18 / 102
18
- ELETTRONICA OGGI 457 - OTTOBRE 2016
COVERSTORY
interferenza esterna si accoppierà così all’elet-
trodo di schermatura con un’interazione mini-
ma dell’elettrodo del sensore.
MTCH10x di
Microchip
è un controller touch
e di prossimità a 2, 5 o 8 canali che incorpora
questa funzione. A seconda dell’applicazione,
gli ingressi possono essere impostati come
canali sensore indipendenti o come coppie di
canali/protezione attiva.
MTCH10x è dotato di alimentazione e sensibi-
lità run-time configurabili e incorpora un algo-
ritmo sofisticato di ottimizzazione della scan-
sione per attenuare in modo attivo il rumore
del segnale. Un’uscita attivo basso comunica
lo stato dei sensori a un microcontroller host,
o pilota un LED di indicazione.
In figura 4, un
MTCH102
a due canali legge un
sensore singolo: il secondo canale è configurato
per fungere da protezione attiva. R1 (4,7 k ) è
consigliato per aumentare l’immunità al rumore
sull’ingresso. La tensione sul pin MTSA determi-
na la sensibilità del sensore. V
DD
darà la sensi-
bilità più bassa, mentre V
SS
darà quella più alta.
Miglioramento del funzionamento
in ambienti difficili
Mentre il rilevamento di prossimità capaciti-
vo consente un’interfaccia sigillata ermetica-
mente senza parti meccaniche, piccole gocce
di contaminazione accumulata, condensa o
acqua possono rappresentare comunque una
sfida. La contaminazione può essere riscontra-
ta in numerosi stabilimenti industriali e aree di
lavoro, condizioni climatiche estreme possono
interessare applicazioni automotive e mani ba-
gnate e versamenti di acqua sono una situa-
zione pressoché comune in molte applicazioni
di elettrodomestici. Un approccio comune nel
rilevamento touch consiste nel misurare la ca-
pacità elettrica assoluta del carico sul pin di
ingresso del sensore e confrontarlo con un
valore soglia per decidere se si è verificato
un approccio tattile. Questo metodo funziona
bene se la piastra sensore può essere tenuta
pulita e l’ambiente viene controllato per quan-
to riguarda temperatura e umidità. Tuttavia,
variazioni di temperatura e umidità nell’aria
possono influenzare le perdite superficiali del
sensore, cambiare la ca-
pacità elettrica e attivare
un falso interruttore an-
che quando la velocità
della commutazione è
abbastanza lenta. Il fil-
traggio può evitare fal-
se attivazioni aiutando
a eliminare le variazioni
di capacità elettrica do-
vute a contaminazione o
a perdite, che hanno un
profilo diverso da quelle
causate da un ingresso
valido. I sensori capaciti-
vi
PCF8883
e
PCF8885
di
NXP
, ad esempio, usano una tecnologia di ca-
librazione automatica che rileva le variazioni
della capacità elettrica. I dispositivi filtrano di-
gitalmente le variazioni della capacità elettrica
sia molto lente sia molto rapide nello stadio di
ingresso. Di conseguenza, le prestazioni sono
meno influenzate da condizioni quali sporco,
umidità, temperature di congelamento o danni
all’elettrodo che possono pregiudicarle.
Miglioramento della resistenza alle EMI
La suscettibilità del sensore al rumore e il man-
tenimento delle prestazioni in un ambiente
con alti livelli di interferenze elettromagnetiche
(EMI) sono altre sfide che limitano la sensibilità
nelle applicazioni di rilevamento capacitivo.
Fig. 3 – Il dispositivo FDC1004
ha quattro canali e tutti i cir-
cuiti necessari per implementa-
re un progetto di rilevamento
del livello dei liquidi; incorpora
anche una schermatura attiva.
(Immagine per gentile conces-
sione di Texas Instruments)
Fig. 4 – MTCH102 di Microchip configurato come dispositivo a canale singolo con una pro-
tezione attiva per assicurare la sensibilità massima. (Immagine per gentile concessione
di Microchip Technology)