RENESAS RA2E1 Czujnik pojemnościowy MCU

Czujnik pojemnościowy MCU
Przewodnik po odporności na zakłócenia dotykowe pojemnościowe

Wstęp
Jednostka czujnika dotykowego pojemnościowego Renesas (CTSU) może być podatna na szumy w otaczającym ją środowisku, ponieważ może wykrywać drobne zmiany pojemności generowane przez niepożądane fałszywe sygnały elektryczne (szum). Efekt tego szumu może zależeć od konstrukcji sprzętu. Dlatego też podejmowanie środków zaradczych na etapie projektowaniatagdoprowadzi to do powstania CTSU MCU odpornego na szumy środowiskowe i efektywnego rozwoju produktu. Niniejsza nota aplikacyjna opisuje sposoby poprawy odporności na szumy produktów wykorzystujących Renesas Capacitive Touch Sensor Unit (CTSU) zgodnie z normami IEC dotyczącymi odporności na szumy (IEC61000-4).

Urządzenie docelowe
Mikrokontrolery rodziny RX, rodziny RA, rodziny RL78 i Renesas Synergy™ z wbudowanym CTSU (CTSU, CTSU2, CTSU2L, CTSU2La, CTSU2SL)

Normy objęte niniejszą notą aplikacyjną 

• IEC-61000-4-3
• IEC-61000-4-6

Nadview

CTSU mierzy ilość elektryczności statycznej z ładunku elektrycznego, gdy dotykana jest elektroda. Jeśli potencjał elektrody dotykowej zmienia się z powodu szumu podczas pomiaru, zmienia się również prąd ładowania, co wpływa na zmierzoną wartość. W szczególności duże wahania zmierzonej wartości mogą przekroczyć próg dotyku, powodując awarię urządzenia. Niewielkie wahania zmierzonej wartości mogą mieć wpływ na aplikacje wymagające pomiarów liniowych. Wiedza na temat zachowania wykrywania dotyku pojemnościowego CTSU i konstrukcji płytki jest niezbędna przy rozważaniu odporności na zakłócenia dla pojemnościowych systemów dotykowych CTSU. Zalecamy, aby użytkownicy CTSU po raz pierwszy zapoznali się z zasadami CTSU i dotykiem pojemnościowym, studiując następujące powiązane dokumenty.

• Podstawowe informacje dotyczące wykrywania dotyku pojemnościowego i CTSU
• Instrukcja obsługi pojemnościowego dotyku dla mikrokontrolerów z czujnikami pojemnościowymi (R30AN0424)
• Informacje dotyczące projektu płyty sprzętowej
  Mikrokontrolery czujników pojemnościowych – przewodnik projektowania elektrod pojemnościowych CTSU (R30AN0389)
• Informacje dotyczące oprogramowania sterownika CTSU (modułu CTSU)
  Rodzina RA Podręcznik użytkownika pakietu oprogramowania Renesas Flexible Software Package (FSP) (Web Wersja – HTML)
  Dokumentacja API > Moduły > CapTouch > CTSU (r_ctsu)
  System integracji oprogramowania modułu CTSU rodziny RL78 (R11AN0484)
  Technologia integracji oprogramowania sprzętowego modułu QE CTSU rodziny RX (R01AN4469)
• Informacje dotyczące oprogramowania pośredniczącego dotykowego (modułu TOUCH)
  Rodzina RA Podręcznik użytkownika pakietu oprogramowania Renesas Flexible Software Package (FSP) (Web Wersja – HTML)
  Dokumentacja API > Moduły > CapTouch > Dotyk (rm_touch)
  System integracji oprogramowania modułu dotykowego rodziny RL78 (R11AN0485)
  Technologia integracji oprogramowania układowego modułu dotykowego QE z rodziny RX (R01AN4470)
• Informacje dotyczące QE dla Capacitive Touch (narzędzie wspomagające rozwój aplikacji pojemnościowego dotyku)
  Wykorzystanie QE i FSP do opracowywania aplikacji pojemnościowych dotykowych (R01AN4934)
  Wykorzystanie QE i FIT do opracowywania aplikacji pojemnościowych dotykowych (R01AN4516)
  Rodzina RL78 wykorzystująca QE i SIS do opracowywania aplikacji pojemnościowych dotykowych (R01AN5512)
  Rodzina RL78 wykorzystująca samodzielną wersję QE do opracowywania aplikacji pojemnościowych dotykowych (R01AN6574)

Rodzaje hałasu i środki zaradcze

Normy EMC
Tabela 2-1 zawiera listę norm EMC. Hałas może wpływać na działanie systemu, przenikając przez szczeliny powietrzne i kable połączeniowe. Ta lista wprowadza normy IEC 61000 jako np.amples, aby opisać rodzaje szumów, o których twórcy muszą wiedzieć, aby zapewnić prawidłowe działanie systemów korzystających z CTSU. Aby uzyskać więcej szczegółów, zapoznaj się z najnowszą wersją IEC 61000.

Tabela 2-1 Normy testowania EMC (IEC 61000)

Opis testu	Nadview	Standard
Test odporności na promieniowanie	Test odporności na szum RF o stosunkowo wysokiej częstotliwości	IEC61000-4-3
Przeprowadzono test odporności	Test odporności na szum RF o stosunkowo niskiej częstotliwości	IEC61000-4-6
Test wyładowań elektrostatycznych (ESD)	Badanie odporności na wyładowania elektrostatyczne	IEC61000-4-2
Test szybkich stanów przejściowych/przepięć elektrycznych (EFT/B)	Badanie odporności na ciągłe impulsy przejściowe wprowadzane do linii zasilających itp.	IEC61000-4-4

Tabela 2-2 przedstawia kryteria wydajności dla testów odporności. Kryteria wydajności są określone dla testów odporności EMC, a wyniki są oceniane na podstawie działania sprzętu podczas testu (EUT). Kryteria wydajności są takie same dla każdego standardu.

Tabela 2-2 Kryteria wydajności dla testów odporności

Kryterium wydajności	Opis
A	Sprzęt musi działać zgodnie z przeznaczeniem w trakcie i po zakończeniu testu. Jeżeli sprzęt jest używany zgodnie z przeznaczeniem, nie dopuszcza się pogorszenia wydajności ani utraty funkcji poniżej poziomu wydajności określonego przez producenta.
B	Sprzęt musi działać zgodnie z przeznaczeniem w trakcie i po zakończeniu testu. Nie dopuszcza się pogorszenia wydajności ani utraty funkcji poniżej poziomu wydajności określonego przez producenta, gdy sprzęt jest używany zgodnie z przeznaczeniem. Podczas testu dopuszcza się jednak pogorszenie wydajności. Nie dopuszcza się zmiany rzeczywistego stanu operacyjnego ani przechowywanych danych.
C	Dopuszcza się czasową utratę funkcji, pod warunkiem że funkcja jest samoistnie odzyskiwalna lub może zostać przywrócona poprzez użycie elementów sterujących.

Środki zaradcze przeciwko szumom RF

Szum RF oznacza fale elektromagnetyczne o częstotliwościach radiowych wykorzystywane przez telewizję i radio, urządzenia mobilne i inny sprzęt elektryczny. Szum RF może bezpośrednio przedostawać się do płytki PCB lub może przedostawać się przez linię zasilającą i inne podłączone kable. Środki zaradcze przeciwko szumom muszą zostać wdrożone na płycie w przypadku pierwszego i na poziomie systemu w przypadku drugiego, na przykład przez linię zasilającą. CTSU mierzy pojemność, przekształcając ją w sygnał elektryczny. Zmiana pojemności spowodowana dotykiem jest niezwykle mała, więc aby zapewnić normalne wykrywanie dotyku, pin czujnika i zasilanie samego czujnika muszą być chronione przed szumem RF. Dostępne są dwa testy z różnymi częstotliwościami testowymi w celu sprawdzenia odporności na szumy RF: IEC 61000-4-3 i IEC 61000-4-6.

IEC61000-4-3 to test odporności na promieniowanie, który służy do oceny odporności na zakłócenia poprzez bezpośrednie zastosowanie sygnału z pola elektromagnetycznego o częstotliwości radiowej do EUT. Zakres pola elektromagnetycznego RF wynosi od 80 MHz do 1 GHz lub więcej, co przekłada się na długości fal wynoszące od około 3.7 m do 30 cm. Ponieważ ta długość fali i długość PCB są podobne, wzór może działać jak antena, niekorzystnie wpływając na wyniki pomiaru CTSU. Ponadto, jeśli długość okablowania lub pojemność pasożytnicza różnią się dla każdej elektrody dotykowej, dotknięta częstotliwość może się różnić dla każdego zacisku. Szczegółowe informacje dotyczące testu odporności na promieniowanie można znaleźć w Tabeli 2-3.

