Kapazitive Touch-Sensoren Mechanische Tasten ersetzen

Immer öfter kommen kapazitive Touch-Sensoren anstelle mechanischer Tasten zum Einsatz. Doch neben der relativ langen Entwicklungs- und Markteinführungszeit ist oft die Leistungsaufnahme noch ein Problem. Mit dieser IC-Familie sowie einem komfortablen Konfigurationswerkzeug soll das anders werden.

Der Markt für Frontplatten-Bedienerschnittstellen bei industriellen, medizinischen und Konsumelektronik-Geräten ist riesig und wächst weiter. Hier ersetzt Touch-Bedienung immer öfter mechanische Tasten, die aufgrund von Verschmutzungen steckenbleiben können, sich im Laufe der Zeit abnutzen und als unästhetisch gelten. Kapazitive Touch-Sensorlösungen bieten Differenzierung durch schlanke Designs, reduzierte Wartungskosten und adaptive Immunität gegen elektrische Störungen.

Traditionelle kapazitive Tastlösungen sind jedoch schwer und nur mit spezialisiertem Fachwissen zu implementieren. Und für eine stabile Performance in der Endanwendung ist meist eine zeitraubende manuelle Systemoptimierung nötig. Hier setzt Cypress Semiconductor mit »CapSense Express MBR« an, seiner aktuellen Controllerserie für kapazitive Touch-Steuerungen. Mit ihr sollen sich mechanische Tasten auf den Frontplatten von Systemen der Industrie- und Unterhaltungselektronik, tragbaren medizinischen Geräten, Spielkonsolen und Systemen zur Heimautomatisierung deutlich einfacher ersetzen lassen.

Passend zu den Touch-Controllern bietet das Unternehmen das Konfigurationswerkzeug »EZ-Click« an. Diese Software mit grafischer Bedienoberfläche, in der die Konfiguration der Bausteine, die visuelle Rückmeldung und die Prüfung in der Produktion für eine schnelle und einfache Konfiguration der Controller-Register zusammengefasst sind, kann die Zeit bis zur Markteinführung verkürzen. Entwickler können mit diesem Werkzeug kundenspezifische LED-Effekte und die Ansteuerung eines Signalgebers zur akustischen Rückmeldung implementieren. In den Controllern der »MBR«-Serie ist auch der Auto-Tuning-Algorithmus »SmartSense« implementiert, der eine manuelle Abstimmung des Systems überflüssig machen soll. Diese Lösung soll die optimale Funktion der Tasten während der gesamten Einsatzdauer beibehalten können.

Die CapSense-Express-MBR-Familie umfasst die konfigurierbaren Controller »CY8CMBR2016« für eine Matrix-Tastatur, »CY8CMBR2010« für zehn Tasten und »CY8CMBR2044« für vier Tasten. Im Betrieb ziehen die Bausteine einen Strom von 15 µA pro Taste, im Deep-Sleep-Modus lediglich 100 nA. Da sie mit Versorgungsspannungen im Bereich von 1,71 V bis 5,5 V arbeiten, eignen sich die Chips für batteriebetriebene Anwendungen mit und ohne Spannungsstabilisierung, beispielsweise mit einer einzigen Knopfzelle. Die unternehmenseigene Sensortechnik »CapSense Sigma Delta« sorgt für eine ausreichende Störfestigkeit gegenüber leitergebundenen und abgestrahlten Störungen, sodass selbst in stark gestörten Umgebungen eine Berührung sicher erkannt wird. Außerdem enthalten die Bausteine einen Spannungsregler zur Minimierung des Rauschens auf der Versorgungsspannung sowie Filter für Störspannungen.