Touches sensitives (CapSense®) sur platine PSOC5 - STI2D-SIN publié le 16/02/2013  - mis à jour le 23/04/2014

Un doigt est représenté, effleurant une touche. Image Cypress.

Analyse et utilisation de la technologie des touches capacitive (Cypress CapSense®) en Sciences et Technologie de l’Industrie et du Développement durable (STI2D), spécialité Systèmes d’Information et Numériques (SIN).

 

 

 

 

baladeur samsung YG1. Deux flèches rouges identifient les capteurs CapSense

L’utilisation de la technologie CAPSENSE en spécialité STI2D-SIN est un point d’entrée intéressant puisque cette technologie, aujourd’hui florissante, équipe une multitude d’objets de la vie courante (PAD d’ordinateur portable, touches sensitives sur les téléviseurs, smartphones...) et participe également à un positionnement marqué dans le cadre du développement durable.

“Cypress is the world leader in Capacitive Sensing technologies. Our broad range of solutions provide robust noise immunity, enable quick time to market and system scalability and have replaced more than 3.5 Billion mechanical buttons over the past several years. The CapSense® portfolio ranges from simple buttons and sliders to more sophisticated solutions integrating other system components to reduce total BOM cost” (Source : www.cypress.com : *BOM : Bill of Material)

 

 

 

1. Principe de fonctionnement

Lorsqu’un objet conducteur est placé à proximité des deux électrodes (Ground Plane et Sensor Pad), la capacité totale Cx (Cx = CP initialement) change et augmente pour devenir au maximum Cx = CP + CF. La technologie CapSense CSD (CSD pour CapSense® Sigma Delta) permet de détecter le changement de la capacité Cx. L’électronique du macro-composant CapSense permet d’informer le programme (fonction "C" dédiée) lorsque la touche est sollicitée.

Schéma de principe du captage CapSense. Un doigt appuyant sur une touche est représenté en situation. Un schéma connexe représente les capacités mises en jeu.

 

  • Chaque touche déclarée dans le module CAPSENSE devra bénéficier d’un temps d’analyse (SCAN) permettant d’identifier l’appui .

2. Exploitation en STI2D spécialité SIN : Projet PSOC CREATOR

Image du composant CAPSENSE dans le TOPDesign de PSOC CREATOR

L’idée est ici avant tout de profiter de la simplicité de mise en oeuvre offerte par l’interface de management du composant CAPSENCE dans PSOC CREATOR. Ce type de technologie pourra être intégrée dans des projets présents ou à venir.
On propose ici une exploitation des capteurs CAPSENSE permettant de gérer un "slider linéaire" ainsi que 6 boutons permettant, par exemple, la commande d’un baladeur media.

 
Le Kit CY8CKIT-001A ou B offre ce type de captage avec deux boutons seulement. Une carte supplémentaire a été ici réalisée afin de contextualiser les fonctionnalités offertes par la technologie CAPSENSE (slider linéaire 5 positions et 6 boutons).

 

  • Configuration du top design sous PSOC CREATOR et configuration du CAPSENSE
Image du projet complet dans le top design de PSOC CREATOR
Configuration générale du composant CAPSENSE dans le top design de PSOC CREATOR

Ici la configuration générale du module CAPSENSE. Ce module pourra posséder plusieurs "widgets" (boutons, sliders...). Un fréquence de travail de 24MHz permettra une plus grande rapidité de SCAN des différents Widegts.

 

 

 

 

 

Configuration des widgets du composant CAPSENSE dans le top design de PSOC CREATOR

Ici la configuration des différents widgets.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Configuration de l'ordre de scan des widgets du composant CAPSENSE dans le top design de PSOC CREATOR

Ici la configuration de l’ordre de scan des différents widgets.
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Configuration "advanced" du composant CAPSENSE dans le top design de PSOC CREATOR

Ici la configuration Advanced. Noter la présence de la fonction PRS (pour Pseudo Random Sequence) qui permet de créer une horloge limitant la pollution électromagnétique.

 

 

 

 

 

 

 

 

Configuration tune helper du composant CAPSENSE dans le top design de PSOC CREATOR

Ici dé-validation de la fenêtre d’aide Tune Helper.

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Configuration des broches de la carte CAPSENSE
Identification des broches du PSOC5 employées par le projet.

 

  • Programme main.c
Programme main.c partie 1
Programme main.c partie 2

 


3. Carte CAPSENSE

Cette carte est a connecter sur le portA du Kit CY8CKIT-001B. Voici une description de celle-ci ainsi que les documents de fabrication.

Circuit imprimé d'un ensemble CAPSENSE, slider radial et bouton.
Circuit imprimé nu, on distingue les boutons à droite et le slider à gauche
circuit imprimé CAPSENSE avec son cache en papier plastifié donnant une identité au clavier.
Circuit imprimé avec son "habillage". Diélectrique formé de papier plastifié

 

Kit PSOC5 assemblé à la carte CAPSENSE
Carte complète connectée au kit PSOC5

 

  • Télécharger les documents de fabrication au format "ORCAD"
    Maquette CapSense® (Zip de 141.7 ko)

    Les documents de fabrication au format "ORCAD".

 

 
Laurent Proust 2013

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Auteur

 Laurent Proust

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