RENESAS-logo

RENESAS RA2E1 MCU me sensor kapacitiv

RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-produkt

Sensori kapacitiv MCU
Udhëzues kapacitiv i imunitetit ndaj zhurmës me prekje

Hyrje
Njësia e Sensorit të Prekjes Kapacitive Renesas (CTSU) mund të jetë e ndjeshme ndaj zhurmës në mjedisin e saj përreth, sepse mund të zbulojë ndryshime të vogla në kapacitet, të krijuara nga sinjale elektrike të padëshiruara false (zhurma). Efekti i kësaj zhurme mund të varet nga dizajni i harduerit. Prandaj, duke marrë kundërmasa në projektimin stage do të çojë në një MCU CTSU që është elastike ndaj zhurmës mjedisore dhe zhvillimit efektiv të produktit. Ky shënim aplikacioni përshkruan mënyra për të përmirësuar imunitetin ndaj zhurmës për produktet që përdorin Njësinë e Sensorit të Prekjes Kapacitive Renesas (CTSU) sipas standardeve të imunitetit ndaj zhurmës të IEC (IEC61000-4).

Pajisja e synuar
RX Family, RA Family, RL78 Family MCU dhe Renesas Synergy™ që futin CTSU (CTSU, CTSU2, CTSU2L, CTSU2La, CTSU2SL)

Standardet e mbuluara në këtë shënim aplikimi 

  • IEC-61000-4-3
  • IEC-61000-4-6

Mbiview

CTSU mat sasinë e elektricitetit statik nga ngarkesa elektrike kur preket një elektrodë. Nëse potenciali i elektrodës së prekjes ndryshon për shkak të zhurmës gjatë matjes, ndryshon edhe rryma e karikimit, duke ndikuar në vlerën e matur. Në mënyrë të veçantë, një luhatje e madhe në vlerën e matur mund të tejkalojë pragun e prekjes, duke shkaktuar mosfunksionim të pajisjes. Luhatjet e vogla në vlerën e matur mund të ndikojnë në aplikacionet që kërkojnë matje lineare. Njohuritë rreth sjelljes së zbulimit të prekjes kapacitiv CTSU dhe dizajnit të tabelës janë thelbësore kur merret parasysh imuniteti ndaj zhurmës për sistemet me prekje kapacitive CTSU. Ne rekomandojmë përdoruesit e CTSU-së për herë të parë që të iliarizohen me CTSU dhe parimet e prekjes kapacitative duke studiuar dokumentet e mëposhtme të lidhura.

Llojet e zhurmës dhe kundërmasat

Standardet EMC
Tabela 2-1 ofron një listë të standardeve EMC. Zhurma mund të ndikojë në operacionet duke depërtuar në sistem përmes boshllëqeve të ajrit dhe kabllove të lidhjes. Kjo listë prezanton standardet IEC 61000 si p.shampLlojet për të përshkruar llojet e zhurmës duhet të jenë të vetëdijshëm për të siguruar funksionimin e duhur për sistemet që përdorin CTSU. Ju lutemi referojuni versionit më të fundit të IEC 61000 për detaje të mëtejshme.

Tabela 2-1 Standardet e testimit EMC (IEC 61000)

Përshkrimi i testit Mbiview Standard
Testi i imunitetit të rrezatuar Testoni për imunitetin ndaj zhurmës RF me frekuencë relativisht të lartë IEC61000-4-3
Kryerja e testit të imunitetit Testoni për imunitetin ndaj zhurmës RF me frekuencë relativisht të ulët IEC61000-4-6
Testi i shkarkimit elektrostatik (ESD) Test për imunitetin ndaj shkarkimit elektrostatik IEC61000-4-2
Testi i shpejtë kalimtar/shpërthimi elektrik (EFT/B) Test për imunitetin ndaj përgjigjes kalimtare të vazhdueshme pulsuese të futur në linjat e furnizimit me energji elektrike, etj. IEC61000-4-4

Tabela 2-2 liston kriterin e performancës për testimin e imunitetit. Kriteret e performancës janë të specifikuara për testet e imunitetit EMC dhe rezultatet gjykohen në bazë të funksionimit të pajisjes gjatë testit (EUT). Kriteret e performancës janë të njëjta për secilin standard.

Tabela 2-2 Kriteret e Performancës për Testimin e imunitetit

Kriteri i Performancës Përshkrimi
A Pajisja duhet të vazhdojë të funksionojë siç është menduar gjatë dhe pas testimit.

Asnjë degradim i performancës ose humbja e funksionit nuk lejohet nën nivelin e performancës të specifikuar nga prodhuesi kur pajisja përdoret sipas synimit.

B Pajisja duhet të vazhdojë të funksionojë siç është menduar gjatë dhe pas testimit.

Asnjë degradim i performancës ose humbja e funksionit nuk lejohet nën nivelin e performancës të specifikuar nga prodhuesi kur pajisja përdoret sipas synimit. Megjithatë, gjatë testimit, degradimi i performancës lejohet. Nuk lejohet asnjë ndryshim i gjendjes aktuale të funksionimit ose të dhënave të ruajtura.

C Humbja e përkohshme e funksionit lejohet, me kusht që funksioni të rikuperohet vetë ose të mund të rikthehet nga funksionimi i kontrolleve.

Kundërmasat e zhurmës RF

Zhurma RF tregon valët elektromagnetike të frekuencave radio të përdorura nga transmetimet televizive dhe radiofonike, pajisjet celulare dhe pajisjet e tjera elektrike. Zhurma RF mund të depërtojë drejtpërdrejt në një PCB ose mund të hyjë përmes linjës së furnizimit me energji elektrike dhe kabllove të tjera të lidhura. Kundërmasat e zhurmës duhet të zbatohen në tabelë për të parën dhe në nivel sistemi për këtë të fundit, si p.sh. nëpërmjet linjës së furnizimit me energji elektrike. CTSU mat kapacitetin duke e kthyer atë në një sinjal elektrik. Ndryshimi i kapacitetit për shkak të prekjes është jashtëzakonisht i vogël, kështu që për të siguruar zbulimin normal të prekjes, kunja e sensorit dhe vetë furnizimi me energji i sensorit duhet të mbrohen nga zhurma RF. Dy teste me frekuenca të ndryshme testimi janë të disponueshme për të testuar imunitetin ndaj zhurmës RF: IEC 61000-4-3 dhe IEC 61000-4-6.

IEC61000-4-3 është një test imuniteti i rrezatuar dhe përdoret për të vlerësuar imunitetin ndaj zhurmës duke aplikuar drejtpërdrejt një sinjal nga fusha elektromagnetike e radiofrekuencës në EUT. Fusha elektromagnetike RF varion nga 80 MHz në 1 GHz ose më e lartë, e cila shndërrohet në gjatësi vale prej përafërsisht 3.7 m në 30 cm. Duke qenë se kjo gjatësi vale dhe gjatësia e PCB-së janë të ngjashme, modeli mund të veprojë si një antenë, duke ndikuar negativisht në rezultatet e matjes CTSU. Përveç kësaj, nëse gjatësia e instalimeve elektrike ose kapaciteti parazitar ndryshon për secilën elektrodë prekëse, frekuenca e prekur mund të ndryshojë për çdo terminal. Referojuni tabelës 2-3 për detaje në lidhje me testin e imunitetit të rrezatuar.

Tabela 2-3 Testi i imunitetit të rrezatuar

Gama e frekuencës Niveli i Testit Forca e fushës së testimit
80 MHz-1 GHz

Deri në 2.7 GHz ose deri në 6.0 GHz, në varësi të versionit të testimit

1 1 V/m
2 3 V/m
3 10 V/m
4 30 V/m
X Specifikuar individualisht

IEC 61000-4-6 është një test i kryer imuniteti dhe përdoret për të vlerësuar frekuencat midis 150 kHz dhe 80 MHz, një interval më i ulët se ai i testit të imunitetit të rrezatuar. Ky brez frekuencash ka një gjatësi vale prej disa metrash ose më shumë, dhe gjatësia e valës prej 150 kHz arrin rreth 2 km. Për shkak se është e vështirë të aplikohet drejtpërdrejt një fushë elektromagnetike RF e kësaj gjatësi në EUT, një sinjal provë aplikohet në një kabllo të lidhur drejtpërdrejt me EUT për të vlerësuar efektin e valëve me frekuencë të ulët. Gjatesite e shkurtra valore kryesisht prekin kabllot e furnizimit me energji dhe sinjalit. Për shembullample, nëse një brez frekuencash shkakton zhurmë që prek kabllon e energjisë dhe vëllimin e furnizimit me energji elektriketage destabilizohet, rezultatet e matjes CTSU mund të ndikohen nga zhurma në të gjitha kunjat. Tabela 2-4 jep detaje të testit të imunitetit të kryer.

