このアプリケーションでは、統合された容量性タッチ機能を備えたマイクロコントローラーを使用する予定です。タッチパッドの直径は約2 cmで、手のひらが近づいた際の必要とされる検出距離は約10 cmです。容量性タッチ機能を備えたマイクロコントローラーのブランドで、より感度の高い検出性能を提供するものはどのブランドでしょうか？
兄弟、2cmのPADで10cmの非接触センシングを実現しようって？物理法則的に常識外れだよ。10cm離れた指による静電容量の変化は非常に微小（フェムトファラッドレベルかも）、2cmしかないPADでは端部の電界は到底その距離まで届かない。たとえ感度を最大限に上げたとしても、気温や湿度の変化、 nearbyで大電力機器が通ると誤作動するリスクがあるよ。
どうしても単片マイコンの機能だけで対応するなら、無条件でCypress（現在はInfineonが買収）のPSoCシリーズがおすすめ。彼らのCapSense（特に第5世代CSX相互容量技術）は業界の定番で、Driven Shield技術との組み合わせが最強の妨害耐性を発揮する。あとTIのCapTIvateも検討の価値はある。信号対雑音比が優れている。ただしどのメーカーを選んでも、センシングアンテナ（PAD）を大きくするか、環状アンテナに変更することを推奨する。2cmは無理があるね。
私のアドバイスを聞いてください。10cm以上の非接触センシングでは、キャパシタンス方式は使わないでください。後での量産において干渉対策の陥 pits があなたを埋めてしまいます！ 特にEMC試験でESDやEFTを通す際は、感度をここまで高く設定すると、まさに悪夢そのものです。
代替案として以下を検討してください。
- アクティブIR（赤外線）対向型センサーを使用するか、フォトセンサーの接近スイッチICを使う。コストは数円程度です。
- 予算にある程度余裕がある場合は、STのVL53L0Xのような基本版ToF（フライトタイム）センサーを採用してください。距離測定が非常に正確で、10cmと設定すれば正確に10cmを測定できます。また、温度や湿度、金属素材の影響を受けません。
10cmの近接センサー（Proximity Sensor）は国内の多くのメーカーで作ることができるので、外国の高価なチップを使用する必要はありません。
**芯海科技（CHIPSEA）**を試してみてください。彼らは元々高精度のADCとTouch（タッチ）で有名で、CS32シリーズの中でもTouch搭載モデルの感度は非常に高く、メーカーのアルゴリズムライブラリには近接検知専用の設定がすでに含まれています。また、**合泰（Holtek）**も、家電用タッチの老舗で、BS81シリーズは専用ICですが、彼らのTouch搭載マイコンも非常に安定しています。
開発ボードは直接代理店から入手し、メーカーのFAEに閾値の調整を依頼してください。このような極限距離での検知では、チップ自体よりもアルゴリズムと配線レイアウトの方が重要です。
正直に言って、2cmのPADで10cmの検知を実現するには物理的な難易度が非常に高いです。
通常のスマートフォンで使われる SAR Sensor（接近検知）は感度がすでに aF （アトファラド）レベルに達しており、20mm \times 20mm のアンテナにおいて、検知距離の限界は通常 30mm \sim 50mm です。10cmを実現しようとすると、信号対雑音比（SNR）が非常に悪くなります。
どうしても静電容量式検知方式を採用する場合は、以下のアドバイスを参考にしてください。
- チップ選定： 普通のMCUに搭載されているTouch機能は避けて、専用の SAR Sensor を使用することをお勧めします。
- 海外： Semtech が基準であり、アルゴリズムは最も安定しています。韓国の ABOV はウェアラブル製品でよく使用されています。
- 国内： Goertek（匯頂）、Awinic（艾為）、Tiannyi（天易合芯） など、これらのメーカーはスマートフォンやウェアラブル大手のサプライチェーンに入っており、性能が優れています。
- 注意点： このような検知感度の限界に近い状況では、温度ドリフト（Temperature Drift） が最大の敵となり、誤作動を引き起こしやすくなります。
ちなみに、10cmという距離では、赤外線（IR）方式または ToF センサーのほうが静電容量式方式よりもはるかに信頼性が高く、コストや開発期間も管理しやすくなります。