Tabela 2-3 Test odporności na promieniowanie

Zakres częstotliwości	Poziom testowy	Siła pola testowego
80MHz-1GHz Do 2.7 GHz lub do 6.0 GHz, w zależności od wersji testowej	1	1 V/m
	2	3 V/m
	3	10 V/m
	4	30 V/m
	X	Określone indywidualnie

Norma IEC 61000-4-6 to test odporności przewodowej, który służy do oceny częstotliwości pomiędzy 150 kHz a 80 MHz, czyli zakresu niższego niż zakres testu odporności na promieniowanie. To pasmo częstotliwości ma długość fali kilku metrów lub więcej, a długość fali 150 kHz sięga około 2 km. Ponieważ trudno jest bezpośrednio przyłożyć pole elektromagnetyczne RF o tej długości do EUT, sygnał testowy jest przyłożony do kabla bezpośrednio podłączonego do EUT, aby ocenić wpływ fal o niskiej częstotliwości. Krótsze długości fal wpływają głównie na kable zasilające i sygnałowe. Na przykładample, jeśli pasmo częstotliwości powoduje szum, który wpływa na kabel zasilający i głośność zasilaniatage destabilizuje, wyniki pomiaru CTSU mogą być zakłócone przez szum na wszystkich pinach. Tabela 2-4 zawiera szczegóły przeprowadzonego testu odporności.

Tabela 2-4 Przeprowadzone badanie odporności

Zakres częstotliwości	Poziom testowy	Siła pola testowego
150 kHz-80 MHz	1	1 V skuteczne
	2	3 V skuteczne
	3	10 V skuteczne
	X	Określone indywidualnie

W przypadku projektu zasilania prądem przemiennym, w którym zacisk GND systemu lub zacisk MCU VSS nie jest podłączony do zacisku uziemienia komercyjnego zasilacza, przewodzone zakłócenia mogą bezpośrednio przedostawać się do płytki jako zakłócenia sygnału wspólnego. Może to powodować zakłócenia w wynikach pomiaru CTSU po dotknięciu przycisku.

Rysunek 2-1 przedstawia ścieżkę wejściową szumu trybu wspólnego, a rysunek 2-2 przedstawia związek między szumem trybu wspólnego a prądem pomiarowym. Z perspektywy płytki GND (B-GND) szum trybu wspólnego wydaje się fluktuować, ponieważ szum jest nakładany na uziemienie GND (E-GND). Ponadto, ponieważ palec (ciało ludzkie), który dotyka elektrody dotykowej (PAD), jest sprzężony z E-GND z powodu pojemności błądzącej, szum trybu wspólnego jest przesyłany i wydaje się fluktuować w taki sam sposób jak E-GND. Jeśli PAD zostanie dotknięty w tym punkcie, szum (VNOISE) generowany przez szum trybu wspólnego jest przyłożony do pojemności Cf utworzonej przez palec i PAD, powodując fluktuację prądu ładowania mierzonego przez CTSU. Zmiany prądu ładowania pojawiają się jako wartości cyfrowe z nałożonym szumem. Jeśli szum trybu wspólnego obejmuje składowe częstotliwości, które odpowiadają częstotliwości impulsu napędowego CTSU i jego harmonicznym, wyniki pomiaru mogą znacznie fluktuować. Tabela 2-5 zawiera listę środków zaradczych wymaganych do poprawy odporności na zakłócenia RF. Większość środków zaradczych jest wspólna dla poprawy odporności zarówno na promieniowanie, jak i na zakłócenia przewodzone. Zapoznaj się z sekcją każdego odpowiedniego rozdziału, zgodnie z listą dla każdego etapu rozwoju.

Tabela 2-5 Lista środków zaradczych wymaganych do poprawy odporności na zakłócenia RF

Etap rozwoju	Środki zaradcze wymagane w czasie projektowania	Odpowiednie sekcje
Wybór MCU (wybór funkcji CTSU)	W przypadku gdy odporność na zakłócenia jest priorytetem, zaleca się stosowanie mikrokontrolera z wbudowanym układem CTSU2. · Włącz funkcje przeciwdziałania hałasowi CTSU2: ¾ Pomiar wieloczęstotliwościowy ¾ Aktywna tarcza ¾ Ustaw wyjście kanału nie-pomiarowego podczas używania aktywnej osłony   Or · Włącz funkcje przeciwdziałania hałasowi CTSU: ¾ Funkcja losowego przesunięcia fazowego ¾ Funkcja redukcji szumów o wysokiej częstotliwości	3.3.1   Pomiar wieloczęstotliwościowy 3.3.2    Aktywna tarcza 3.3.3    Kanał bez pomiaru Wybór wyjścia       3.2.1   Funkcja losowego przesunięcia fazy 3.2.2    Hałas o wysokiej częstotliwości Funkcja redukcji (rozproszenie) funkcja widmowa)
Projektowanie sprzętu	· Projekt płytki z wykorzystaniem zalecanego wzoru elektrod   · Użyj źródła zasilania, aby uzyskać wyjście o niskim poziomie szumów · Zalecenie dotyczące wzorca GND: w systemie uziemionym należy stosować elementy przeciwdziałające szumom w trybie wspólnym       · Zmniejsz poziom przenikania szumów na pinie czujnika poprzez regulację dampwartość rezystora. · Miejsce damprezystor włączający na linii komunikacyjnej · Zaprojektować i umieścić odpowiedni kondensator na linii zasilania MCU	4.1.1 Wzór elektrody dotykowej Projekty 4.1.2.1  Tomtage Projektowanie dostaw 4.1.2.2  Projektowanie wzorców GND 4.3.1 Filtr trybu wspólnego 4.3.4 Rozważania dotyczące GND Odległość między osłoną a elektrodą     4.2.1  Pin TS Dampwchodzenie Opór 4.2.2  Szum sygnału cyfrowego 4.3.4 Rozważania dotyczące GND Odległość między osłoną a elektrodą
Wdrożenie oprogramowania	Dostosuj filtr oprogramowania, aby zmniejszyć wpływ szumu na mierzone wartości · Średnia ruchoma IIR (skuteczna w większości przypadków losowego szumu) · Średnia ruchoma FIR (dla określonego szumu okresowego)	5.1   Filtr IIR   5.2  Filtr FIR

Hałas ESD (wyładowanie elektrostatyczne)

Wyładowanie elektrostatyczne (ESD) powstaje, gdy dwa naładowane obiekty stykają się lub znajdują się blisko siebie. Elektryczność statyczna zgromadzona w ciele człowieka może dotrzeć do elektrod urządzenia nawet przez nakładkę. W zależności od ilości energii elektrostatycznej przyłożonej do elektrody, wyniki pomiaru CTSU mogą zostać zakłócone, powodując uszkodzenie samego urządzenia. Dlatego też należy wprowadzić środki zaradcze na poziomie systemu, takie jak urządzenia zabezpieczające na obwodzie płytki, nakładki płytki i obudowa ochronna urządzenia. Norma IEC 61000-4-2 jest stosowana do testowania odporności na ESD. Tabela 2-6 zawiera szczegóły testu ESD. Docelowe zastosowanie i właściwości produktu określą wymagany poziom testu. Aby uzyskać więcej szczegółów, zapoznaj się z normą IEC 61000-4-2. Gdy ESD dociera do elektrody dotykowej, natychmiast generuje różnicę potencjałów wynoszącą kilka kV. Może to spowodować wystąpienie szumu impulsowego w wartości mierzonej CTSU, zmniejszając dokładność pomiaru lub może zatrzymać pomiar z powodu wykrycia przekroczeniatage lub nadprądowe. Należy pamiętać, że urządzenia półprzewodnikowe nie są zaprojektowane tak, aby wytrzymywać bezpośrednie działanie ESD. Dlatego test ESD należy przeprowadzić na gotowym produkcie z płytką chronioną przez obudowę urządzenia. Środki zaradcze wprowadzone na samej płytce są środkami bezpieczeństwa w celu ochrony obwodu w rzadkim przypadku, gdy ESD z jakiegoś powodu przedostanie się do płytki.

Tabela 2-6 Test ESD

Poziom testowy	Objętość testowatage
	Skontaktuj się z absolutorium	Wylot powietrza
1	2kV	2kV
2	4kV	4kV
3	6kV	8kV
4	8kV	15kV
X	Określone indywidualnie	Określone indywidualnie

Szum EFT (szybkie przejściowe sygnały elektryczne)
Produkty elektryczne generują zjawisko zwane szybkimi stanami przejściowymi (EFT), takie jak siła elektromotoryczna zwrotna, gdy zasilanie jest włączane z powodu wewnętrznej konfiguracji zasilacza lub szumu terkotania na przełącznikach przekaźnikowych. W środowiskach, w których wiele produktów elektrycznych jest w jakiś sposób połączonych, na przykład w listwach zasilających, szum ten może rozprzestrzeniać się przez linie zasilające i wpływać na działanie innych urządzeń. Nawet linie zasilające i linie sygnałowe produktów elektrycznych, które nie są podłączone do wspólnej listwy zasilającej, mogą być narażone na wpływ powietrza, po prostu znajdując się w pobliżu linii zasilających lub linii sygnałowych źródła szumu. Norma IEC 61000-4-4 jest używana do testowania odporności na EFT. Norma IEC 61000-4-4 ocenia odporność poprzez wstrzykiwanie okresowych sygnałów EFT do linii zasilających i sygnałowych EUT. Szum EFT generuje okresowy impuls w wynikach pomiaru CTSU, co może obniżyć dokładność wyników lub spowodować fałszywe wykrycie dotyku. Tabela 2-7 zawiera szczegóły testu EFT/B (Electrical Fast Transient Burst).