Tabela 2-4 Testi i kryer i imunitetit

Gama e frekuencës Niveli i Testit Forca e fushës së testimit
150 kHz-80 MHz 1 1 V rms
2 3 V rms
3 10 V rms
X Specifikuar individualisht

Në një model të furnizimit me energji AC ku terminali i sistemit GND ose MCU VSS nuk është i lidhur me një terminal tokësor komercial të furnizimit me energji elektrike, zhurma e përcjellur mund të hyjë drejtpërdrejt në tabelë si zhurmë e modalitetit të zakonshëm, gjë që mund të shkaktojë zhurmë në rezultatet e matjes CTSU kur një buton është i prekur.RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-1

Figura 2-1 tregon shtegun e hyrjes së zhurmës në modalitetin e zakonshëm dhe Figura 2-2 tregon marrëdhënien ndërmjet zhurmës së modalitetit të zakonshëm dhe rrymës matëse. Nga këndvështrimi i tabelës GND (B-GND), zhurma e modalitetit të zakonshëm duket se luhatet ndërsa zhurma mbivendoset në tokë GND (E-GND). Përveç kësaj, për shkak se gishti (trupi i njeriut) që prek elektrodën e prekjes (PAD) është i lidhur me E-GND për shkak të kapacitetit të humbur, zhurma e modalitetit të zakonshëm transmetohet dhe duket se luhatet në të njëjtën mënyrë si E-GND. Nëse PAD preket në këtë pikë, zhurma (VNOISE) e krijuar nga zhurma e modalitetit të zakonshëm aplikohet në kapacitetin Cf të formuar nga gishti dhe PAD, duke shkaktuar luhatjen e rrymës së karikimit të matur nga CTSU. Ndryshimet në rrymën e karikimit shfaqen si vlera dixhitale me zhurmë të mbivendosur. Nëse zhurma e modalitetit të përbashkët përfshin përbërës të frekuencës që përputhen me frekuencën e pulsit të lëvizjes së CTSU dhe harmonikat e saj, rezultatet e matjes mund të luhaten ndjeshëm. Tabela 2-5 ofron një listë të kundërmasave të nevojshme për përmirësimin e imunitetit ndaj zhurmës RF. Shumica e kundërmasave janë të zakonshme për përmirësimin e imunitetit të rrezatuar dhe të imunitetit të kryer. Ju lutemi referojuni seksionit të secilit kapitull përkatës siç është renditur për çdo hap zhvillimi.

Tabela 2-5 Lista e kundërmasave të nevojshme për përmirësimin e imunitetit ndaj zhurmës RF

Hapi i zhvillimit Kundërmasat e kërkuara në kohën e projektimit Seksionet përkatëse
Zgjedhja e MCU (zgjedhja e funksionit CTSU) Përdorimi i një MCU të integruar me CTSU2 rekomandohet kur imuniteti ndaj zhurmës është një përparësi.

· Aktivizo funksionet e kundërmasave kundër zhurmës CTSU2:

¾ Matje me shumë frekuencë

¾ Mburojë aktive

¾ Vendoseni në daljen e kanalit jomatës kur përdorni një mburojë aktive

 

Or

· Aktivizo funksionet e kundërmasave kundër zhurmës CTSU:

¾ Funksioni i zhvendosjes së rastësishme të fazës

¾ Funksioni i reduktimit të zhurmës me frekuencë të lartë

 

 

 

3.3.1   Matja me shumë frekuencë

3.3.2    Mburoja aktive

3.3.3    Kanali jo-matës Zgjedhja e daljes

 

 

 

3.2.1   Funksioni i zhvendosjes së rastësishme të fazës

3.2.2    Zhurma me frekuencë të lartë Funksioni i reduktimit (përhapja

funksioni i spektrit)

Dizajni i harduerit · Dizajni i tabelës duke përdorur modelin e rekomanduar të elektrodës

 

· Përdorni një burim furnizimi me energji elektrike për dalje me zhurmë të ulët

· Rekomandim për hartimin e modelit GND: në një sistem me tokëzim përdorni pjesë për një kundërmasë të zhurmës së modalitetit të përbashkët

 

 

 

· Ulni nivelin e infiltrimit të zhurmës në pinin e sensorit duke rregulluar dampvlera e rezistencës.

· Vendi dampRezistenca ing në linjën e komunikimit

· Projektoni dhe vendosni kondensatorin e duhur në linjën e furnizimit me energji MCU

4.1.1 Prekni modelin e elektrodës Dizenjot

4.1.2.1  Vëlltage Dizajni i Furnizimit

4.1.2.2  Dizajni i modelit GND

4.3.1 Filtri i modalitetit të përbashkët

4.3.4 Konsiderata për GND Distanca e Mburojës dhe Elektrodës

 

 

4.2.1  TS Pin Damping Rezistenca

4.2.2  Zhurma e sinjalit dixhital

4.3.4 Konsiderata për GND Distanca e Mburojës dhe Elektrodës

Implementimi i softuerit Rregulloni filtrin e softuerit për të zvogëluar efektin e zhurmës në vlerat e matura

· Mesatarja lëvizëse IIR (efektive për shumicën e rasteve të zhurmës së rastësishme)

· Mesatarja lëvizëse FIR (për zhurmën periodike të specifikuar)

 

 

5.1   Filtri IIR

 

5.2  Filtri FIR

Zhurma ESD (shkarkim elektrostatik)

Shkarkimi elektrostatik (ESD) krijohet kur dy objekte të ngarkuara janë në kontakt ose ndodhen në afërsi. Elektriciteti statik i akumuluar brenda trupit të njeriut mund të arrijë elektrodat në një pajisje edhe përmes një mbivendosjeje. Në varësi të sasisë së energjisë elektrostatike të aplikuar në elektrodë, rezultatet e matjes CTSU mund të ndikohen, duke shkaktuar dëme në vetë pajisjen. Prandaj, duhet të futen kundërmasa në nivel sistemi, të tilla si pajisjet mbrojtëse në qarkun e tabelës, mbivendosjet e bordit dhe strehimi mbrojtës për pajisjen. Standardi IEC 61000-4-2 përdoret për të testuar imunitetin ESD. Tabela 2-6 ofron detajet e testit ESD. Aplikimi i synuar dhe vetitë e produktit do të përcaktojnë nivelin e kërkuar të provës. Për detaje të mëtejshme, referojuni standardit IEC 61000-4-2. Kur ESD arrin elektrodën e prekjes, ajo gjeneron në çast një diferencë potenciale prej disa kV. Kjo mund të bëjë që zhurma e pulsit të ndodhë në vlerën e matur CTSU, duke zvogëluar saktësinë e matjes ose mund të ndalojë matjen për shkak të zbulimit të mbivolitjestage ose mbirrymë. Vini re se pajisjet gjysmëpërçuese nuk janë të dizajnuara për t'i bërë ballë aplikimit të drejtpërdrejtë të ESD. Prandaj, testi ESD duhet të kryhet në produktin e përfunduar me tabelën e mbrojtur nga kutia e pajisjes. Kundërmasat e paraqitura në vetë tabelë janë masa të sigurta për të mbrojtur qarkun në rastin e rrallë që ESD, për ndonjë arsye, hyn në tabelë.

Tabela 2-6 Testi ESD

Niveli i Testit Test Vëlltage
Kontaktoni shkarkimin Shkarkimi i ajrit
1 2 kV 2 kV
2 4 kV 4 kV
3 6 kV 8 kV
4 8 kV 15 kV
X Specifikuar individualisht Specifikuar individualisht

Zhurma EFT (Transientet e shpejta elektrike)
Produktet elektrike gjenerojnë një fenomen të quajtur Kalimtarë të Shpejtë Elektrik (EFT), të tilla si një forcë elektromotore e pasme kur ndizet energjia për shkak të konfigurimit të brendshëm të furnizimit me energji elektrike ose zhurmës së zhurmës në çelsat rele. Në mjediset ku disa produkte elektrike janë të lidhura në një farë mënyre, si p.sh. në shiritat elektrik, kjo zhurmë mund të kalojë nëpër linjat e furnizimit me energji elektrike dhe të ndikojë në funksionimin e pajisjeve të tjera. Edhe linjat e energjisë elektrike dhe linjat e sinjalit të produkteve elektrike që nuk janë të lidhura në një brez të përbashkët të energjisë mund të preken nga ajri thjesht duke qenë pranë linjave të energjisë ose linjave të sinjalit të burimit të zhurmës. Standardi IEC 61000-4-4 përdoret për të testuar imunitetin EFT. IEC 61000-4-4 vlerëson imunitetin duke injektuar sinjale periodike EFT në linjat e energjisë dhe të sinjalit EUT. Zhurma EFT gjeneron një puls periodik në rezultatet e matjes CTSU, i cili mund të ulë saktësinë e rezultateve ose të shkaktojë zbulim të rremë të prekjes. Tabela 2-7 ofron detajet e testit EFT/B (Electrical Fast Transient Burst).

Tabela 2-7 Testi EFT/B

Niveli i Testit Testi i qarkut të hapur Voltage (maja) Frekuenca e përsëritjes së pulsit (PRF)
Furnizimi me energji elektrike

Linja / Teli i Tokës

Linja e sinjalit/kontrollit
1 0.5 kV 0.25 kV 5 kHz ose 100 kHz
2 1 kV 0.5 kV
3 2 kV 1 kV
4 4 kV 2 kV
X Specifikuar individualisht Specifikuar individualisht

Funksionet e Kundërmasës së Zhurmës CTSU

CTSU-të janë të pajisura me funksione kundërmasave të zhurmës, por disponueshmëria e secilit funksion ndryshon në varësi të versionit të MCU dhe CTSU që po përdorni. Konfirmoni gjithmonë versionet MCU dhe CTSU përpara se të zhvilloni një produkt të ri. Ky kapitull shpjegon ndryshimet në funksionet e kundërmasës së zhurmës midis secilit version CTSU.

