工業HMI中的電容觸摸
發布時間:2021-07-01 責任編輯:wenwei
【導讀】在工業應用中,傳感器節點、工(gong)業(ye)儀(yi)表(biao)和(he)控(kong)製(zhi)麵(mian)板(ban)上(shang)的(de)機(ji)械(xie)按(an)鈕(niu)很(hen)容(rong)易(yi)落(luo)滿(man)灰(hui)塵(chen),而(er)越(yue)積(ji)越(yue)多(duo)的(de)灰(hui)塵(chen)最(zui)終(zhong)會(hui)導(dao)致(zhi)設(she)備(bei)故(gu)障(zhang)。在(zai)工(gong)業(ye)環(huan)境(jing)中(zhong)用(yong)電(dian)容(rong)觸(chu)摸(mo)機(ji)製(zhi)來(lai)替(ti)代(dai)機(ji)械(xie)按(an)鈕(niu)的(de)人(ren)機(ji)接(jie)口(kou) (HMI) 係統提供諸如更加時尚設計、易於清潔和不容易出現機械故障等優勢。最新的電容觸摸技術在解決某些工業HMI中最棘手難題方麵向前邁進了一步。
抗擾度挑戰
運行在工業環境中的電機、中繼器和開關會(hui)在(zai)電(dian)力(li)線(xian)中(zhong)注(zhu)入(ru)巨(ju)大(da)噪(zao)聲(sheng)。這(zhe)些(xie)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)會(hui)在(zai)測(ce)量(liang)信(xin)號(hao)中(zhong)的(de)波(bo)動(dong)與(yu)檢(jian)測(ce)閥(fa)值(zhi)相(xiang)交(jiao)時(shi)錯(cuo)誤(wu)地(di)觸(chu)發(fa)一(yi)個(ge)器(qi)件(jian)。下(xia)麵(mian)的(de)圖(tu)片(pian)顯(xian)示(shi)了(le)電(dian)容(rong)測(ce)量(liang)在(zai)噪(zao)聲(sheng)出(chu)現(xian)時(shi)會(hui)受(shou)到(dao)哪(na)些(xie)影(ying)響(xiang)。

借助於硬件中內置的多頻率掃描和處理、展頻調製、零交叉檢測,支持電容技術的按鈕會克服係統中噪聲的影響。下麵的圖片顯示的是用上麵提到的技術所處理的幹擾信號。

厚保護罩和手套問題
為wei了le保bao護hu電dian子zi元yuan器qi件jian不bu受shou危wei險xian和he不bu潔jie淨jing環huan境jing的de影ying響xiang,工gong業ye用yong麵mian板ban經jing常chang具ju有you一yi個ge厚hou玻bo璃li或huo塑su料liao保bao護hu罩zhao。在zai不bu對dui保bao護hu罩zhao進jin行xing鑽zuan孔kong的de情qing況kuang下xia,通tong常chang不bu太tai可ke能neng將jiang機ji械xie按an鈕niu安an裝zhuang在zai所suo需xu要yao的de地di方fang,而er這zhe就jiu容rong易yi使shi麵mian板ban出chu現xian故gu障zhang。工gong業ye環huan境jing還hai經jing常chang需xu要yao戴dai著zhe手shou套tao進jin行xing機ji器qi操cao作zuo。雖sui然ran這zhe對dui於yu機ji械xie按an鈕niu來lai說shuo不bu是shi什shen麼me大da問wen題ti,但dan這zhe會hui對dui電dian容rong觸chu摸mo解jie決jue方fang案an產chan生sheng巨ju大da影ying響xiang。
電容按鈕可以透過60mm厚的玻璃和25mm厚的塑料保護罩正常運轉,這也就在保持保護罩材料完好無損的同時,實現無菌以及危險環境中的使用。

電容按鈕依靠電容值的變化來理解一條命令,當一個接地物體—人手—來到觸摸傳感器的電場中時,檢測被觸發。佩戴工業用手套在人手與電極之間增加了一層絕緣材料(電介質),從而導致不可靠檢測。
通tong過guo使shi用yong金jin屬shu保bao護hu罩zhao,可ke以yi在zai佩pei戴dai手shou套tao時shi對dui電dian容rong觸chu摸mo屏ping進jin行xing操cao作zuo。不bu是shi測ce量liang手shou進jin入ru電dian場chang中zhong所suo導dao致zhi的de電dian容rong變bian化hua,它ta測ce量liang的de是shi接jie地di金jin屬shu保bao護hu罩zhao變bian形xing彎wan曲qu所suo導dao致zhi的de電dian容rong變bian化hua。這zhe使shi得de這zhe項xiang技ji術shu支zhi持chi手shou套tao友you好hao設she計ji。

低功率運行挑戰
工業係統中的幾個場發射器由電流環路供電,這就提供了非常有限的功率預算。在保持能夠檢測多達4個按鈕的能力的同時,功耗小於4uA,基於電容的技術能夠為工業用戶提供設定和監視現場設備的能力,且功率開銷極低。
解決方案
使用MSP430™ 微控製器 (MCU) CapTIvate™ 技術進行開發能夠幫助避免很多難題。CaTIvate觸摸MCU不僅僅提供一個替代工業HMI係統中機械按鈕的緊湊輕鬆解決方案,它還解決了現有電容觸摸解決方案中的很多問題,比如說嘈雜環境中的穩健耐用性,經IEC認證的解決方案使它變得支持戴手套操作且功率很低。
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