Tabela 2-7 Test EFT/B

Poziom testowy	Objętość testu obwodu otwartegotage (szczyt)		Częstotliwość powtarzania impulsów (PRF)
	Zasilacz Przewód liniowy/uziemiający	Przewód sygnałowy/sterujący
1	0.5kV	0.25kV	5kHz lub 100kHz
2	1kV	0.5kV
3	2kV	1kV
4	4kV	2kV
X	Określone indywidualnie		Określone indywidualnie

Funkcje przeciwdziałania hałasowi CTSU

CTSU są wyposażone w funkcje przeciwdziałania szumom, ale dostępność każdej funkcji różni się w zależności od wersji MCU i CTSU, których używasz. Zawsze potwierdź wersje MCU i CTSU przed opracowaniem nowego produktu. Ten rozdział wyjaśnia różnice w funkcjach przeciwdziałania szumom między poszczególnymi wersjami CTSU.

Zasady pomiaru i wpływ hałasu
CTSU powtarza ładowanie i rozładowywanie wielokrotnie dla każdego cyklu pomiaru. Wyniki pomiarów dla każdego prądu ładowania lub rozładowania są kumulowane, a końcowy wynik pomiaru jest przechowywany w rejestrze. W tej metodzie liczbę pomiarów na jednostkę czasu można zwiększyć, zwiększając częstotliwość impulsów napędowych, co poprawia zakres dynamiki (DR) i umożliwia wykonywanie bardzo czułych pomiarów CTSU. Z drugiej strony, szum zewnętrzny powoduje zmiany w prądzie ładowania lub rozładowania. W środowisku, w którym generowany jest szum okresowy, wynik pomiaru przechowywany w rejestrze licznika czujnika jest przesunięty z powodu wzrostu lub spadku natężenia prądu w jednym kierunku. Takie efekty związane z szumem ostatecznie zmniejszają dokładność pomiaru. Rysunek 3-1 przedstawia obraz błędu prądu ładowania z powodu szumu okresowego. Częstotliwości, które stanowią szum okresowy, to te, które odpowiadają częstotliwości impulsów napędowych czujnika i jego szumowi harmonicznemu. Błędy pomiaru są większe, gdy narastająca lub opadająca krawędź szumu okresowego jest zsynchronizowana z okresem WŁĄCZENIA SW1. CTSU jest wyposażony w funkcje przeciwdziałania szumowi na poziomie sprzętowym jako ochronę przed tym szumem okresowym.

CTSU1
CTSU1 jest wyposażony w losową funkcję przesunięcia fazowego i funkcję redukcji szumów o wysokiej częstotliwości (funkcja widma rozproszonego). Wpływ na mierzoną wartość można zmniejszyć, gdy podstawowe harmoniczne częstotliwości impulsu sterującego czujnika i częstotliwości szumu są zgodne. Maksymalna wartość ustawienia częstotliwości impulsu sterującego czujnika wynosi 4.0 MHz.

Funkcja losowego przesunięcia fazy
Rysunek 3-2 przedstawia obraz desynchronizacji szumu przy użyciu funkcji losowego przesunięcia fazowego. Zmieniając fazę impulsu sterującego czujnika o 180 stopni w losowym czasie, jednokierunkowy wzrost/spadek prądu spowodowany okresowym szumem może zostać zrandomizowany i wygładzony w celu poprawy dokładności pomiaru. Ta funkcja jest zawsze włączona w module CTSU i module TOUCH.

Funkcja redukcji szumów o wysokiej częstotliwości (funkcja rozproszonego widma)
Funkcja redukcji szumów o wysokiej częstotliwości mierzy częstotliwość impulsu napędowego czujnika z celowo dodanym drganiem. Następnie losuje punkt synchronizacji z szumem synchronicznym, aby rozproszyć szczyt błędu pomiaru i poprawić dokładność pomiaru. Ta funkcja jest zawsze włączona w wyjściu modułu CTSU i wyjściu modułu TOUCH przez generowanie kodu.

CTSU2

Pomiar wieloczęstotliwościowy
Pomiar wieloczęstotliwościowy wykorzystuje wiele częstotliwości impulsów sterujących czujnika o różnych częstotliwościach. Widmo rozproszone nie jest używane w celu uniknięcia zakłóceń przy każdej częstotliwości impulsu sterującego. Ta funkcja poprawia odporność na przewodzony i promieniowany szum RF, ponieważ jest skuteczna w przypadku szumu synchronicznego na częstotliwości impulsu sterującego czujnika, a także szumu wprowadzanego przez wzór elektrody dotykowej. Rysunek 3-3 przedstawia obraz sposobu wybierania wartości mierzonych w pomiarze wieloczęstotliwościowym, a rysunek 3-4 przedstawia obraz rozdzielających częstotliwości szumu w tej samej metodzie pomiaru. Pomiar wieloczęstotliwościowy odrzuca wyniki pomiaru dotknięte szumem z grupy pomiarów wykonanych przy wielu częstotliwościach w celu zwiększenia dokładności pomiaru.

W projektach aplikacji, które zawierają moduły sterownika CTSU i oprogramowania pośredniczącego TOUCH (patrz dokumentacja FSP, FIT lub SIS), gdy wykonywana jest faza strojenia „QE for Capacitive Touch”, parametry pomiaru wieloczęstotliwościowego są generowane automatycznie i można używać pomiaru wieloczęstotliwościowego. Włączając zaawansowane ustawienia w fazie strojenia, parametry można ustawić ręcznie. Aby uzyskać szczegółowe informacje dotyczące zaawansowanych ustawień pomiaru wieloczęstotliwościowego, zapoznaj się z dokumentacją Przewodnik po parametrach trybu zaawansowanego pojemnościowego dotyku (R30AN0428EJ0100)Rysunek 3-5 przedstawia byłegoample of Interference Frequency on Multi-frequency Measurement. Ten example pokazuje częstotliwość zakłóceń, która pojawia się, gdy częstotliwość pomiaru jest ustawiona na 1MHz, a szum przewodzenia wspólnego trybu jest przyłożony do płytki, gdy dotykana jest elektroda dotykowa. Wykres (a) pokazuje ustawienie bezpośrednio po automatycznym dostrojeniu; częstotliwość pomiaru jest ustawiona na +12.5% dla drugiej częstotliwości i -2% dla trzeciej częstotliwości w oparciu o pierwszą częstotliwość 12.5MHz. Wykres potwierdza, że ​​każda częstotliwość pomiaru zakłóca szum. Wykres (b) pokazuje example, w którym częstotliwość pomiaru jest ręcznie dostrajana; częstotliwość pomiaru jest ustawiona na -20.3% dla 2. częstotliwości i +9.4% dla 3. częstotliwości w oparciu o 1. częstotliwość 1MHz. Jeśli w wynikach pomiaru pojawi się określony szum częstotliwości, a częstotliwość szumu odpowiada częstotliwości pomiaru, upewnij się, że dostosowujesz pomiar wieloczęstotliwościowy, oceniając rzeczywiste środowisko, aby uniknąć zakłóceń między częstotliwością szumu a częstotliwością pomiaru.

Aktywna tarcza
W metodzie pojemnościowej CTSU2, aktywna osłona może być używana do sterowania wzorem osłony w tej samej fazie impulsu, co impuls sterujący czujnika. Aby włączyć aktywną osłonę, w konfiguracji interfejsu QE for Capacitive Touch ustaw pin, który łączy się ze wzorem aktywnej osłony, na „pin osłony”. Aktywna osłona może być ustawiona na jeden pin na konfigurację interfejsu dotykowego (metoda). Aby uzyskać wyjaśnienie działania aktywnej osłony, zapoznaj się z „Instrukcja obsługi pojemnościowego dotyku dla mikrokontrolerów z czujnikami pojemnościowymi (R30AN0424)”. Informacje na temat projektu PCB można znaleźć w „Przewodnik projektowania pojemnościowych elektrod dotykowych CTSU (R30AN0389)„.

Wybór kanału wyjściowego bez pomiaru
W metodzie pojemnościowej CTSU2 wyjście impulsowe w tej samej fazie co impuls sterujący czujnika można ustawić jako wyjście kanału nie-pomiarowego. W konfiguracji interfejsu QE dla pojemnościowego dotyku (metoda) kanały nie-pomiarowe (elektrody dotykowe) są automatycznie ustawiane na to samo wyjście fazy impulsowej dla metod przypisanych do aktywnego ekranowania.