Parimet e matjes dhe efekti i zhurmës
CTSU përsërit ngarkimin dhe shkarkimin disa herë për çdo cikël matjeje. Rezultatet e matjes për çdo ngarkesë ose rrymë shkarkimi grumbullohen dhe rezultati përfundimtar i matjes ruhet në regjistër. Në këtë metodë, numri i matjeve për njësi të kohës mund të rritet duke rritur frekuencën e impulsit të lëvizjes, duke përmirësuar kështu diapazonin dinamik (DR) dhe duke realizuar matje shumë të ndjeshme CTSU. Nga ana tjetër, zhurma e jashtme shkakton ndryshime në rrymën e ngarkimit ose shkarkimit. Në një mjedis ku gjenerohet zhurmë periodike, rezultati i matjes i ruajtur në Regjistrin e Numëruesit të Sensorëve kompensohet për shkak të rritjes ose uljes së sasisë së rrymës në një drejtim. Efekte të tilla të lidhura me zhurmën në fund të fundit ulin saktësinë e matjes. Figura 3-1 tregon një imazh të gabimit të rrymës së ngarkimit për shkak të zhurmës periodike. Frekuencat që paraqiten si zhurmë periodike janë ato që përputhen me frekuencën e impulsit të lëvizjes së sensorit dhe zhurmën e saj harmonike. Gabimet e matjes janë më të mëdha kur skaji në rritje ose në rënie i zhurmës periodike sinkronizohet me periudhën SW1 ON. CTSU është e pajisur me funksione kundërmasave të zhurmës në nivel harduerik si mbrojtje kundër kësaj zhurme periodike.RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-2

CTSU1
CTSU1 është i pajisur me një funksion të zhvendosjes së rastësishme të fazës dhe një funksion të reduktimit të zhurmës me frekuencë të lartë (funksioni i spektrit të përhapur). Efekti në vlerën e matur mund të reduktohet kur harmonikat themelore të frekuencës së impulsit të lëvizjes së sensorit dhe frekuencës së zhurmës përputhen. Vlera maksimale e cilësimit të frekuencës së impulsit të ngasjes së sensorit është 4.0 MHz.

Funksioni i zhvendosjes së rastësishme të fazës
Figura 3-2 tregon një imazh të desinkronizimit të zhurmës duke përdorur funksionin e zhvendosjes së rastësishme të fazës. Duke ndryshuar fazën e pulsit të lëvizjes së sensorit me 180 gradë në një kohë të rastësishme, rritja/ulja e njëanshme e rrymës për shkak të zhurmës periodike mund të randomizohet dhe zbutet për të përmirësuar saktësinë e matjes. Ky funksion është gjithmonë i aktivizuar në modulin CTSU dhe modulin TOUCH. RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-3

Funksioni i reduktimit të zhurmës me frekuencë të lartë (funksioni i spektrit të përhapur)
Funksioni i reduktimit të zhurmës me frekuencë të lartë mat frekuencën e impulsit të lëvizjes së sensorit me zhurmë të shtuar qëllimisht. Më pas randomizon pikën e sinkronizimit me zhurmën sinkrone për të shpërndarë kulmin e gabimit të matjes dhe për të përmirësuar saktësinë e matjes. Ky funksion aktivizohet gjithmonë në daljen e modulit CTSU dhe daljen e modulit TOUCH nga gjenerimi i kodit.

CTSU2

Matja me shumë frekuencë
Matja me shumë frekuenca përdor frekuenca të shumta impulsesh me sensorë me frekuenca të ndryshme. Spektri i përhapjes nuk përdoret për të shmangur ndërhyrjet në secilën frekuencë të impulsit të makinës. Ky funksion përmirëson imunitetin ndaj zhurmës RF të përcjellur dhe të rrezatuar sepse është efektiv kundër zhurmës sinkrone në frekuencën e impulsit të lëvizjes së sensorit, si dhe zhurmës së futur përmes modelit të elektrodës së prekjes. Figura 3-3 tregon një imazh se si zgjidhen vlerat e matura në matjet me shumë frekuenca dhe Figura 3-4 tregon një imazh të ndarjes së frekuencave të zhurmës në të njëjtën metodë matjeje. Matja me shumë frekuenca hedh poshtë rezultatet e matjeve të prekura nga zhurma nga grupi i matjeve të marra në frekuenca të shumta për të përmirësuar saktësinë e matjes. RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-4

Në projektet e aplikimit që përfshijnë modulet e softuerit të mesëm CTSU dhe TOUCH (referojuni dokumentacionit FSP, FIT ose SIS), kur ekzekutohet faza e akordimit "QE për prekjen Capacitive", parametrat e matjes me shumë frekuencë gjenerohen automatikisht dhe shumë- mund të përdoret matja e frekuencës. Duke aktivizuar cilësimet e avancuara në fazën e akordimit, parametrat më pas mund të vendosen manualisht. Për detaje në lidhje me cilësimet e matjes me shumë orë të modalitetit të avancuar, referojuni Udhëzuesi i parametrave të modalitetit të avancuar me prekje Capacitive (R30AN0428EJ0100). Figura 3-5 tregon një shembullample i Frekuencës së Ndërhyrjes në Matjen me shumë frekuencë. Ky ishample tregon frekuencën e interferencës që shfaqet kur frekuenca e matjes vendoset në 1 MHz dhe zhurma e përcjelljes së modalitetit të zakonshëm aplikohet në tabelë ndërsa preket elektroda me prekje. Grafiku (a) tregon cilësimin menjëherë pas akordimit automatik; frekuenca e matjes është vendosur në +12.5% për frekuencën e dytë dhe -2% për frekuencën e tretë bazuar në frekuencën e parë prej 12.5 MHz. Grafiku konfirmon se çdo frekuencë matje ndërhyn me zhurmën. Grafiku (b) tregon një shembullample në të cilën frekuenca e matjes akordohet manualisht; frekuenca e matjes është vendosur në -20.3% për frekuencën e dytë dhe +2% për frekuencën e tretë bazuar në frekuencën e parë prej 9.4MHz. Nëse në rezultatet e matjes shfaqet një zhurmë specifike e frekuencës dhe frekuenca e zhurmës përputhet me frekuencën e matjes, sigurohuni që të rregulloni matjen me shumë frekuencë ndërsa vlerësoni mjedisin aktual për të shmangur ndërhyrjen midis frekuencës së zhurmës dhe frekuencës së matjes.RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-5

Mburoja aktive
Në metodën e vetë-kapacitimit CTSU2, një mburojë aktive mund të përdoret për të drejtuar modelin e mburojës në të njëjtën fazë pulsi si impulsi i lëvizjes së sensorit. Për të aktivizuar mburojën aktive, në konfigurimin e ndërfaqes QE për prekjen Capacitive, vendosni kunjin që lidhet me modelin aktiv të mburojës në "gjilpërë mbrojtëse". Mburoja aktive mund të vendoset në një kunj për çdo konfigurim (metodë) të ndërfaqes me prekje. Për një shpjegim të funksionimit të Active Shield, referojuni "Udhëzuesi i përdoruesit me prekje Capacitive për MCU me sensorë kapacitiv (R30AN0424)“. Për informacionin e projektimit të PCB-ve, referojuni "Udhëzues për projektimin e elektrodës me prekje kapacitiv CTSU (R30AN0389)“.

Zgjedhja e daljes së kanalit jo-matës
Në metodën e vetë-kapacitimit CTSU2, dalja e impulsit në të njëjtën fazë me impulsin e lëvizjes së sensorit mund të vendoset si dalje e kanalit jomatës. Në konfigurimin (metodën) e ndërfaqes QE për prekjen Kapacitive, kanalet jomatëse (elektrodat me prekje) vendosen automatikisht në të njëjtën dalje faze pulsi për metodat e caktuara me mbrojtje aktive.

Kundërmasat e zhurmës së harduerit

Kundërmasat tipike të zhurmës

Prekni Modelet e modeleve të elektrodës
Qarku i elektrodës me prekje është shumë i ndjeshëm ndaj zhurmës, duke kërkuar që imuniteti ndaj zhurmës të merret parasysh në dizajnin e harduerittage. Për rregullat e detajuara të projektimit të bordit që trajtojnë imunitetin ndaj zhurmës, ju lutemi referojuni versionit më të fundit të Udhëzues për projektimin e elektrodës me prekje kapacitiv CTSU (R30AN0389). Figura 4-1 ofron një fragment nga Udhëzuesi që tregon një mbiview e modelit të modelit të metodës së vetë-kapacitimit, dhe Figura 4-2 tregon të njëjtën gjë për modelin e modelit të metodës së kapacitetit të ndërsjellë.

