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19 - ELETTRONICA OGGI 457 - OTTOBRE 2016
DIGI-KEY ELECTRONICS
Lamodifica del circuito del sensore per include-
re un circuito tank induttivo risonante sensibile
alla frequenza è un metodo utile per aumentare
l’immunità alle EMI. Un cambiamento nella ca-
pacità elettrica del sensore causa così uno spo-
stamento nella frequenza risonante del circuito
tank LC. L’aggiunta di un componente risonante
a un sensore capacitivo porta alcuni vantaggi
importanti. In virtù delle sue caratteristiche in-
trinseche di banda stretta, il risonatore LC as-
sicura un’immunità eccellente alle EMI. Inoltre,
se le frequenze delle fonti di rumore sono note,
spostando la frequenza operativa del sensore
le si può filtrare senza dover ricorrere a un cir-
cuito esterno. Ne conseguirà un aumento della
sensibilità del sistema e una riduzione della sua
complessità. Il CI di rilevamento resistente alle
EMI FDC2212 di TI usa questo principio. Fa par-
te della famiglia di convertitori multicanale ad
alta capacità di conversione capacità elettrica-
digitale, alta risoluzione, resistenti alle EMI e al
rumore che misurano la frequenza di oscillazio-
ne di un sensore basato su un risonatore LC. Il
dispositivo produce un valore digitale
proporzionale alla frequenza e lo invia
a un MCU a valle perché venga con-
vertito in una capacità elettrica equi-
valente. Questa famiglia di dispositivi
offre un’elevata reiezione del rumore
e delle interferenze e supporta un am-
pio campo di frequenze di eccitazio-
ne, particolarmente utile per il rileva-
mento affidabile di liquidi conduttivi
come detergenti, saponi e inchiostri.
FDC221x (x = 1,2,4) è ottimizzato per
alta risoluzione, fino a 28 bit. Un altro
gruppo di componenti, FDC211x, offre
frequenze di campionamento fino a
13,3 ksps per applicazioni che usano
target in movimento rapido.
Sensori capacitivi autonomi
I progettisti di sistemi che desiderano sfruttare
i vantaggi del rilevamento capacitivo ma che
hanno bisogno di una soluzione “plug-and-
play” possono scegliere tra diversi sensori
preconfezionati per applicazioni specifiche.
Questi sensori semplificano il progetto com-
binando il sensore e l’interfaccia in un singo-
lo contenitore. E2K-L di Omron, ad esempio, è
una famiglia di sensori di prossimità capacitivi
per il rilevamento del livello dei liquidi, confe-
zionata per essere mon-
tata attorno a tubi di dia-
metri specifici. Include
un transistor NPN confi-
gurato come un interrut-
tore normalmente aperto
(NO) che si chiude quan-
do il liquido all’interno
del tubo raggiunge il
livello del sensore. Il ri-
levamento capacitivo è
una tecnologia flessibile
che sta diventando sem-
pre più diffusa, specie
per progetti che devono
funzionare in ambienti
pericolosi. Un sensore può essere semplice
come un’area conduttiva su una scheda di cir-
cuiti stampati con chip di interfaccia integra-
ti disponibili rapidamente a basso costo. Per
assicurare le prestazioni migliori, i progettisti
devono prestare attenzione al problema delle
EMI e del rumore.
Fig. 5 – La funzione di calibrazione automatica del CI del sensore capaciti-
vo NXP PCF8883 riduce al minimo le false attivazioni causate da variazio-
ni di temperatura e umidità. (Immagine per gentile concessione di NXP)
Fig. 6 – I dispositivi FDC211x e FDC2212x usano un tank induttivo come parte del circuito
di rilevamento per ridurre la sensibilità alle EMI. (Immagine per gentile concessione di
Texas Instruments)