Środki zaradcze przeciwko hałasowi sprzętu

Typowe środki zaradcze przeciwko hałasowi

Projekty wzorów elektrod dotykowych
Obwód elektrody dotykowej jest bardzo podatny na zakłócenia, dlatego też podczas projektowania sprzętu należy uwzględnić odporność na zakłócenia.tage. Aby uzyskać szczegółowe zasady projektowania płyt, które dotyczą odporności na zakłócenia, zapoznaj się z najnowszą wersją Przewodnik projektowania pojemnościowych elektrod dotykowych CTSU (R30AN0389)Rysunek 4-1 przedstawia fragment Przewodnika pokazujący ponadview wzorca metody pojemności własnej, a rysunek 4-2 przedstawia to samo w przypadku wzorca metody pojemności wzajemnej.

1. Kształt elektrody: kwadratowy lub okrągły
2. Rozmiar elektrody: 10 mm do 15 mm
3. Bliskość elektrod: Elektrody należy umieścić w odległości ampodległość, aby nie reagowały jednocześnie na docelowy interfejs użytkownika (w niniejszym dokumencie określany jako „palec”); sugerowany odstęp: rozmiar przycisku x 0.8 lub więcej
4. Szerokość drutu: ok. 0.15 mm do 0.20 mm dla płytki drukowanej
5. Długość okablowania: Okablowanie powinno być jak najkrótsze. Na rogach uformuj kąt 45 stopni, a nie kąt prosty.
6. Odstępy między przewodami: (A) Należy zachować jak najszerszy odstęp, aby zapobiec fałszywemu wykrywaniu przez sąsiednie elektrody. (B) Odstęp 1.27 mm
7. Szerokość wzoru GND z krzyżową kreską: 5 mm
8. Wzór GND z krzyżową kreską i odstęp między przyciskami/przewodami (A) obszar wokół elektrod: 5 mm (B) obszar wokół okablowania: 3 mm lub więcej nad obszarem elektrody, a także okablowaniem i przeciwległą powierzchnią z krzyżowym wzorem. Umieść również krzyżowy wzór w pustych przestrzeniach i połącz 2 powierzchnie krzyżowych wzorów przez otwory przelotowe. Zapoznaj się z sekcją „2.5 Projekty wzorów układu przeciwzakłóceniowego” w celu uzyskania wymiarów krzyżowego wzoru, aktywnej osłony (tylko CTSU2) i innych środków zaradczych przeciwzakłóceniowych.
9. Pojemność elektrody + przewodu: 50pF lub mniej
10. Rezystancja elektrody + przewodu: 2K0 lub mniej (w tym damprezystor o wartości odniesienia 5600)

Rysunek 4-1 Zalecenia dotyczące projektowania wzorców dla metody pojemności własnej (fragment)

1. Kształt elektrody: kwadratowy (połączona elektroda nadawcza TX i elektroda odbiorcza RX)
2. Rozmiar elektrody: 10 mm lub większy Bliskość elektrody: Elektrody należy umieścić w odległości ampodległość, aby nie reagowały jednocześnie na obiekt dotykowy (palec itp.), (sugerowany odstęp: rozmiar przycisku x 0.8 lub więcej)
   • Szerokość drutu: najcieńszy drut, jaki można stosować w produkcji masowej; ok. 0.15 mm do 0.20 mm w przypadku płytki drukowanej
3. Długość okablowania: Okablowanie powinno być jak najkrótsze. Na rogach uformuj kąt 45 stopni, a nie kąt prosty.
4. Odstępy między przewodami:
   • Należy zachować jak najszersze odstępy, aby zapobiec fałszywemu wykryciu przez sąsiednie elektrody.
   • Gdy elektrody są rozdzielone: ​​odstęp 1.27 mm
   • 20 mm lub więcej, aby zapobiec powstawaniu pojemności sprzężeniowej pomiędzy nadajnikiem Tx i odbiornikiem Rx.
5. Bliskość wzoru GND (osłona ochronna) ze wzorem kratkowania Ponieważ pojemność pasożytnicza pinu w zalecanym wzorze przycisku jest stosunkowo niewielka, pojemność pasożytnicza zwiększa się w miarę zbliżania się pinów do GND.
   • A: 4 mm lub więcej wokół elektrod Zalecamy również zachowanie wzoru płaszczyzny GND o szerokości ok. 2 mm w formie kratki pomiędzy elektrodami.
   • B: 1.27 mm lub więcej wokół okablowania
6. Tx, Rx pojemność pasożytnicza: 20pF lub mniej
7. Rezystancja elektrody + przewodu: 2kQ lub mniej (w tym damprezystor o wartości odniesienia 5600)
8. Nie umieszczaj wzoru GND bezpośrednio pod elektrodami lub okablowaniem. Funkcja aktywnej osłony nie może być używana w metodzie pojemności wzajemnej.

Rysunek 4-2 Zalecenia dotyczące projektowania wzorców dla metody pojemności wzajemnej (fragment)

Projekt zasilacza
CTSU to analogowy moduł peryferyjny, który obsługuje drobne sygnały elektryczne. Gdy szum przenika do objętościtage dostarczony do MCU lub wzoru GND, powoduje potencjalne wahania w impulsie sterującym czujnika i zmniejsza dokładność pomiaru. Zdecydowanie zalecamy dodanie urządzenia przeciwdziałającego szumom do linii zasilania lub pokładowego obwodu zasilania, aby bezpiecznie dostarczać zasilanie do MCU.

Tomtage Projektowanie dostaw
Należy podjąć działania podczas projektowania zasilania systemu lub urządzenia pokładowego, aby zapobiec przenikaniu szumów przez pin zasilania MCU. Poniższe zalecenia dotyczące projektowania mogą pomóc zapobiec przenikaniu szumów.

• Aby zminimalizować impedancję, przewód zasilający system oraz okablowanie wewnętrzne należy prowadzić możliwie najkrócej.
• Załóż i włóż filtr przeciwzakłóceniowy (rdzeń ferrytowy, koralik ferrytowy itp.) w celu zablokowania szumu o wysokiej częstotliwości.
• Zminimalizuj tętnienie zasilania MCU. Zalecamy użycie liniowego regulatora na vol MCUtage zasilanie. Wybierz regulator liniowy z wyjściem o niskim poziomie szumów i wysoką charakterystyką PSRR.
• Gdy na płycie znajduje się kilka urządzeń o dużym obciążeniu prądowym, zalecamy włożenie osobnego zasilacza do MCU. Jeśli nie jest to możliwe, rozdziel wzór u źródła zasilacza.
• W przypadku układu o dużym poborze prądu na pinie MCU należy zastosować tranzystor lub FET.

Rysunek 4-3 przedstawia kilka układów linii zasilania. Vo to vol zasilaniatage, jest to wahanie prądu poboru wynikające z działania IC2, a Z jest impedancją linii zasilającej. Vn jest objętościątage generowane przez linię zasilania i można je obliczyć jako Vn = in×Z. Wzór GND można rozpatrywać w ten sam sposób. Więcej szczegółów na temat wzoru GND można znaleźć w 4.1.2.2 Projektowanie wzoru GND. W konfiguracji (a) linia zasilania do MCU jest długa, a linie zasilania IC2 rozgałęziają się w pobliżu zasilania MCU. Ta konfiguracja nie jest zalecana, ponieważ wolumen MCUtagZasilacz jest podatny na szum Vn podczas pracy układu scalonego IC2. (b) i (c) schematy obwodów (b) i (c) są takie same jak (a), ale różnią się projektem wzorca. (b) rozgałęzia linię zasilania od źródła zasilania, a wpływ szumu Vn jest zmniejszony przez zminimalizowanie Z pomiędzy zasilaczem a mikrokontrolerem. (c) zmniejsza również wpływ Vn przez zwiększenie powierzchni i szerokości linii zasilania w celu zminimalizowania Z.

Projektowanie wzorców GND
W zależności od projektu wzoru, szum może powodować GND, czyli objętość odniesieniatage dla MCU i urządzeń pokładowych, aby fluktuować potencjał, zmniejszając dokładność pomiaru CTSU. Poniższe wskazówki dotyczące projektowania wzorca GND pomogą stłumić fluktuację potencjału.

• W miarę możliwości należy pokryć puste przestrzenie jednolitym wzorem GND, aby zminimalizować impedancję na dużej powierzchni.
• Należy zastosować układ płytki, który zapobiega przedostawaniu się zakłóceń do mikrokontrolera poprzez linię GND, zwiększając odległość między mikrokontrolerem a urządzeniami o dużym obciążeniu prądowym i oddzielając mikrokontroler od wzorca GND.

Rysunek 4-4 przedstawia kilka układów linii GND. W tym przypadku jest to wahanie prądu poboru wynikające z operacji IC2, a Z to impedancja linii zasilania. Vn to objętośćtage generowane przez linię GND i można je obliczyć jako Vn = in×Z. W konfiguracji (a) linia GND do MCU jest długa i łączy się z linią GND IC2 w pobliżu pinu GND MCU. Ta konfiguracja nie jest zalecana, ponieważ potencjał GND MCU jest podatny na szum Vn, gdy IC2 jest w działaniu. W konfiguracji (b) linie GND łączą się u podstawy pinu GND zasilania. Efekty szumu z Vn można zmniejszyć, rozdzielając linie GND MCU i IC2, aby zminimalizować przestrzeń między MCU i Z. Chociaż schematy obwodów (c) i (a) są takie same, projekty wzorów różnią się. Konfiguracja (c) zmniejsza efekt Vn, zwiększając powierzchnię i szerokość linii linii GND, aby zminimalizować Z.

