor с Arduino Uno, и мне удалось добиться очень низкой задержки датчика. В этой библиотеке используется простой метод цифровой задержки, поэтому задержка в первую очередь определяется постоянной времени RC схемы и количеством выборок, взятых за одно чтение. Работая при 5 В, с резистором 1 МОм, предполагаемой емкостью пальца 20 пФ и взяв 10 отсчетов на одно показание, я смог получить задержки всего 0,3 мс.