  1. Forma e elektrodës: katror ose rreth
  2. Madhësia e elektrodës: 10 mm deri në 15 mm
  3. Afërsia e elektrodës: Elektrodat duhet të vendosen në ampdistanca në mënyrë që ata të mos reagojnë në të njëjtën kohë ndaj ndërfaqes njerëzore të synuar, (referuar si "gisht" në këtë dokument); Intervali i sugjeruar: madhësia e butonit x 0.8 ose më shumë
  4. Gjerësia e telit: përafërsisht. 0.15 mm deri në 0.20 mm për tabelën e printuar
  5. Gjatësia e instalimeve elektrike: Bëni instalimet elektrike sa më të shkurtër të jetë e mundur. Në qoshe, formoni një kënd 45 gradë, jo një kënd të drejtë.
  6. Hapësira e telave: (A) Bëni hapësirën sa më të gjerë që të jetë e mundur për të parandaluar zbulimin e rremë nga elektrodat fqinje. (B) hapi 1.27 mm
  7. Gjerësia e modelit GND të çelur të kryqëzuar: 5 mm
  8. Modeli GND i ndërthurur dhe hapësira e butonit/telave (A) rreth elektrodave: 5 mm (B) zona rreth telit: 3 mm ose më shumë mbi zonën e elektrodës, si dhe telat dhe sipërfaqja e kundërt me një model të çelur të kryqëzuar. Gjithashtu, vendosni një model të kryqëzuar në hapësirat e zbrazëta dhe lidhni 2 sipërfaqet e modeleve të kryqëzuara përmes vizave. Referojuni seksionit "2.5 Dizajni i modelit të paraqitjes kundër zhurmës" për dimensionet e modelit të kryqëzuar, mburojën aktive (vetëm CTSU2) dhe kundërmasa të tjera kundër zhurmës.
  9. Kapaciteti i elektrodës + instalimeve elektrike: 50 pF ose më pak
  10. Rezistenca e elektrodës + instalimeve elektrike: 2K0 ose më pak (duke përfshirë dampRezistenca ing me një vlerë referimi prej 5600)

Figura 4-1 Rekomandime për projektimin e modelit për metodën e vetë-kapacitimit (fragment)

  1. Forma e elektrodës: katror (elektroda transmetuese e kombinuar TX dhe elektroda marrës RX)
  2. Madhësia e elektrodës: 10 mm ose më e madhe Afërsia e elektrodës: Elektrodat duhet të vendosen në ampDistanca në mënyrë që të mos reagojnë njëkohësisht ndaj objektit të prekjes (gishti, etj.), (intervali i sugjeruar: madhësia e butonit x 0.8 ose më shumë)
    • Gjerësia e telit: Teli më i hollë i aftë përmes prodhimit masiv; përafërsisht. 0.15 mm deri në 0.20 mm për tabelën e printuar
  3. Gjatësia e instalimeve elektrike: Bëni instalimet elektrike sa më të shkurtër të jetë e mundur. Në qoshe, formoni një kënd 45 gradë, jo një kënd të drejtë.
  4. Hapësira e telave:
    • Bëni hapësirën sa më të gjerë që të jetë e mundur për të parandaluar zbulimin e rremë nga elektrodat fqinje.
    • Kur elektrodat janë të ndara: një hap 1.27 mm
    • 20 mm ose më shumë për të parandaluar gjenerimin e kapacitetit të bashkimit midis Tx dhe Rx.
  5. Afërsia e modelit GND të çelur (mbrojtëse) Për shkak se kapaciteti parazitar i kunjit në modelin e rekomanduar të butonit është relativisht i vogël, kapaciteti parazitar rritet sa më afër të jenë kunjat me GND.
    • A: 4 mm ose më shumë rreth elektrodave Ne rekomandojmë gjithashtu përafërsisht. Modeli i planit GND me çelje tërthore 2 mm të gjerë midis elektrodave.
    • B: 1.27 mm ose më shumë rreth instalimeve elektrike
  6. Kapaciteti parazitar Tx, Rx: 20 pF ose më pak
  7. Rezistenca e elektrodës + instalimeve elektrike: 2kQ ose më pak (duke përfshirë dampRezistenca ing me një vlerë referimi prej 5600)
  8. Mos e vendosni modelin GND direkt nën elektroda ose instalime elektrike. Funksioni i mbrojtjes aktive nuk mund të përdoret për metodën e kapacitetit të ndërsjellë.

Figura 4-2 Rekomandime për projektimin e modelit për metodën e kapacitetit të ndërsjellë (fragment)

Dizajni i furnizimit me energji elektrike
CTSU është një modul periferik analog që trajton sinjale elektrike të vogla. Kur zhurma depërton në vëllimtagE dhënë në modelin MCU ose GND, shkakton luhatje të mundshme në pulsin e lëvizjes së sensorit dhe ul saktësinë e matjes. Ne sugjerojmë fuqimisht shtimin e një pajisje kundërmase zhurme në linjën e furnizimit me energji elektrike ose një qark të furnizimit me energji në bord për të furnizuar në mënyrë të sigurtë energjinë në MCU.

Vëlltage Dizajni i Furnizimit
Duhet të merren masa gjatë projektimit të furnizimit me energji elektrike për sistemin ose pajisjen në bord për të parandaluar depërtimin e zhurmës nëpërmjet pinit të furnizimit me energji MCU. Rekomandimet e mëposhtme në lidhje me dizajnin mund të ndihmojnë në parandalimin e infiltrimit të zhurmës.

  • Mbajeni kabllon e furnizimit me energji elektrike në sistem dhe telat e brendshme sa më të shkurtër që të jetë e mundur për të minimizuar rezistencën.
  • Vendosni dhe futni një filtër zhurme (bërthamë ferrit, rruazë ferriti, etj.) për të bllokuar zhurmën me frekuencë të lartë.
  • Minimizoni valëzimin në furnizimin me energji MCU. Ne rekomandojmë përdorimin e një rregullatori linear në vëllimin e MCUtage furnizimit. Zgjidhni një rregullator linear me dalje me zhurmë të ulët dhe karakteristika të larta PSRR.
  • Kur ka disa pajisje me ngarkesa të larta aktuale në tabelë, rekomandojmë të vendosni një furnizim të veçantë me energji elektrike për MCU. Nëse kjo nuk është e mundur, ndani modelin në rrënjën e furnizimit me energji elektrike.
  • Kur përdorni një pajisje me konsum të lartë të rrymës në pinin MCU, përdorni një transistor ose FET.

Figura 4-3 tregon disa paraqitje për linjën e furnizimit me energji elektrike. Vo është furnizimi me energji voltage, është luhatja e rrymës së konsumit që rezulton nga operacionet IC2 dhe Z është impedanca e linjës së furnizimit me energji elektrike. Vn është vëlltage gjeneruar nga linja e furnizimit me energji elektrike dhe mund të llogaritet si Vn = in×Z. Modeli GND mund të konsiderohet në të njëjtën mënyrë. Për më shumë detaje mbi modelin GND, referojuni 4.1.2.2 Dizajni i modelit GND. Në konfigurimin (a), linja e furnizimit me energji elektrike në MCU është e gjatë dhe linjat e furnizimit IC2 degëzohen pranë furnizimit me energji të MCU. Ky konfigurim nuk rekomandohet si vëllimi i MCUtagFurnizimi është i ndjeshëm ndaj zhurmës Vn kur IC2 është në punë. (b) dhe (c) diagramet e qarkut të (b) dhe (c) janë të njëjta me (a), por modelet e modelit ndryshojnë. (b) degëzon linjën e furnizimit me energji nga rrënja e furnizimit me energji dhe efekti i zhurmës Vn zvogëlohet duke minimizuar Z midis furnizimit me energji dhe MCU. (c) gjithashtu zvogëlon efektin e Vn duke rritur sipërfaqen dhe gjerësinë e linjës së linjës së furnizimit me energji elektrike për të minimizuar Z.

RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-6

Dizajni i modelit GND
Në varësi të modelit të modelit, zhurma mund të shkaktojë GND, që është vëllimi i referencëstage për MCU dhe pajisjet në bord, për të luhatur në potencial, duke ulur saktësinë e matjes CTSU. Këshillat e mëposhtme për dizajnin e modelit GND do të ndihmojnë në shtypjen e luhatjeve të mundshme.

  • Mbuloni hapësirat boshe me një model të fortë GND sa më shumë që të jetë e mundur për të minimizuar rezistencën në një sipërfaqe të madhe.
  • Përdorni një plan urbanistik që parandalon depërtimin e zhurmës në MCU përmes linjës GND duke rritur distancën midis MCU dhe pajisjeve me ngarkesa të larta aktuale dhe duke e ndarë MCU nga modeli GND.

Figura 4-4 tregon disa paraqitje për linjën GND. Në këtë rast, është luhatja e rrymës së konsumit që rezulton nga operacionet IC2, dhe Z është impedanca e linjës së furnizimit me energji elektrike. Vn është vëlltage gjeneruar nga linja GND dhe mund të llogaritet si Vn = in×Z. Në konfigurimin (a), linja GND në MCU është e gjatë dhe bashkohet me linjën IC2 GND pranë pinit GND të MCU. Ky konfigurim nuk rekomandohet pasi potenciali GND i MCU është i ndjeshëm ndaj zhurmës Vn kur IC2 është në punë. Në konfigurimin (b) linjat GND bashkohen në rrënjën e pinit të furnizimit me energji elektrike GND. Efektet e zhurmës nga Vn mund të reduktohen duke ndarë linjat GND të MCU dhe IC2 për të minimizuar hapësirën midis MCU dhe Z. Edhe pse diagramet e qarkut të (c) dhe (a) janë të njëjta, modelet e modelit ndryshojnë. Konfigurimi (c) zvogëlon efektin e Vn duke rritur sipërfaqen dhe gjerësinë e linjës së linjës GND për të minimizuar Z. RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-7

Lidhni GND të kondensatorit TSCAP me modelin solid GND që është i lidhur me terminalin VSS të MCU në mënyrë që të ketë të njëjtin potencial si terminali VSS. Mos e ndani GND të kondensatorit TSCAP nga GND i MCU. Nëse impedanca midis GND të kondensatorit TSCAP dhe GND të MCU është e lartë, performanca e refuzimit të zhurmës me frekuencë të lartë të kondensatorit TSCAP do të ulet, duke e bërë atë më të ndjeshëm ndaj zhurmës së furnizimit me energji elektrike dhe zhurmës së jashtme.