Podłącz GND kondensatora TSCAP do stałego wzoru GND, który jest podłączony do zacisku VSS MCU, tak aby miał taki sam potencjał jak zacisk VSS. Nie oddzielaj GND kondensatora TSCAP od GND MCU. Jeśli impedancja między GND kondensatora TSCAP a GND MCU jest wysoka, wydajność tłumienia szumów o wysokiej częstotliwości kondensatora TSCAP zmniejszy się, czyniąc go bardziej podatnym na szum zasilania i szum zewnętrzny.

Przetwarzanie nieużywanych pinów
Pozostawienie nieużywanych pinów w stanie wysokiej impedancji sprawia, że ​​urządzenie jest podatne na wpływ szumu zewnętrznego. Upewnij się, że przetwarzasz wszystkie nieużywane piny po zapoznaniu się z odpowiednią instrukcją sprzętową MCU Faily dla każdego pinu. Jeśli rezystor pulldown nie może zostać zastosowany z powodu braku miejsca montażowego, popraw ustawienie wyjścia pinu na niskie wyjście.

Środki zaradcze przeciwko emitowanemu szumowi RF

Pin TS DampOpór
DampRezystor podłączony do pinu TS i pasożytnicza składowa pojemnościowa elektrody działają jak filtr dolnoprzepustowy. Zwiększenie damprezystor obniża częstotliwość odcięcia, obniżając tym samym poziom emitowanego szumu przenikającego do pinu TS. Jednak gdy okres ładowania lub rozładowywania pojemnościowego pomiaru prądu jest wydłużony, częstotliwość impulsów sterujących czujnika musi zostać obniżona, co również obniża dokładność wykrywania dotyku. Aby uzyskać informacje dotyczące czułości podczas zmiany damprezystora w metodzie pojemności własnej, patrz „5. Wzory przycisków i dane charakterystyczne metody pojemności własnej” w Przewodnik projektowania pojemnościowych elektrod dotykowych CTSU (R30AN0389)

Szum sygnału cyfrowego
Cyfrowe okablowanie sygnałowe obsługujące komunikację, takie jak SPI i I2C, oraz sygnały PWM dla diod LED i wyjścia audio są źródłem emitowanego szumu, który wpływa na obwód elektrody dotykowej. Podczas korzystania z sygnałów cyfrowych należy wziąć pod uwagę następujące sugestie podczas projektowaniatage.

• Gdy okablowanie obejmuje narożniki pod kątem prostym (90 stopni), promieniowanie szumów z najostrzejszych punktów wzrośnie. Upewnij się, że narożniki okablowania mają 45 stopni lub mniej lub są zakrzywione, aby zmniejszyć promieniowanie szumów.
• Gdy zmienia się poziom sygnału cyfrowego, przekroczenie lub niedomiar jest emitowany jako szum o wysokiej częstotliwości. Jako środek zaradczy wstaw adamprezystor na linii sygnału cyfrowego, aby stłumić przekroczenie lub niedomiar sygnału. Inną metodą jest wstawienie koralika ferrytowego wzdłuż linii.
• Ułóż linie sygnałów cyfrowych i obwód elektrody dotykowej tak, aby się nie stykały. Jeśli konfiguracja wymaga, aby linie biegły równolegle, zachowaj jak największą odległość między nimi i wstaw osłonę GND wzdłuż linii cyfrowej.
• W przypadku układu o dużym poborze prądu na pinie MCU należy zastosować tranzystor lub FET.

Pomiar wieloczęstotliwościowy
Podczas korzystania z MCU osadzonego w CTSU2, upewnij się, że używasz pomiaru wieloczęstotliwościowego. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zobacz 3.3.1 Pomiar wieloczęstotliwościowy.

Przeprowadzone środki przeciwdziałające hałasowi
Rozważenie odporności na zakłócenia przewodzone jest ważniejsze w projektowaniu zasilacza systemowego niż w projektowaniu płytki MCU. Na początek zaprojektuj zasilacz tak, aby dostarczał obj.tage z niskim poziomem szumu do urządzeń zamontowanych na płycie. Szczegóły dotyczące ustawień zasilania można znaleźć w 4.1.2 Projektowanie zasilania. Ta sekcja opisuje środki zaradcze dotyczące szumu związane z zasilaniem, a także funkcje CTSU, które należy wziąć pod uwagę podczas projektowania płyty MCU w celu poprawy odporności na szum przewodzony.

Filtr trybu wspólnego
Umieść lub zamontuj filtr trybu wspólnego (dławik trybu wspólnego, rdzeń ferrytowy), aby zmniejszyć szum przedostający się do płyty z kabla zasilającego. Sprawdź częstotliwość zakłóceń systemu za pomocą testu szumów i wybierz urządzenie o wysokiej impedancji, aby zmniejszyć docelowe pasmo szumów. Zapoznaj się z odpowiednimi elementami, ponieważ pozycja instalacji różni się w zależności od rodzaju filtra. Należy pamiętać, że każdy rodzaj filtra jest umieszczany inaczej na płycie; zapoznaj się z odpowiednim wyjaśnieniem, aby uzyskać szczegółowe informacje. Zawsze należy wziąć pod uwagę układ filtra, aby uniknąć emisji szumu w obrębie płyty. Rysunek 4-5 przedstawia układ filtra trybu wspólnego Example.

Dławik w trybie wspólnym
Dławik trybu wspólnego jest stosowany jako środek przeciwdziałający zakłóceniom, który jest wdrażany na płycie, co wymaga jego osadzenia w fazie projektowania płyty i systemu. Podczas korzystania z dławika trybu wspólnego należy upewnić się, że używa się najkrótszego możliwego okablowania bezpośrednio za punktem, w którym zasilanie jest podłączone do płyty. Na przykładampPodczas podłączania kabla zasilającego do płytki za pomocą złącza, umieszczenie filtra tuż za złączem po stronie płytki zapobiegnie rozprzestrzenianiu się zakłóceń dochodzących przez kabel po całej płytce.

Rdzeń ferrytowy
Rdzeń ferrytowy służy do redukcji szumów przenoszonych przez kabel. Gdy szum staje się problemem po montażu systemu, należy wprowadzić clamp- rdzeń ferrytowy typu pozwala na redukcję hałasu bez zmiany płyty lub projektu systemu. Na przykładampPodczas łączenia kabla i płytki za pomocą złącza umieszczenie filtra tuż przed złączem po stronie płytki zminimalizuje zakłócenia przedostające się do płytki.

Układ kondensatora
Zredukuj szumy zasilania i tętnienia, które przedostają się do płytki z zasilacza i kabli sygnałowych, projektując i umieszczając kondensatory odsprzęgające i kondensatory masowe w pobliżu linii zasilania MCU lub zacisków.

Kondensator odsprzęgający
Kondensator odsprzęgający może zmniejszyć objętośćtagspadek napięcia między pinem zasilania VCC lub VDD a VSS ze względu na pobór prądu przez MCU, stabilizując pomiary CTSU. Użyj zalecanej pojemności wymienionej w Podręczniku użytkownika MCU, umieszczając kondensator w pobliżu pinu zasilania i pinu VSS. Inną opcją jest zaprojektowanie wzoru zgodnie z przewodnikiem projektowania sprzętu dla docelowej rodziny MCU, jeśli jest dostępny.

Kondensator zbiorczy
Kondensatory masowe wygładzają tętnienia w objętości MCUtagźródło zasilania, stabilizujące objętośćtage między pinem zasilania MCU a VSS, stabilizując w ten sposób pomiary CTSU. Pojemność kondensatorów będzie się różnić w zależności od konstrukcji zasilacza; upewnij się, że używasz odpowiedniej wartości, aby uniknąć generowania oscylacji lub voltagkropla.

Pomiar wieloczęstotliwościowy
Pomiar wieloczęstotliwościowy, funkcja CTSU2, jest skuteczny w poprawie odporności na zakłócenia przewodzone. Jeśli odporność na zakłócenia przewodzone jest problemem w Twoim rozwoju, wybierz MCU wyposażony w CTSU2, aby skorzystać z funkcji pomiaru wieloczęstotliwościowego. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zapoznaj się z 3.3.1 Pomiar wieloczęstotliwościowy.

