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COMPONENTS
PROXIMITY DETECTION
Costruzione e forma dell’antenna
Il progetto di ogni singolo sistema è unico in quanto
deve soddisfare precisi criteri estetici e vincoli fisici.
Le forme dell’antenna ad anello (loop antenna) – piste
di grandi dimensioni con il centro vuoto – sono adatte
per dispositivi di ampie dimensioni quali cornici foto-
grafiche e tastiere. I pad solidi, invece, sono più adat-
ti per l’uso in applicazioni che prevedono schede con
pulsanti di dimensioni inferiori. I loop contribuiscono a
ridurre la capacità complessiva “vista” dal dispositivo e
a creare un’area di copertura maggiore. La forma tipica
di un pad è più adatta a schede di piccole dimensioni
dove la distanza da terra è limitata e l’area del pad è
necessaria per generare il raggio d’azione desiderato.
Una antenna ad anello può avere qualsiasi rapporto
d’aspetto, come ad esempio 20 x 20 cm o 5 x 40 cm. La
decisione sarà presa in base alla funzione desiderata
e al fattore di forma. Loop di soli 1 x 1cm creano un
grado di prossimità ridotto. Loop di 30 x 30 cm (filo
di 30AWG) danno invece vita a range di prossimità
più esteso. Loop più grandi, o filo di diametro mag-
giore possono provocare il superamento del range di
calibrazione del dispositivo per cui la capacità di base
totale dovrebbe non risultare superiore a 45pF al fine
di prevenire situazioni di “fuori scala” nell’intervallo
di temperature previste o in situazioni mon conven-
zionali (come ad esempio la calibrazione in presenza
di detriti sul sensore). Nel caso un pad rappresenti la
soluzione migliore per la particolare applicazione con-
siderata, la forma non presenta un problema. Un pad
lungo e stretto di 1 x 25 cm (25 cm
2
) sarebbe senz’al-
tro adatto per la parte inferiore o laterale di un monitor
LCD. Se lo spazio a disposizione fosse ancora maggio-
re, un pad di dimensioni pari a 5 x 5 cm (25 cm
2
) cree-
rebbe una sorta di “cupola” di ampie dimensioni per il
rilevameno di prossimità, così come un pad circolare
con un raggio di 2.83 cm (circa 25 cm
2
). Se la capa-
cità fosse troppo grande, la sagoma potrebbe essere
convertita in un anello rimuovendo l’area centrale del
quadrato o del cerchio. Non esistono praticamente
vincoli per quanto riguarda le forme: un’antenna può
assumere forme circolari, ovali, quadrate, retangolari
o addirittura serpentine attorno alle schede. L’effica-
cia complessiva dell’antenna non è determinata dalla
forma bensì dall’area del conduttore relativa all’utente
o all’oggetto in avvicinamento alla zona di prossimi-
tà. Il range di prossimità è direttamente proporzionale
alla dimensione dell’antenna. Antenne più grandi ga-
rantiscono raggi d’azione di rilevamento di prossimità
maggiori. Le antenne ad anello pososno essere rea-
lizzate mediante solide spire di rame con o senza iso-
lamento, circuiti flessibili oppure direttamente su una
scheda PCB. Nel caso si utilizzino delle spire, rigide o
intrecciate, le prestazioni saranno simili, tuttavia il filo
rigido è più semplice da assemblare in un processo
produttivo. Fili di sezione maggiore garantiranno un
raggio d’azione più elevato grazie all’aumento della
superficie. Vincoli di natura fisica potrebbero porre
dei limiti alle dimensioni dei fili da utilizzare. All’inizio
del progetto è possibile utilizzare conduttori di diame-
tro pari a 30AWG e utilizzare diametri via via maggiori
finché non siano stati raggiunti il raggio d’azione de-
siderato, i vincoli estetici o i limiti di calibrazione. Nel
caso di una antenna ad anello implementata su una
scheda PCB, maggiore è l’ampiezza della pista mag-
giore sarà il raggio d’azione. Una pista di larghezza mi-
nima pari a 0,18 mm funzionerà come antenna, anche
se piste più ampie garantiranno un raggio d’azione
maggiore. Le formde delle piazzole sulla scheda PCB
debbono seguire le stesse linee guida: aumantare la
superficie e minimizzare la distanza con la massa.
Configurazione
Una volta progettata e assemblata l’antenna, è neces-
sario procedere alla scrittura del software di confi-
gurazione. Sono due gli aspetti critici della program-
mazione software da tener presente per ottenere il
massimo raggio di rilevamento con elevata intensità
di segnale e basso rumore. Il primo è aumentare il
guadagno e la sensibilità nel dispositivo e il secon-
do è ridurre il valore medio del rumore. Nell’offerta
di SMSC sono presenti due tipologie di dispositivi per
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- ELETTRONICA OGGI 457 - OTTOBRE 2016
Fig. 1 – Sulla sinistra, i LED sono spenti ma non appena la mano si avvicina i LED vengono accesi, come mostrato sulla destra