Pienso utilizar un microcontrolador con función de tacto capacitivo integrado para esta aplicación. El panel táctil tiene un diámetro de aproximadamente 2 cm y la distancia de detección requerida es de unos 10 cm cuando una palma se acerca. ¿Qué marca de microcontroladores con características de tacto capacitivo ofrece un rendimiento de detección más sensible?
Compae, ¿quieres hacer detección a 10 cm con un PAD de 2 cm? Esto físicamente suena bastante irreal. La variación de capacitancia causada por un dedo a 10 cm es extremadamente pequeña (probablemente del orden de aF), y con un PAD de solo 2 cm, el campo eléctrico en los bordes simplemente no puede emitir tan lejos. Incluso si ajustas la sensibilidad al máximo, cualquier cambio en la temperatura, humedad o la presencia de equipos de alta potencia cercanos provocará falsas activaciones.
Si insistes en usar exclusivamente las capacidades del microcontrolador, no dudes en elegir la serie PSoC de Cypress (ahora adquirida por Infineon). Su tecnología CapSense (especialmente la quinta generación CSX de capacitancia mutua) es reconocida en la industria como la más avanzada, y su tecnología Driven Shield ofrece la mejor inmunidad al ruido. Además, también puedes considerar CapTIvate de TI, que tiene una excelente relación señal-ruido. Pero independientemente de la opción que elijas, te recomendamos aumentar el tamaño de la antena de detección (PAD) o cambiar a una antena circular; 2 cm es realmente insuficiente.
Te doy un consejo, para una detección a distance de más de 10 cm, ¡no uses soluciones capacitivas! Los problemas de interferencia durante la producción en masa te enterrarán. Especialmente cuando tengas que pasar pruebas EMC como descargas electrostáticas o EFT, tener tanta sensibilidad se convierte en una pesadilla.
Te sugerimos cambiar de solución:
- Usa un par de tubos infrarrojos activos (IR) por unos pocos centavos de costo, o un IC de sensor de proximidad fotoeléctrico.
- Si el presupuesto lo permite, usa sensores ToF (tiempo de vuelo) básicos como el VL53L0X de ST. Ofrecen una distancia extremadamente precisa; si quieres ajustar a 10 cm, será exactamente 10 cm, y además no se ven afectados por la humedad, la temperatura ni los materiales metálicos.
El sensor de proximidad de 10 cm (Proximity Sensor) lo pueden fabricar muchas fábricas en China, no es necesario usar chips tan caros de marcas extranjeras.
Se recomienda echar un vistazo a CHIPSEA (Xin Hai Ke Ji), una empresa que comenzó especializándose en ADC de alta precisión y sensores táctiles. Los modelos con función táctil de la serie CS32 tienen una alta sensibilidad, y en su biblioteca de algoritmos original ya existe una configuración específica para el sensor de proximidad. También está Holtek (He Tai), todo un veterano en sensores táctiles para electrodomésticos. Aunque la serie BS81 es un circuito integrado especializado, sus microcontroladores con función táctil también son muy estables.
Se sugiere contactar directamente a un distribuidor para obtener una placa de desarrollo y pedir que el FAE del fabricante autorizado venga a ayudarte a ajustar los umbrales. En este tipo de detección a distancias límite, los algoritmos y el diseño del circuito son más importantes que el chip en sí.
Para ser sinceros, lograr una detección de 10 cm con un PAD de 2 cm representa un gran desafío físico.
Generalmente, los sensores SAR (detección de proximidad) utilizados en teléfonos móviles ya alcanzan una sensibilidad del orden de aF (attofaradio). Con una antena de 20 mm \times 20 mm, la distancia máxima de detección suele estar entre 30 mm \sim 50 mm. Si quieres alcanzar los 10 cm, la relación señal-ruido (SNR) será muy baja.
Si necesariamente debes optar por una solución de detección capacitiva, te sugerimos lo siguiente:
- Selección del chip: No consideres los sensores táctiles integrados en MCUs comunes; ve directamente a un sensor SAR especializado.
- En el extranjero: Semtech es el referente, con algoritmos muy estables; ABOV de Corea se utiliza mucho en productos para vestir.
- En China: Goodix, Awinic y Tianyi Hexiong ofrecen buen rendimiento en la cadena de suministro de grandes fabricantes de teléfonos y dispositivos para vestir.
- Advertencia importante: En este rango de sensibilidad límite, la deriva térmica (Temperature Drift) es el mayor enemigo, ya que puede provocar fácilmente activaciones falsas.
Dicho esto, a una distancia de 10 cm, las soluciones con infrarrojos (IR) o sensores ToF son mucho más fiables que la capacitiva, con costos y plazos de desarrollo más predecibles.