Rozważania dotyczące osłony GND i odległości elektrod
Rysunek 1 przedstawia obraz tłumienia szumów przy użyciu ścieżki dodawania szumów przewodzenia osłony elektrody. Umieszczenie osłony GND wokół elektrody i zbliżenie osłony otaczającej elektrodę do elektrody wzmacnia sprzężenie pojemnościowe między palcem a osłoną. Składowa szumu (VNOISE) ucieka do B-GND, zmniejszając wahania prądu pomiarowego CTSU. Należy zauważyć, że im bliżej elektrody znajduje się osłona, tym większy CP, co skutkuje zmniejszoną czułością dotyku. Po zmianie odległości między osłoną a elektrodą należy potwierdzić czułość w sekcji 5. Wzory przycisków i charakterystyki metody pojemności własnej Przewodnik projektowania pojemnościowych elektrod dotykowych CTSU (R30AN0389).

Filtry oprogramowania

Wykrywanie dotyku wykorzystuje wyniki pomiaru pojemności, aby określić, czy czujnik został dotknięty (ON lub OFF) za pomocą oprogramowania sterownika CTSU i modułu TOUCH. Moduł CTSU wykonuje redukcję szumów na wynikach pomiaru pojemności i przekazuje dane do modułu TOUCH, który określa dotyk. Sterownik CTSU obejmuje filtr średniej ruchomej IIR jako standardowy filtr. W większości przypadków standardowy filtr może zapewnić wystarczający SNR i responsywność. Jednak w zależności od systemu użytkownika może być wymagane bardziej wydajne przetwarzanie redukcji szumów. Rysunek 5-1 przedstawia przepływ danych przez wykrywanie dotyku. Filtry użytkownika można umieścić między sterownikiem CTSU a modułem TOUCH w celu przetwarzania szumów. Zapoznaj się z notatką aplikacyjną poniżej, aby uzyskać szczegółowe instrukcje dotyczące włączania filtrów do projektu. file oraz filtr programowyampkod i użycie np.ample projekt file. Filtr oprogramowania pojemnościowego dotykowego rodziny RA SampProgram (R30AN0427)

W tej sekcji przedstawiono efektywne filtry dla poszczególnych norm EMC.

Tabela 5-1 Norma EMC i odpowiadające jej filtry programowe

Norma EMC	Oczekiwany hałas	Odpowiedni filtr oprogramowania
IEC61000-4-3	Przypadkowy hałas	Filtr IIR
Odporność promieniowana,
IEC61000-4-6	Okresowy hałas	Filtr FIR
Odporność przewodzona

Filtr IIR
Filtr IIR (Infinite Impulse Response Filter) wymaga mniej pamięci i charakteryzuje się małym obciążeniem obliczeniowym, co czyni go idealnym do systemów o niskim poborze mocy i aplikacji z wieloma przyciskami. Używanie go jako filtra dolnoprzepustowego pomaga zmniejszyć szum o wysokiej częstotliwości. Należy jednak zachować ostrożność, ponieważ im niższa częstotliwość odcięcia, tym dłuższy czas ustalania, co opóźni proces oceny WŁ./WYŁ. Jednobiegunowy filtr IIR pierwszego rzędu jest obliczany przy użyciu następującego wzoru, gdzie a i b są współczynnikami, xn jest wartością wejściową, yn jest wartością wyjściową, a yn-1 jest bezpośrednio poprzednią wartością wyjściową.

Gdy filtr IIR jest używany jako filtr dolnoprzepustowy, współczynniki a i b można obliczyć za pomocą następującego wzoru, gdzie sampCzęstotliwość ling wynosi fs, a częstotliwość odcięcia wynosi fc.

Filtr FIR
Filtr FIR (Finite Impulse Response Filter) to bardzo stabilny filtr, który powoduje minimalne pogorszenie dokładności z powodu błędów obliczeniowych. W zależności od współczynnika może być używany jako filtr dolnoprzepustowy lub filtr pasmowoprzepustowy, redukując zarówno szum okresowy, jak i szum losowy, a tym samym poprawiając SNR. Jednak ponieważ samples z pewnego poprzedniego okresu są przechowywane i obliczane, użycie pamięci i obciążenie obliczeniowe wzrosną proporcjonalnie do długości odczepu filtra. Filtr FIR jest obliczany przy użyciu następującego wzoru, gdzie L i h0 do hL-1 są współczynnikami, xn jest wartością wejściową, xn-I jest wartością wejściową przed sample i, a yn jest wartością wyjściową.

Użycie Examples
Ta sekcja zawiera examples usuwania szumów za pomocą filtrów IIR i FIR. Tabela 5-2 przedstawia warunki filtrów, a rysunek 5-2 pokazuje przykładampusuwanie losowego szumu.

Tabela 5-2 Przykład użycia filtraamples

Format filtra	Warunek 1	Warunek 2	Uwagi
Jednobiegunowy IIR pierwszego rzędu	b=0.5	b=0.75
JODŁA	L=4 h0~hL-1=0.25	L=8 h0~hL-1=0.125	Użyj prostej średniej ruchomej

Notatki dotyczące użytkowania dotyczące cyklu pomiarowego
Charakterystyki częstotliwości filtrów programowych zmieniają się w zależności od dokładności cyklu pomiaru. Ponadto możesz nie uzyskać oczekiwanych charakterystyk filtra z powodu odchyleń lub zmian w cyklu pomiaru. Aby skupić się na charakterystyce filtra, użyj szybkiego oscylatora na chipie (HOCO) lub zewnętrznego oscylatora kwarcowego jako głównego zegara. Zalecamy również zarządzanie cyklami wykonywania pomiarów dotykowych za pomocą sprzętowego timera.

Słowniczek

Termin	Definicja
CTSU	Jednostka pojemnościowego czujnika dotyku. Używana również w CTSU1 i CTSU2.
CTSU1	Druga generacja protokołu CTSU IP. „1” dodano w celu odróżnienia od protokołu CTSU2.
CTSU2	Trzecia generacja CTSU IP.
Kierowca CTSU	Oprogramowanie sterownika CTSU dołączone do pakietów oprogramowania Renesas.
Moduł CTSU	Jednostka oprogramowania sterownika CTSU, którą można osadzić przy użyciu narzędzia Smart Configurator.
Oprogramowanie pośredniczące TOUCH	Oprogramowanie pośredniczące do przetwarzania wykrywania dotyku przy użyciu CTSU dołączonego do pakietów oprogramowania Renesas.
Moduł DOTYKOWY	Jednostka oprogramowania pośredniczącego TOUCH, którą można osadzić przy użyciu narzędzia Smart Configurator.
moduł r_ctsu	Sterownik CTSU jest wyświetlany w Smart Configuratorze.
moduł rm_touch	Moduł TOUCH wyświetlany w Smart Configuratorze
Dyrektor ds. operacyjnych	Current Control Oscillator. Oscylator sterowany prądem jest używany w pojemnościowych czujnikach dotykowych. W niektórych dokumentach zapisywany również jako ICO.
ICO	Tak samo jak CCO.
TSCAP	Kondensator do stabilizacji wewnętrznej objętości CTSUtage.
Damprezystor	Rezystor jest używany do zmniejszenia uszkodzeń pinów lub efektów spowodowanych zewnętrznym szumem. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zapoznaj się z Capacitive Touch Electrode Design Guide (R30AN0389).
VDC	Tomtage Down Converter. Układ zasilania do pomiaru pojemnościowego czujnika wbudowany w CTSU.
Pomiar wieloczęstotliwościowy	Funkcja wykorzystująca wiele zegarów jednostek czujnikowych o różnych częstotliwościach do pomiaru dotyku; oznacza funkcję pomiaru wielu zegarów.
Impuls sterujący czujnikiem	Sygnał sterujący przełączanym kondensatorem.
Szum synchroniczny	Szum o częstotliwości odpowiadającej impulsowi sterującemu czujnika.
EUT	Sprzęt w trakcie testu. Oznacza urządzenie, które ma zostać przetestowane.
LDO	Regulator niskiego spadku
PSRR	Współczynnik tłumienia zasilania
FSP	Elastyczny pakiet oprogramowania
PASOWAĆ	Technologia integracji oprogramowania sprzętowego.
SIS	System integracji oprogramowania

Historia rewizji

Obrót silnika.	Data	Opis
		Strona	Streszczenie
1.00	31 maja 2023 r.	–	Wstępna rewizja
2.00	25 grudnia 2023 r.	–	Dla IEC61000-4-6
		6	Dodano wpływ szumu trybu wspólnego do wersji 2.2
		7	Dodano elementy do Tabeli 2-5
		9	Zmieniony tekst w 3.1, poprawiona rycina 3-1
			Zmieniony tekst w 3-2
		10	W 3.3.1 poprawiono tekst i dodano rysunek 3-4. Usunięto wyjaśnienie dotyczące zmiany ustawień dla pomiarów wieloczęstotliwościowych i dodano wyjaśnienie częstotliwości zakłócającej pomiary wieloczęstotliwościowe (rysunek 3-5e3-5).
		11	Dodano dokumenty referencyjne do wersji 3.2.2
		14	Dodano uwagę dotyczącą połączenia GND kondensatora TSCAP 4.1.2.2
		15	Dodano uwagę dotyczącą projektu narożnika okablowania do 4.2.2
		16	Dodano 4.3 Środki zaradcze przeciwko hałasowi przewodowemu
		18	Sekcja 5 zmieniona.