Përpunimi i kunjave të papërdorura
Lënia e kunjave të papërdorura në një gjendje me rezistencë të lartë e bën pajisjen të ndjeshme ndaj efekteve të zhurmës së jashtme. Sigurohuni që të përpunoni të gjitha kunjat e papërdorura pasi t'i referoheni manualit përkatës të harduerit MCU Faily të secilit pin. Nëse një rezistencë tërheqëse nuk mund të zbatohet për shkak të mungesës së zonës së montimit, rregulloni cilësimin e daljes së pinit në prodhim të ulët.

Kundërmasat e zhurmës së rrezatimit RF

TS Pin DampRezistenca
dampRezistenca e lidhur me pinin TS dhe komponenti i kapacitetit parazitar të elektrodës funksionojnë si një filtër me kalim të ulët. Rritja e dampRezistenca ul frekuencën e ndërprerjes, duke ulur kështu nivelin e zhurmës së rrezatuar që depërton në pinin TS. Megjithatë, kur periudha e rrymës së ngarkimit ose shkarkimit të matjes kapacitative zgjatet, frekuenca e impulsit të lëvizjes së sensorit duhet të ulet, gjë që ul gjithashtu saktësinë e zbulimit të prekjes. Për informacion në lidhje me ndjeshmërinë kur ndryshoni dampringjallja e rezistencës në metodën e vetë-kapacitimit, referojuni “5. Modelet dhe të dhënat e karakteristikave të butonit të metodës së vetë-kapacitimit” në Udhëzues për projektimin e elektrodës me prekje kapacitiv CTSU (R30AN0389)

Zhurma e sinjalit dixhital
Lidhja elektrike e sinjalit dixhital që trajton komunikimin, si SPI dhe I2C, dhe sinjalet PWM për daljen LED dhe audio, është një burim zhurme rrezatuese që ndikon në qarkun e elektrodës me prekje. Kur përdorni sinjale dixhitale, merrni parasysh sugjerimet e mëposhtme gjatë projektimittage.

  • Kur instalimet elektrike përfshijnë qoshe me kënd të drejtë (90 gradë), rrezatimi i zhurmës nga pikat më të mprehta do të rritet. Sigurohuni që qoshet e instalimeve elektrike të jenë 45 gradë ose më pak, ose të lakuar, për të reduktuar rrezatimin e zhurmës.
  • Kur ndryshon niveli i sinjalit dixhital, tejkalimi ose nënkalimi rrezatohet si zhurmë me frekuencë të lartë. Si kundërmasë, fut reklamënampduke përdorur rezistencën në linjën e sinjalit dixhital për të shtypur tejkalimin ose nënkalimin. Një metodë tjetër është të futni një rruazë ferriti përgjatë vijës.
  • Vendosni linjat për sinjalet dixhitale dhe qarkun e elektrodës së prekjes në mënyrë që të mos preken. Nëse konfigurimi kërkon që linjat të ecin paralelisht, mbani sa më shumë distancë ndërmjet tyre dhe futni një mburojë GND përgjatë linjës dixhitale.
  • Kur përdorni një pajisje me konsum të lartë të rrymës në pinin MCU, përdorni një transistor ose FET.

Matja me shumë frekuencë
Kur përdorni një MCU të integruar me CTSU2, sigurohuni që të përdorni matje me shumë frekuencë. Për detaje, shihni 3.3.1 Matja me shumë frekuencë.

Kundërmasa të kryera ndaj zhurmës
Marrja në konsideratë e imunitetit të zhurmës së kryer është më e rëndësishme në projektimin e furnizimit me energji të sistemit sesa në dizajnin e bordit të MCU. Për të filluar, dizajnoni furnizimin me energji elektrike për furnizimin voltage me zhurmë të ulët në pajisjet e montuara në tabelë. Për detaje në lidhje me cilësimet e furnizimit me energji, referojuni 4.1.2 Dizajni i furnizimit me energji elektrike. Ky seksion përshkruan kundërmasat e zhurmës në lidhje me furnizimin me energji elektrike, si dhe funksionet e CTSU që duhen marrë parasysh kur dizajnoni bordin tuaj MCU për të përmirësuar imunitetin ndaj zhurmës së kryer.

Filtri i modalitetit të përbashkët
Vendosni ose montoni një filtër të modalitetit të zakonshëm (mbytës i modalitetit të zakonshëm, bërthamë ferriti) për të reduktuar zhurmën që hyn në tabelë nga kablloja e energjisë. Inspektoni frekuencën e ndërhyrjes së sistemit me një test zhurme dhe zgjidhni një pajisje me rezistencë të lartë për të reduktuar brezin e synuar të zhurmës. Referojuni artikujve përkatës pasi pozicioni i instalimit ndryshon në varësi të llojit të filtrit. Vini re se çdo lloj filtri vendoset ndryshe në tabelë; referojuni shpjegimit përkatës për detaje. Gjithmonë merrni parasysh paraqitjen e filtrit për të shmangur zhurmën e rrezatimit brenda tabelës. Figura 4-5 tregon një paraqitje të filtrit të modalitetit të përbashkët Shembullample.

Mbytje e modalitetit të përbashkët
Mbytja e modalitetit të zakonshëm përdoret si një kundërmasë zhurme e zbatuar në tabelë, duke kërkuar që ajo të futet gjatë fazës së projektimit të tabelës dhe sistemit. Kur përdorni një mbytje të modalitetit të zakonshëm, sigurohuni që të përdorni lidhjen më të shkurtër të mundshme menjëherë pas pikës ku furnizimi me energji është i lidhur me tabelën. Për shembullampKështu, kur lidhni kabllon e rrymës dhe tabelën me një lidhës, vendosja e një filtri menjëherë pas lidhësit në anën e tabelës do të parandalojë përhapjen e zhurmës që hyn përmes kabllit në të gjithë tabelën.

Bërthama e ferritit
Bërthama e ferritit përdoret për të reduktuar zhurmën e kryer nëpërmjet kabllit. Kur zhurma bëhet problem pas montimit të sistemit, futja e një klamp-Bërthama ferrit e tipit ju lejon të zvogëloni zhurmën pa ndryshuar modelin e tabelës ose të sistemit. Për shembullampKështu, kur lidhni kabllon dhe tabelën me një lidhës, vendosja e një filtri pak përpara lidhësit në anën e tabelës do të minimizojë zhurmën që hyn në tabelë. RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-8

Paraqitja e kondensatorit
Zvogëloni zhurmën e furnizimit me energji dhe zhurmën e valëzimit që hyn në tabelë nga kabllot e furnizimit me energji dhe sinjalit duke projektuar dhe vendosur kondensatorë shkëputës dhe kondensatorë të shumtë pranë linjës ose terminaleve të energjisë MCU.

Kondensator shkëputës
Një kondensator shkëputës mund të zvogëlojë vëllimintagNjë rënie midis pinit të furnizimit me energji VCC ose VDD dhe VSS për shkak të konsumit aktual të MCU, duke stabilizuar matjet CTSU. Përdorni kapacitetin e rekomanduar të listuar në Manualin e Përdoruesit MCU, duke e vendosur kondensatorin pranë kunjës së furnizimit me energji elektrike dhe kunjit VSS. Një opsion tjetër është të hartoni modelin duke ndjekur udhëzuesin e dizajnit të harduerit për familjen e synuar MCU, nëse është i disponueshëm.

Kondensator me shumicë
Kondensatorët me shumicë do të zbutin valëzimet në vëllimin e MCU-sëtagburimi i furnizimit, duke stabilizuar vëllimintage midis pinit të fuqisë së MCU dhe VSS, dhe kështu stabilizon matjet CTSU. Kapaciteti i kondensatorëve do të ndryshojë në varësi të modelit të furnizimit me energji elektrike; sigurohuni që të përdorni një vlerë të përshtatshme për të shmangur gjenerimin e lëkundjeve ose vëllimittage rënie.

Matja me shumë frekuencë
Matja me shumë frekuencë, një funksion i CTSU2, është efektive në përmirësimin e imunitetit të zhurmës së kryer. Nëse imuniteti ndaj zhurmës së kryer është një shqetësim në zhvillimin tuaj, zgjidhni një MCU të pajisur me CTSU2 për të përdorur funksionin e matjes me shumë frekuenca. Për detaje, referojuni 3.3.1 Matja me shumë frekuencë.

