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基于電容加壓力的人機交互解決方案

冬至子 ? 來源:Charon_Chu ? 作者:Charon_Chu ? 2023-11-21 14:30 ? 次閱讀

背景
目前在汽車市場隨著智能化的普及,很多廠商都想將車內傳統的機械開關替換成觸摸按鍵。首選的方案自然是非常成熟的電容觸摸方案,但是電容有易受干擾,怕水等問題,容易誤觸,所以需要再加上壓力方案來做二重檢測,防止誤觸。

方案介紹
本方案用了UltraSense的CapForce模組,壓力檢測是基于壓電效應的,可以免疫預應力,溫度變化帶來的影響,原理如下:

1.jpg

硬件
本方案采用的Psoc6-evaluationkit-062S2 是 RT-Thread 聯合英飛凌推出的一款集成32位雙核CPU子系統( ARM Cortex-M4 和 ARM Cortex-M0)的開發板,其具有單周期乘法的150-MHz Arm Cortex-M4F CPU (浮點和存儲器保護單元),100-MHz Cortex M0+ CPU,帶單周期乘法和MPU,可以充分發揮 PSoC6 雙核芯片性能。

擴展板
這是用嘉立創EDA制作的,感謝嘉立創免費提供的PCB擴展板。

1.jpg

主板+擴展板
擴展板正面圓圈是按鍵指示位置,背面通過雙面膠貼上去的模組是UltraSense的CapForce模組,可以檢測電容和壓力。

1.jpg

軟件
基于RT-Thread Studio創建的工程,使能了硬件I2C編譯就報錯,最后發現是PIN序被我改了。

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然后初始化電容+壓力模組,傳感器即可自行工作起來,接著通過I2C讀取電容ADC,如果達到閾值則控制GPIO讓藍燈亮。如果讀取按鍵狀態發現為2,則表示電容和壓力都達到閾值了,則控制GPIO讓藍燈和綠燈都亮起來。

演示
首先是基本功能測試,視頻里可以看到,按壓圓圈以外的地方按鍵不會觸發。輕觸圓圈部分,電容觸發,藍燈亮,用力按壓,壓力傳感器達到閾值,同時因為電容觸發了,電容+壓力都滿足要求,按鍵觸發,綠燈亮。

然后是帶水操作,視頻中可以看到將水滴到圓圈處,電容觸發藍燈亮,但是因為壓力沒觸發,綠燈不會亮。只有此時用力按按鍵,壓力也觸發了,電容+壓力都滿足要求,按鍵觸發,綠燈亮。

1.jpg

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