Ogólne środki ostrożności podczas obchodzenia się z produktami jednostki mikroprocesorowej i jednostki mikrokontrolera

Poniższe uwagi dotyczące użytkowania dotyczą wszystkich produktów jednostek mikroprocesorowych i jednostek mikrokontrolerów firmy Renesas. Aby uzyskać szczegółowe uwagi dotyczące użytkowania produktów objętych niniejszym dokumentem, zapoznaj się z odpowiednimi sekcjami dokumentu, a także wszelkimi aktualizacjami technicznymi, które zostały wydane dla produktów.

1. Środki ostrożności przed wyładowaniami elektrostatycznymi (ESD)
   Silne pole elektryczne, gdy jest wystawione na działanie urządzenia CMOS, może zniszczyć tlenek bramki i ostatecznie pogorszyć działanie urządzenia. Należy podjąć kroki, aby w jak największym stopniu powstrzymać generowanie elektryczności statycznej i szybko ją rozproszyć, gdy już wystąpi. Kontrola środowiskowa musi być odpowiednia. Gdy jest sucho, należy użyć nawilżacza. Zaleca się to, aby unikać stosowania izolatorów, które mogą łatwo gromadzić elektryczność statyczną. Urządzenia półprzewodnikowe muszą być przechowywane i transportowane w pojemniku antystatycznym, torbie ekranującej lub materiale przewodzącym. Wszystkie narzędzia testowe i pomiarowe, w tym stoły robocze i podłogi, muszą być uziemione. Operator musi być również uziemiony za pomocą opaski na nadgarstek. Urządzeń półprzewodnikowych nie wolno dotykać gołymi rękami. Podobne środki ostrożności należy podjąć w przypadku płytek drukowanych z zamontowanymi urządzeniami półprzewodnikowymi.
2. Przetwarzanie przy włączeniu
   Stan produktu jest nieokreślony w momencie podania zasilania. Stany obwodów wewnętrznych w LSI są nieokreślone, a stany ustawień rejestrów i pinów są nieokreślone w momencie podania zasilania. W gotowym produkcie, w którym sygnał resetu jest podawany na zewnętrzny pin resetu, stany pinów nie są gwarantowane od momentu podania zasilania do momentu zakończenia procesu resetowania. Podobnie stany pinów w produkcie, który jest resetowany przez funkcję resetu zasilania na chipie, nie są gwarantowane od momentu podania zasilania do momentu osiągnięcia przez zasilanie poziomu, przy którym określono resetowanie.
3. Wejście sygnału w stanie wyłączonym
   Nie wprowadzaj sygnałów ani nie podłączaj zasilania I/O pull-up, gdy urządzenie jest wyłączone. Prąd wtryskiwany w wyniku wprowadzenia takiego sygnału lub zasilania I/O pull-up może spowodować awarię, a nieprawidłowy prąd przepływający w tym czasie przez urządzenie może spowodować degradację elementów wewnętrznych. Postępuj zgodnie z wytycznymi dotyczącymi sygnału wejściowego w stanie wyłączonym, zgodnie z opisem w dokumentacji produktu.
4. Postępowanie z niewykorzystanymi pinami
   Postępuj z nieużywanymi pinami zgodnie z instrukcjami podanymi w instrukcji obsługi w sekcji Postępowanie z nieużywanymi pinami. Pinami wejściowymi produktów CMOS są zazwyczaj w stanie wysokiej impedancji. Podczas pracy z nieużywanym pinem w stanie obwodu otwartego, w pobliżu LSI indukowany jest dodatkowy szum elektromagnetyczny, wewnętrznie płynie powiązany prąd przebicia, a awarie występują z powodu błędnego rozpoznania stanu pinu, ponieważ możliwe jest pojawienie się sygnału wejściowego.
5. Sygnały zegara
   Po wykonaniu resetu, zwolnij linię resetowania dopiero po ustabilizowaniu się sygnału zegara roboczego. Podczas przełączania sygnału zegara podczas wykonywania programu, poczekaj, aż docelowy sygnał zegara ustabilizuje się. Gdy sygnał zegarowy jest generowany przez zewnętrzny rezonator lub z zewnętrznego oscylatora podczas resetowania, upewnij się, że linia resetująca jest zwolniona dopiero po pełnej stabilizacji sygnału zegara. Dodatkowo, przy przełączaniu na sygnał zegarowy wytwarzany za pomocą zewnętrznego rezonatora lub przez zewnętrzny oscylator w trakcie wykonywania programu, poczekaj, aż docelowy sygnał zegarowy ustabilizuje się.
6. TomtagPrzebieg aplikacji na pinie wejściowym
   Zniekształcenia kształtu fali spowodowane szumem wejściowym lub falą odbitą mogą spowodować nieprawidłowe działanie. Jeśli wejście urządzenia CMOS pozostaje w obszarze między VIL (maks.) i VIH (min.) z powodu szumu, na przykładample, urządzenie może działać nieprawidłowo. Należy uważać, aby nie dopuścić do przedostawania się klekoczących dźwięków do urządzenia, gdy poziom wejściowy jest stały, a także w okresie przejściowym, gdy poziom wejściowy przechodzi przez obszar między VIL (maks.) i VIH (min.).
7. Zakaz dostępu do zastrzeżonych adresów
   Dostęp do zastrzeżonych adresów jest zabroniony. Zarezerwowane adresy są przewidziane dla ewentualnej przyszłej rozbudowy funkcji. Nie należy uzyskiwać dostępu do tych adresów, ponieważ nie gwarantuje się prawidłowego działania LSI.
8. Różnice między produktami
   Przed zmianą z jednego produktu na inny, npample, na produkt o innym numerze części, potwierdź, że zmiana nie spowoduje problemów. Charakterystyka jednostki mikroprocesora lub jednostki mikrokontrolera w tej samej grupie, ale o innym numerze części, może różnić się pod względem pojemności pamięci wewnętrznej, wzoru układu i innych czynników, które mogą wpływać na zakresy charakterystyk elektrycznych, takich jak wartości charakterystyczne, marginesy robocze, odporność na zakłócenia i ilość emitowanego hałasu. Podczas zmiany na produkt o innym numerze części, wdróż test oceny systemu dla danego produktu.