Konsiderata për Mburojën GND dhe distancën e elektrodës
Figura 1 tregon një imazh të shtypjes së zhurmës duke përdorur rrugën e shtimit të zhurmës së përcjelljes së mburojës së elektrodës. Vendosja e një mburoje GND rreth elektrodës dhe afrimi i mburojës që rrethon elektrodën më afër elektrodës forcon bashkimin kapacitiv midis gishtit dhe mburojës. Komponenti i zhurmës (VNOISE) kalon në B-GND, duke reduktuar luhatjet në rrymën e matjes CTSU. Vini re se sa më afër të jetë mburoja me elektrodën, aq më e madhe është CP, duke rezultuar në ulje të ndjeshmërisë së prekjes. Pas ndryshimit të distancës midis mburojës dhe elektrodës, konfirmoni ndjeshmërinë në seksionin 5. Metoda e vetë-kapacitimit Modelet dhe karakteristikat e butonave Të dhënat e Udhëzues për projektimin e elektrodës me prekje kapacitiv CTSU (R30AN0389). RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-9

Filtrat e softuerit

Zbulimi me prekje përdor rezultatet e matjes së kapacitetit për të përcaktuar nëse një sensor është prekur apo jo (ON ose OFF) duke përdorur si drejtuesin CTSU ashtu edhe softuerin e modulit TOUCH. Moduli CTSU kryen reduktimin e zhurmës në rezultatet e matjes së kapacitetit dhe ia kalon të dhënat modulit TOUCH i cili përcakton prekjen. Drejtuesi CTSU përfshin filtrin e mesatares lëvizëse IIR si filtër standard. Në shumicën e rasteve, filtri standard mund të sigurojë SNR dhe reagim të mjaftueshëm. Megjithatë, mund të kërkohet përpunim më i fuqishëm për reduktimin e zhurmës në varësi të sistemit të përdoruesit. Figura 5-1 tregon zbulimin e rrjedhës së të dhënave përmes prekjes. Filtrat e përdoruesit mund të vendosen midis drejtuesit CTSU dhe modulit TOUCH për përpunimin e zhurmës. Referojuni shënimit të aplikacionit më poshtë për udhëzime të hollësishme se si të inkorporoni filtrat në një projekt file si dhe një filtër softuerëshampkodi dhe përdorimi p.shample projekt file. Filtri i softuerit me prekje kapacitiv familjar RA SampProgrami (R30AN0427) RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-10

Ky seksion prezanton filtra efektivë për çdo standard EMC.

Tabela 5-1 EMC Standard dhe Filtrat përkatës të softuerit

Standardi EMC Zhurma e pritshme Filtri i softuerit përkatës
IEC61000-4-3 Zhurmë e rastësishme Filtri IIR
Imuniteti i rrezatuar,    
IEC61000-4-6 Zhurma periodike Filtër FIR
Imuniteti i kryer    

Filtri IIR
Filtri IIR (filtri i përgjigjes së pafundme të impulsit) kërkon më pak memorie dhe krenohet me një ngarkesë të vogël llogaritëse, duke e bërë atë ideal për sistemet me fuqi të ulët dhe aplikacionet me shumë butona. Përdorimi i këtij si një filtër me kalim të ulët ndihmon në reduktimin e zhurmës me frekuencë të lartë. Megjithatë, duhet pasur kujdes pasi sa më e ulët të jetë frekuenca e ndërprerjes, aq më e gjatë është koha e rregullimit, gjë që do të vonojë procesin e gjykimit ON/OFF. Filtri IIR i rendit të parë me një pol llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme, ku a dhe b janë koeficientët, xn është vlera hyrëse, yn është vlera e daljes dhe yn-1 është vlera e daljes menjëherë e mëparshme.RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-14

Kur filtri IIR përdoret si filtër me kalim të ulët, koeficientët a dhe b mund të llogariten duke përdorur formulën e mëposhtme, ku sampfrekuenca ling është fs dhe frekuenca e ndërprerjes është fc.

RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-11

Filtri FIR
Filtri FIR (Finite Impulse Response filter) është një filtër shumë i qëndrueshëm që shkakton përkeqësim minimal të saktësisë për shkak të gabimeve në llogaritje. Në varësi të koeficientit, mund të përdoret si filtër me kalim të ulët ose filtër brez-kalimi, duke reduktuar zhurmën periodike dhe zhurmën e rastësishme, duke përmirësuar kështu SNR. Megjithatë, për shkak se sampTë dhënat nga një periudhë e caktuar e mëparshme ruhen dhe llogariten, përdorimi i kujtesës dhe ngarkesa e llogaritjes do të rritet në përpjesëtim me gjatësinë e rubinetit të filtrit. Filtri FIR llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme, ku L dhe h0 në hL-1 janë koeficientë, xn është vlera hyrëse, xn-I është vlera hyrëse e mëparshme e sample i, dhe yn është vlera e daljes. RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-12

Përdorimi P.shamples
Ky seksion jep p.shampheqja e zhurmës duke përdorur filtra IIR dhe FIR. Tabela 5-2 tregon kushtet e filtrit dhe Figura 5-2 tregon një shembullample të heqjes së rastësishme të zhurmës.

Tabela 5-2 Përdorimi i filtrit P.shamples

Formati i filtrit Kushti 1 Kushti 2 Vërejtje
IIR njëpolësh i rendit të parë b=0.5 b=0.75  
bredhi L=4

h0~ hL-1=0.25

L=8

h0~ hL-1=0.125

Përdorni një mesatare të thjeshtë lëvizëse

RENESAS-RA2E1-Sensor-Kapacitive-MCU-fig-13

Shënime përdorimi në lidhje me ciklin e matjes
Karakteristikat e frekuencës së filtrave të softuerit ndryshojnë në varësi të saktësisë së ciklit të matjes. Përveç kësaj, mund të mos merrni karakteristikat e pritura të filtrit për shkak të devijimeve ose ndryshimeve në ciklin e matjes. Për të përqendruar përparësinë në karakteristikat e filtrit, përdorni një oshilator me shpejtësi të lartë në çip (HOCO) ose një oshilator të jashtëm kristal si orën kryesore. Ne rekomandojmë gjithashtu menaxhimin e cikleve të ekzekutimit të matjes me prekje me një kohëmatës harduerësh.

Fjalorth

Afati Përkufizimi
CTSU Njësi kapacitive e sensorit me prekje. Përdoret gjithashtu në CTSU1 dhe CTSU2.
CTSU1 CTSU IP e gjeneratës së dytë. "1" shtohet për të dalluar nga CTSU2.
CTSU2 CTSU IP e gjeneratës së tretë.
Shoferi CTSU Softueri drejtues CTSU i paketuar në paketat Renesas Software.
Moduli CTSU Një njësi e softuerit drejtues CTSU që mund të futet duke përdorur Konfiguratorin Smart.
TOUCH middleware Softueri i mesëm për përpunimin e zbulimit me prekje kur përdorni CTSU të paketuara në paketat softuerike Renesas.
Moduli TOUCH Një njësi e softuerit të mesëm TOUCH që mund të futet duke përdorur konfiguruesin inteligjent.
moduli r_ctsu Drejtuesi CTSU shfaqet në Konfiguratorin Smart.
moduli rm_touch Moduli TOUCH shfaqet në Konfiguratorin Smart
CCO Oscilatori i kontrollit aktual. Oscilatori i kontrolluar nga rryma përdoret në sensorët e prekjes kapacitore. Shkruar gjithashtu si ICO në disa dokumente.
ICO Njësoj si CCO.
TSCAP Një kondensator për stabilizimin e vëllimit të brendshëm të CTSUtage.
Damping rezistence Një rezistencë përdoret për të zvogëluar dëmtimin ose efektet e pinit për shkak të zhurmës së jashtme. Për detaje, referojuni Udhëzuesit të Dizajnimit të Elektrodave me Prekje Kapacitive (R30AN0389).
VDC Vëlltage Konvertuesi poshtë. Qarku i furnizimit me energji elektrike për matjen e sensorit kapacitiv të integruar në CTSU.
Matja me shumë frekuencë Një funksion që përdor orë të shumta njësi sensorësh me frekuenca të ndryshme për të matur prekjen; tregon funksionin e matjes me shumë orë.
Pulsi i lëvizjes së sensorit Sinjali që drejton kondensatorin e ndërruar.
Zhurma sinkrone Zhurma në frekuencën që përputhet me pulsin e lëvizjes së sensorit.
EUT Pajisjet në provë. Tregon pajisjen që do të testohet.
LDO Rregullator i ulët i braktisjes
PSRR Norma e refuzimit të furnizimit me energji elektrike
FSP Paketa e softuerit fleksibël
FIT Teknologjia e Integrimit të Firmware.
SIS Sistemi i Integrimit të Softuerit
   

Historia e rishikimit

 

Rev.

 

Data

Përshkrimi
Faqe Përmbledhje
1.00 31 maj 2023 Rishikimi fillestar
2.00 25 dhjetor 2023 Për IEC61000-4-6
6 U shtua ndikimi i zhurmës së modalitetit të përbashkët në 2.2
7 Artikujt e shtuar në tabelën 2-5
9 Teksti i rishikuar në 3.1, i korrigjuar Figura 3-1
Teksti i rishikuar në 3-2
10 Në 3.3.1, teksti i rishikuar dhe shtuar Figura 3-4.

Shpjegimi i fshirë se si të ndryshohen cilësimet për matjet me shumë frekuenca dhe shpjegimi i shtuar i frekuencës së interferencës së matjes me shumë frekuencë Figura 3-5e3-5.

11 U shtuan dokumentet e referencës në 3.2.2
14 Shënim i shtuar në lidhje me lidhjen GND të kondensatorit TSCAP me

4.1.2.2

15 Shënim i shtuar në lidhje me projektimin e këndit të instalimeve elektrike në 4.2.2
16 Shtuar 4.3 Kundërmasat e kryera të zhurmës
18 Seksioni 5 i rishikuar.