Ogłoszenie

1. Opisy obwodów, oprogramowania i inne powiązane informacje zawarte w tym dokumencie służą wyłącznie do zilustrowania działania produktów półprzewodnikowych i zastosowań np.amples. Ponosisz pełną odpowiedzialność za włączenie lub jakiekolwiek inne wykorzystanie obwodów, oprogramowania i informacji w projekcie swojego produktu lub systemu. Renesas Electronics nie ponosi żadnej odpowiedzialności za straty i szkody poniesione przez Ciebie lub osoby trzecie w wyniku wykorzystania tych obwodów, oprogramowania lub informacji.
2. Firma Renesas Electronics niniejszym wyraźnie zrzeka się wszelkich gwarancji i odpowiedzialności za naruszenia lub wszelkie inne roszczenia związane z patentami, prawami autorskimi lub innymi prawami własności intelektualnej osób trzecich, wynikające z korzystania z produktów firmy Renesas Electronics lub informacji technicznych opisanych w niniejszym dokumencie, w tym między innymi danych produktu, rysunków, wykresów, programów, algorytmów i aplikacji.amples.
3. Niniejszym nie udziela się żadnych licencji, wyraźnych, dorozumianych ani innych, wynikających z jakichkolwiek patentów, praw autorskich lub innych praw własności intelektualnej Renesas Electronics lub innych.
4. Użytkownik jest odpowiedzialny za ustalenie, jakie licencje są wymagane od stron trzecich, a także za uzyskanie takich licencji na zgodny z prawem import, eksport, produkcję, sprzedaż, użytkowanie, dystrybucję lub inną formę utylizacji wszelkich produktów zawierających produkty Renesas Electronics, jeżeli jest to wymagane.
5. Nie wolno zmieniać, modyfikować, kopiować ani dokonywać inżynierii wstecznej żadnego produktu Renesas Electronics, w całości lub w części. Renesas Electronics nie ponosi żadnej odpowiedzialności za straty lub szkody poniesione przez Ciebie lub osoby trzecie w wyniku takiej zmiany, modyfikacji, kopiowania lub inżynierii wstecznej.
6. Produkty Renesas Electronics klasyfikowane są według dwóch stopni jakości: „Standard” i „High Quality”. Zamierzone zastosowania każdego produktu Renesas Electronics zależą od klasy jakości produktu, jak wskazano poniżej.
   „Standard”: komputery; wyposażenie biura; sprzęt do komunikacji; sprzęt testujący i pomiarowy; sprzęt audio-wizualny; domowe urządzenia elektroniczne; narzędzia maszynowe; osobisty sprzęt elektroniczny; roboty przemysłowe; itp.
   „Wysoka jakość”: Sprzęt transportowy (samochody, pociągi, statki itp.); kontrola ruchu (światła drogowe); sprzęt komunikacyjny na dużą skalę; kluczowe systemy terminali finansowych; sprzęt do kontroli bezpieczeństwa; itp.
   O ile nie zostały wyraźnie określone jako produkt o wysokiej niezawodności lub produkt do trudnych warunków w karcie danych Renesas Electronics lub innym dokumencie Renesas Electronics, produkty Renesas Electronics nie są przeznaczone ani autoryzowane do użytku w produktach lub systemach, które mogą stanowić bezpośrednie zagrożenie dla życia ludzkiego lub obrażeń ciała (urządzenia lub systemy sztucznego podtrzymywania życia; implanty chirurgiczne itp.) lub mogą spowodować poważne szkody materialne (system kosmiczny; podmorskie przekaźniki; systemy sterowania energią jądrową; systemy sterowania samolotami; kluczowe systemy elektrowni; sprzęt wojskowy itp.). Renesas Electronics nie ponosi żadnej odpowiedzialności za jakiekolwiek szkody lub straty poniesione przez Ciebie lub osoby trzecie w wyniku korzystania z jakiegokolwiek produktu Renesas Electronics, który jest niezgodny z jakąkolwiek kartą danych Renesas Electronics, instrukcją użytkownika lub innym dokumentem Renesas Electronics.
7. Żaden produkt półprzewodnikowy nie jest bezpieczny. Niezależnie od wszelkich środków bezpieczeństwa lub funkcji, które mogą być zaimplementowane w produktach sprzętowych lub programowych Renesas Electronics, Renesas Electronics nie ponosi żadnej odpowiedzialności wynikającej z jakiejkolwiek podatności lub naruszenia bezpieczeństwa, w tym, ale nie wyłącznie, jakiegokolwiek nieautoryzowanego dostępu lub użycia produktu Renesas Electronics lub systemu, który używa produktu Renesas Electronics. RENESAS ELECTRONICS NIE GWARANTUJE ANI NIE ZAPEWNIA, ŻE PRODUKTY RENESAS ELECTRONICS LUB JAKIEKOLWIEK SYSTEMY UTWORZONE PRZY UŻYCIU PRODUKTÓW RENESAS ELECTRONICS BĘDĄ NIEPODRAŻLIWE LUB WOLNE OD USZKODZENIA, ATAKU, WIRUSÓW, ZAKŁÓCEŃ, HACKINGU, UTRATY LUB KRADZIEŻY DANYCH LUB INNEGO NARUSZENIA BEZPIECZEŃSTWA („Problemy podatności”). RENESAS ELECTRONICS ZRZEKA SIĘ WSZELKIEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI LUB ZOBOWIĄZAŃ WYNIKAJĄCYCH Z LUB ZWIĄZANYCH Z JAKIMIKOLWIEK PROBLEMAMI WRAŻLIWOŚCI. PONADTO, W ZAKRESIE DOZWOLONYM PRZEZ OBOWIĄZUJĄCE PRAWO, RENESAS ELECTRONICS ZRZEKA SIĘ WSZELKICH GWARANCJI, WYRAŹNYCH LUB DOROZUMIANYCH, DOTYCZĄCYCH TEGO DOKUMENTU ORAZ WSZELKIEGO POWIĄZANEGO LUB TOWARZYSZĄCEGO OPROGRAMOWANIA LUB SPRZĘTU, W TYM MIĘDZY INNYMI DOROZUMIANYCH GWARANCJI PRZYDATNOŚCI HANDLOWEJ LUB PRZYDATNOŚCI DO OKREŚLONEGO CELU.
8. Podczas korzystania z produktów firmy Renesas Electronics należy zapoznać się z najnowszymi informacjami o produkcie (karty danych, instrukcje użytkownika, uwagi dotyczące zastosowań, „Ogólne uwagi dotyczące obsługi i użytkowania urządzeń półprzewodnikowych” w podręczniku niezawodności itp.) i upewnić się, że warunki użytkowania mieszczą się w zakresach określonych przez firmę Renesas Electronics dotyczących maksymalnych wartości znamionowych, objętości zasilania roboczegotage, charakterystyki rozpraszania ciepła, instalacja itp. Renesas Electronics nie ponosi żadnej odpowiedzialności za jakiekolwiek awarie, uszkodzenia lub wypadki wynikające z użytkowania produktów Renesas Electronics poza określonymi zakresami.
9. Chociaż Renesas Electronics stara się poprawić jakość i niezawodność produktów Renesas Electronics, produkty półprzewodnikowe mają określone cechy, takie jak występowanie awarii z określoną częstotliwością i nieprawidłowe działanie w określonych warunkach użytkowania. O ile nie zostały określone jako produkt o wysokiej niezawodności lub produkt przeznaczony do trudnych warunków w karcie danych Renesas Electronics lub innym dokumencie Renesas Electronics, produkty Renesas Electronics nie podlegają projektowi odporności na promieniowanie. Jesteś odpowiedzialny za wdrożenie środków bezpieczeństwa w celu ochrony przed możliwością obrażeń ciała, obrażeń lub uszkodzeń spowodowanych przez ogień i/lub niebezpieczeństwa dla społeczeństwa w przypadku awarii lub nieprawidłowego działania produktów Renesas Electronics, takich jak projekt bezpieczeństwa sprzętu i oprogramowania, w tym, ale nie wyłącznie, redundancja, kontrola ognia i zapobieganie nieprawidłowym działaniom, odpowiednie postępowanie w przypadku degradacji starzeniowej lub wszelkie inne odpowiednie środki. Ponieważ ocena oprogramowania mikrokomputera sama w sobie jest bardzo trudna i niepraktyczna, jesteś odpowiedzialny za ocenę bezpieczeństwa końcowych produktów lub systemów wyprodukowanych przez Ciebie.
10. Skontaktuj się z biurem sprzedaży Renesas Electronics, aby uzyskać szczegółowe informacje na temat kwestii środowiskowych, takich jak zgodność środowiskowa każdego produktu Renesas Electronics. Jesteś odpowiedzialny za staranne i wystarczające zbadanie obowiązujących przepisów i regulacji regulujących włączanie lub stosowanie substancji kontrolowanych, w tym, bez ograniczeń, dyrektywy UE RoHS, i używanie produktów Renesas Electronics zgodnie ze wszystkimi obowiązującymi przepisami i regulacjami. Renesas Electronics zrzeka się wszelkiej odpowiedzialności za szkody lub straty powstałe w wyniku nieprzestrzegania przez Ciebie obowiązujących przepisów i regulacji.
11. Produkty i technologie Renesas Electronics nie mogą być używane ani włączane do żadnych produktów lub systemów, których produkcja, używanie lub sprzedaż jest zabroniona na mocy obowiązujących krajowych lub zagranicznych przepisów lub regulacji. Musisz przestrzegać obowiązujących przepisów i regulacji dotyczących kontroli eksportu, ogłoszonych i administrowanych przez rządy krajów, które sprawują jurysdykcję nad stronami lub transakcjami.
12. Obowiązkiem kupującego lub dystrybutora produktów Renesas Electronics lub każdej innej strony, która dystrybuuje, pozbywa się lub w inny sposób sprzedaje lub przekazuje produkt osobie trzeciej, jest wcześniejsze powiadomienie takiej osoby trzeciej o treści i warunkach określonych w ten dokument.
13. Zabrania się przedrukowywania, reprodukowania lub powielania niniejszego dokumentu w jakiejkolwiek formie, w całości lub w części, bez uprzedniej pisemnej zgody Renesas Electronics.
14. W przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących informacji zawartych w niniejszym dokumencie lub produktów Renesas Electronics prosimy o kontakt z biurem sprzedaży Renesas Electronics.

• (Uwaga 1) Termin „Renesas Electronics” użyty w tym dokumencie oznacza Renesas Electronics Corporation i obejmuje również jej spółki zależne bezpośrednio lub pośrednio kontrolowane.
• (Uwaga 2) „Produkt(y) Renesas Electronics” oznacza dowolny produkt opracowany lub wyprodukowany przez lub dla Renesas Electronics.

Siedziba firmy
TOYOSU FORESIA, 3-2-24 Toyosu, Koto-ku, Tokio 135-0061, Japonia www.renesas.pl

Znaki towarowe
Renesas i logo Renesas są znakami towarowymi Renesas Electronics Corporation. Wszystkie znaki towarowe i zarejestrowane znaki towarowe są własnością ich właścicieli.

Informacje kontaktowe
Więcej informacji na temat produktu, technologii, aktualnej wersji dokumentu lub najbliższego biura sprzedaży można znaleźć na stronie www.renesas.pl/kontakt/.

• 2023 Renesas Electronics Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.

Dokumenty / Zasoby

RENESAS RA2E1 Czujnik pojemnościowy MCU [plik PDF] Instrukcja użytkownika RA2E1, rodzina RX, rodzina RA, rodzina RL78, RA2E1 MCU czujnika pojemnościowego, RA2E1, MCU czujnika pojemnościowego, MCU czujnika

Odniesienia

• Instrukcja obsługi