Masat paraprake të përgjithshme në trajtimin e produkteve të njësisë së mikropërpunimit dhe njësisë së mikrokontrolluesit

Shënimet e mëposhtme të përdorimit vlejnë për të gjitha produktet e njësisë së mikroprocesimit dhe njësisë së mikrokontrolluesit nga Renesas. Për shënime të hollësishme të përdorimit mbi produktet e mbuluara nga ky dokument, referojuni seksioneve përkatëse të dokumentit si dhe çdo përditësimi teknik që është lëshuar për produktet.

  1. Masa paraprake kundër shkarkimit elektrostatik (ESD)
    Një fushë e fortë elektrike, kur ekspozohet ndaj një pajisjeje CMOS, mund të shkatërrojë oksidin e portës dhe në fund të degradojë funksionimin e pajisjes. Duhet të ndërmerren hapa për të ndaluar prodhimin e elektricitetit statik sa më shumë që të jetë e mundur dhe për ta shpërndarë shpejt atë kur të ndodhë. Kontrolli mjedisor duhet të jetë adekuat. Kur të jetë tharë, duhet të përdoret një lagështues. Kjo rekomandohet për të shmangur përdorimin e izolatorëve që mund të krijojnë lehtësisht elektricitet statik. Pajisjet gjysmëpërçuese duhet të ruhen dhe transportohen në një enë antistatike, qese mbrojtëse statike ose material përçues. Të gjitha mjetet e testimit dhe matjes duke përfshirë stolat e punës dhe dyshemetë duhet të jenë të tokëzuara. Operatori duhet gjithashtu të tokëzohet duke përdorur një rrip dore. Pajisjet gjysmëpërçuese nuk duhet të preken me duar të zhveshura. Masa paraprake të ngjashme duhet të merren për bordet e qarkut të printuar me pajisje gjysmëpërçuese të montuara.
  2. Përpunohet në ndezje
    Gjendja e produktit është e papërcaktuar në kohën kur furnizohet me energji elektrike. Gjendjet e qarqeve të brendshme në LSI janë të papërcaktuara dhe gjendjet e cilësimeve të regjistrit dhe kunjave janë të papërcaktuara në kohën kur furnizohet me energji. Në një produkt të përfunduar ku sinjali i rivendosjes zbatohet në kutinë e jashtme të rivendosjes, gjendja e kunjave nuk garantohet që nga momenti kur furnizohet me energji elektrike deri në përfundimin e procesit të rivendosjes. Në mënyrë të ngjashme, gjendjet e kunjave në një produkt që rivendoset nga një funksion i rivendosjes së ndezjes në çip nuk garantohen që nga momenti kur furnizohet me energji derisa fuqia të arrijë nivelin në të cilin është specifikuar rivendosja.
  3. Hyrja e sinjalit gjatë gjendjes së fikjes
    Mos futni sinjale ose një furnizim me energji tërheqëse I/O kur pajisja është e fikur. Injektimi i rrymës që rezulton nga hyrja e një sinjali të tillë ose furnizimi me energji tërheqëse I/O mund të shkaktojë mosfunksionim dhe rryma jonormale që kalon në pajisje në këtë moment mund të shkaktojë degradim të elementeve të brendshëm. Ndiqni udhëzimet për sinjalin e hyrjes gjatë gjendjes së fikjes siç përshkruhet në dokumentacionin e produktit tuaj.
  4. Trajtimi i kunjave të papërdorura
    Trajtoni kunjat e papërdorura sipas udhëzimeve të dhëna nën trajtimin e kunjave të papërdorura në manual. Kunjat hyrëse të produkteve CMOS janë përgjithësisht në gjendje me rezistencë të lartë. Në funksionim me një kunj të papërdorur në gjendje të qarkut të hapur, zhurma elektromagnetike shtesë shkaktohet në afërsi të LSI-së, një rrymë shoqëruese e hyrjes rrjedh nga brenda dhe ndodhin keqfunksionime për shkak të njohjes së rreme të gjendjes së pinit si sinjal hyrës. bëhet e mundur.
  5. Sinjalet e orës
    Pas aplikimit të një rivendosjeje, lëshoni linjën e rivendosjes vetëm pasi sinjali i orës së funksionimit të bëhet i qëndrueshëm. Kur ndërroni sinjalin e orës gjatë ekzekutimit të programit, prisni derisa sinjali i orës së synuar të stabilizohet. Kur sinjali i orës gjenerohet me një rezonator të jashtëm ose nga një oshilator i jashtëm gjatë një rivendosjeje, sigurohuni që linja e rivendosjes të lëshohet vetëm pas stabilizimit të plotë të sinjalit të orës. Për më tepër, kur kaloni në një sinjal të orës të prodhuar me një rezonator të jashtëm ose nga një oshilator i jashtëm ndërsa ekzekutimi i programit është në proces, prisni derisa sinjali i orës së synuar të jetë i qëndrueshëm.
  6. VëlltagForma valore e aplikimit në pinin e hyrjes
    Shtrembërimi i formës së valës për shkak të zhurmës së hyrjes ose një valë të reflektuar mund të shkaktojë mosfunksionim. Nëse hyrja e pajisjes CMOS qëndron në zonën ndërmjet VIL (Maks.) dhe VIH (Min.) për shkak të zhurmës, p.sh.ampsepse pajisja mund të mos funksionojë. Kujdesuni që të parandaloni hyrjen e zhurmës së zhurmës në pajisje kur niveli i hyrjes është i fiksuar, si dhe në periudhën e tranzicionit kur niveli i hyrjes kalon nëpër zonën midis VIL (Maks.) dhe VIH (Min.).
  7. Ndalimi i aksesit në adresat e rezervuara
    Qasja në adresat e rezervuara është e ndaluar. Adresat e rezervuara ofrohen për zgjerimin e mundshëm të funksioneve në të ardhmen. Mos hyni në këto adresa pasi funksionimi i saktë i LSI nuk është i garantuar.
  8. Dallimet midis produkteve
    Para se të ndryshoni nga një produkt në tjetrin, p.shampnë një produkt me një numër tjetër pjesë, konfirmoni se ndryshimi nuk do të çojë në probleme. Karakteristikat e një njësie mikro-përpunimi ose produkteve të njësisë së mikrokontrolluesit në të njëjtin grup, por që kanë një numër të ndryshëm të pjesës mund të ndryshojnë në aspektin e kapacitetit të memories së brendshme, modelit të paraqitjes dhe faktorëve të tjerë, të cilët mund të ndikojnë në diapazonin e karakteristikave elektrike, të tilla si vlerat karakteristike , kufijtë e funksionimit, imuniteti ndaj zhurmës dhe sasia e zhurmës së rrezatuar. Kur ndryshoni në një produkt me një numër të ndryshëm të pjesës, zbatoni një test të vlerësimit të sistemit për produktin e dhënë.

Njoftim

  1. Përshkrimet e qarqeve, softuerëve dhe informacioneve të tjera të lidhura në këtë dokument ofrohen vetëm për të ilustruar funksionimin e produkteve gjysmëpërçuese dhe aplikimit p.sh.amples. Ju jeni plotësisht përgjegjës për inkorporimin ose çdo përdorim tjetër të qarqeve, softuerit dhe informacionit në hartimin e produktit ose sistemit tuaj. Renesas Electronics mohon çdo përgjegjësi për çdo humbje dhe dëmtim të shkaktuar nga ju ose palët e treta që rrjedhin nga përdorimi i këtyre qarqeve, softuerëve ose informacioneve.
  2. Renesas Electronics hedh poshtë shprehimisht çdo garanci kundër dhe përgjegjësi për shkelje ose çdo pretendim tjetër që përfshin patentat, të drejtat e autorit ose të drejta të tjera të pronësisë intelektuale të palëve të treta, nga ose që lindin nga përdorimi i produkteve Renesas Electronics ose informacioni teknik i përshkruar në këtë dokument, duke përfshirë pa u kufizuar në të dhënat e produktit, vizatimet, grafikët, programet, algoritmet dhe aplikacionet p.shamples.
  3. Asnjë licencë, e shprehur, e nënkuptuar ose ndryshe, nuk jepet në këtë mënyrë sipas asnjë patente, të drejte autori, ose të drejta të tjera të pronësisë intelektuale të Renesas Electronics ose të tjerëve.
  4. Ju do të jeni përgjegjës për përcaktimin e licencave që kërkohen nga çdo palë e tretë dhe marrjen e licencave të tilla për importin, eksportin, prodhimin, shitjen, përdorimin, shpërndarjen ose asgjësimin e ligjshëm të çdo produkti që përfshin produkte Renesas Electronics, nëse kërkohet.
  5. Ju nuk duhet të ndryshoni, modifikoni, kopjoni ose rindërtoni asnjë produkt Renesas Electronics, qoftë tërësisht apo pjesërisht. Renesas Electronics mohon çdo përgjegjësi për çdo humbje ose dëmtim të shkaktuar nga ju ose palët e treta që rrjedhin nga një ndryshim, modifikim, kopjim ose inxhinieri e kundërt.
  6. Produktet Renesas Electronics klasifikohen sipas dy klasave të mëposhtme të cilësisë: "Standard" dhe "Cilësi të lartë". Aplikimet e synuara për çdo produkt Renesas Electronics varen nga cilësia e produktit, siç tregohet më poshtë.
    “Standard”: Kompjuterë; pajisje zyre; pajisje komunikimi; pajisjet e testimit dhe matjes; pajisje audio dhe vizuale; pajisje elektronike shtëpiake; vegla makinerish; pajisje elektronike personale; robotë industrialë; etj.
    “Cilësi e lartë”: Pajisje transporti (automobila, trena, anije, etj.); kontrolli i trafikut (semaforët); pajisje komunikimi në shkallë të gjerë; sistemet kryesore të terminalit financiar; pajisjet e kontrollit të sigurisë; etj.
    Përveç rasteve kur përcaktohet shprehimisht si një produkt me besueshmëri të lartë ose një produkt për mjedise të vështira në një fletë të dhënash të Renesas Electronics ose në dokumente të tjera të Renesas Electronics, produktet Renesas Electronics nuk janë të destinuara ose të autorizuara për përdorim në produkte ose sisteme që mund të përbëjnë një kërcënim të drejtpërdrejtë për jetën e njeriut. ose lëndim trupor (pajisje ose sisteme artificiale të mbështetjes së jetës; implantime kirurgjikale; etj.) ose mund të shkaktojë dëme serioze pronësore (sistemi hapësinor; përsëritës nënujor; sistemet e kontrollit të energjisë bërthamore; sistemet e kontrollit të avionëve; sistemet kryesore të impianteve; pajisjet ushtarake etj.). Renesas Electronics mohon çdo përgjegjësi për çdo dëmtim ose humbje të shkaktuar nga ju ose ndonjë palë e tretë që rrjedh nga përdorimi i çdo produkti Renesas Electronics që nuk është në përputhje me çdo fletë të dhënash të Renesas Electronics, manualin e përdoruesit ose dokument tjetër të Renesas Electronics.
  7. Asnjë produkt gjysmëpërçues nuk është i sigurt. Pavarësisht nga masat ose veçoritë e sigurisë që mund të zbatohen në produktet harduerike ose softuerike të Renesas Electronics, Renesas Electronics nuk do të ketë asnjë përgjegjësi që lind nga çdo cenueshmëri ose shkelje e sigurisë, duke përfshirë por pa u kufizuar në çdo akses të paautorizuar ose përdorimin e një produkti Renesas Electronics ose një sistem që përdor një produkt Renesas Electronics. RENESAS ELECTRONICS NUK GARANTON OSE GARANTON QË PRODUKTET E RENESAS ELECTRONICS APO NDONJË SISTEM I KRIJUAR ME PRODUKTET E RENESAS ELECTRONICS DO TË JETË TË PAPËKUESHME OSE TË LIRA NGA KORRUPSIONI, HUMBJE OSE VJEDHJE, OSE NDËRPRERJE TJERA TË SIGURISË (“Çështjet e cenueshmërisë”) . RENESAS ELECTRONICS HEQ TË GJITHË PËRGJEGJËSI APO PËRGJEGJËSI QË RIDH NGA APO TË LIDHET ME ÇËSHTJE TË vulnerabilitetit. MË TË GJITHA, DERI TË LEJUARA NGA LIGJI NË FUQI, RENESAS ELECTRONICS REFUZON ÇDO DHE TË GJITHA GARANCITË, TË SHPREHTA OSE TË LËNDUARA, LIDHUR ME KËTË DOKUMENT DHE NDONJË LIDHJE APO TË PARAQITUR, PER GARANCITE E NENKUPTUARA TE TREGTUESHMERISE, OSE PERSHTATSHMERISE PER NJE TE VEÇANTE QËLLIMI.
  8. Kur përdorni produktet Renesas Electronics, referojuni informacionit më të fundit të produktit (fletët e të dhënave, manualet e përdoruesit, shënimet e aplikacionit, “Shënime të përgjithshme për trajtimin dhe përdorimin e pajisjeve gjysmëpërçuese” në manualin e besueshmërisë, etj.), dhe sigurohuni që kushtet e përdorimit të jenë brenda kufijve specifikuar nga Renesas Electronics në lidhje me vlerësimet maksimale, furnizimi me energji elektrike voltagdiapazoni, karakteristikat e shpërndarjes së nxehtësisë, instalimi, etj. Renesas Electronics nuk heq çdo përgjegjësi për çdo keqfunksionim, dështim ose aksident që lind nga përdorimi i produkteve Renesas Electronics jashtë këtyre diapazoneve të specifikuara.
  9. Megjithëse Renesas Electronics përpiqet të përmirësojë cilësinë dhe besueshmërinë e produkteve të Renesas Electronics, produktet gjysmëpërçuese kanë karakteristika specifike, si p.sh. shfaqja e dështimit në një shkallë të caktuar dhe keqfunksionimet në kushte të caktuara përdorimi. Përveç nëse përcaktohen si një produkt me besueshmëri të lartë ose një produkt për mjedise të vështira në një fletë të dhënash të Renesas Electronics ose në dokumente të tjera të Renesas Electronics, produktet Renesas Electronics nuk i nënshtrohen dizajnit të rezistencës ndaj rrezatimit. Ju jeni përgjegjës për zbatimin e masave të sigurisë për t'u mbrojtur kundër mundësisë së lëndimit trupor, lëndimit ose dëmtimit të shkaktuar nga zjarri dhe/ose rrezikut për publikun në rast të një dështimi ose mosfunksionimi të produkteve Renesas Electronics, të tilla si dizajni i sigurisë për harduerin dhe softuer, duke përfshirë, por pa u kufizuar në tepricë, kontrollin e zjarrit dhe parandalimin e keqfunksionimeve, trajtimin e duhur për degradimin e plakjes ose çdo masë tjetër të përshtatshme. Për shkak se vetëm vlerësimi i softuerit të mikrokompjuterëve është shumë i vështirë dhe jopraktik, ju jeni përgjegjës për vlerësimin e sigurisë së produkteve ose sistemeve përfundimtare të prodhuara nga ju.
  10. Ju lutemi kontaktoni zyrën e shitjeve të Renesas Electronics për detaje në lidhje me çështjet mjedisore të tilla si përputhshmëria mjedisore e secilit produkt Renesas Electronics. Ju jeni përgjegjës për hetimin e kujdesshëm dhe të mjaftueshëm të ligjeve dhe rregulloreve të zbatueshme që rregullojnë përfshirjen ose përdorimin e substancave të kontrolluara, duke përfshirë pa kufizim Direktivën RoHS të BE-së dhe përdorimin e produkteve Renesas Electronics në përputhje me të gjitha këto ligje dhe rregullore në fuqi. Renesas Electronics mohon çdo përgjegjësi për dëmet ose humbjet që ndodhin si rezultat i mospërputhjes tuaj me ligjet dhe rregulloret në fuqi.
  11. Produktet dhe teknologjitë e Renesas Electronics nuk do të përdoren ose nuk do të përfshihen në asnjë produkt ose sistem, prodhimi, përdorimi ose shitja e të cilave është e ndaluar sipas ndonjë ligji ose rregulloreje vendase ose të huaj. Ju duhet të respektoni çdo ligj dhe rregullore të zbatueshme për kontrollin e eksportit të shpallur dhe administruar nga qeveritë e çdo vendi që pretendon juridiksion mbi palët ose transaksionet.
  12. Është përgjegjësi e blerësit ose distributorit të produkteve Renesas Electronics, ose e çdo pale tjetër që shpërndan, disponon, ose ndryshe shet ose transferon produktin te një palë e tretë, të njoftojë paraprakisht këtë palë të tretë për përmbajtjen dhe kushtet e përshkruara në këtë dokument.
  13. Ky dokument nuk do të ribotohet, riprodhohet ose kopjohet në asnjë formë, tërësisht ose pjesërisht, pa pëlqimin paraprak me shkrim të Renesas Electronics.
  14. Ju lutemi kontaktoni zyrën e shitjeve të Renesas Electronics nëse keni ndonjë pyetje në lidhje me informacionin që përmban ky dokument ose produktet e Renesas Electronics.
  • (Shënim1) “Renesas Electronics” siç përdoret në këtë dokument nënkupton Renesas Electronics Corporation dhe gjithashtu përfshin filialet e saj të kontrolluara drejtpërdrejt ose tërthorazi.
  • (Shënim2) “Produkt(et) Renesas Electronics” nënkupton çdo produkt të zhvilluar ose prodhuar nga ose për Renesas Electronics.

Selia e Korporatave
TOYOSU FORESIA, 3-2-24 Toyosu, Koto-ku, Tokio 135-0061, Japoni www.renesas.com

Markat tregtare
Renesas dhe logoja Renesas janë marka tregtare të Renesas Electronics Corporation. Të gjitha markat tregtare dhe markat e regjistruara janë pronë e pronarëve të tyre përkatës.

Informacioni i kontaktit
Për më shumë informacion mbi një produkt, teknologji, versionin më të përditësuar të një dokumenti ose zyrën tuaj më të afërt të shitjeve, ju lutemi vizitoni www.renesas.com/contact/.

  • 2023 Renesas Electronics Corporation. Të gjitha të drejtat e rezervuara.

Dokumentet / Burimet

RENESAS RA2E1 MCU me sensor kapacitiv [pdfUdhëzuesi i përdoruesit
RA2E1, RX Family, RA Family, RL78 Family, RA2E1 Sensor MCU, RA2E1, Sensori Kapacitiv MCU, Sensori MCU

Referencat

Lini një koment

Adresa juaj e emailit nuk do të publikohet. Fushat e kërkuara janë shënuar *