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基于电容加压力的人机交互解决方案
发布于 2023-07-12 18:37:42 浏览:769
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[tocm] # 背景 目前在汽车市场随着智能化的普及,很多厂商都想将车内传统的机械开关替换成触摸按键。首选的方案自然是非常成熟的电容触摸方案,但是电容有易受干扰,怕水等问题,容易误触,所以需要再加上压力方案来做二重检测,防止误触。 ![应用.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/713c5f824a630da2fc912f95aae0598f.png.webp) # 方案介绍 本方案用了UltraSense的CapForce模组,有需要的朋友可以官网了解下:https://ultrasensesys.com/ 压力检测是基于压电效应的,可以免疫预应力,温度变化带来的影响,原理如下: ![piezo.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/6ec6fb0de83b913f82cedc98699a333a.png.webp) ## 硬件 本方案采用的Psoc6-evaluationkit-062S2 是 RT-Thread 联合英飞凌推出的一款集成32位双核CPU子系统( ARM Cortex-M4 和 ARM Cortex-M0)的开发板,其具有单周期乘法的150-MHz Arm Cortex-M4F CPU (浮点和存储器保护单元),100-MHz Cortex M0+ CPU,带单周期乘法和MPU,可以充分发挥 PSoC6 双核芯片性能。 ### 扩展板 这是用嘉立创EDA制作的,感谢嘉立创免费提供的PCB扩展板。 ![扩展板.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/fcaa557ce736ec8d88606c049819874a.png.webp) ### 主板+扩展板 扩展板正面圆圈是按键指示位置,背面通过双面胶贴上去的模组是UltraSense的CapForce模组,可以检测电容和压力。 ![主板+扩展板.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/c476e736afb66ef2f1436412d95232d3.jpg.webp) ![主板+扩展板 -2.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/1df4ea9db15a04c1fc11f6bce52611cc.jpg.webp) ## 软件 参考https://gitee.com/charon-chu/ccl_-psoc6_-eval_062-s2 基于RT-Thread Studio创建的工程,使能了硬件I2C编译就报错,最后发现是PIN序被我改了。 ![hardware I2C.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/caf689042b07dc1cae5145da07ad1e5f.png.webp) ![error-1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/98249366c8f1a88144ef628e6168fb09.png) 参考RT-Thread文档中心里的I2C总线设备,添加了I2C初始化,读写相关API。 https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/device/i2c/i2c ![code1.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/e01869b90b40d4ac13afe9ebc30682e5.png.webp) 然后初始化电容+压力模组,传感器即可自行工作起来,接着通过I2C读取电容ADC,如果达到阈值则控制GPIO让蓝灯亮。如果读取按键状态发现为2,则表示电容和压力都达到阈值了,则控制GPIO让蓝灯和绿灯都亮起来。具体可参考下面演示的视频。 PS:UltraSense的电容+压力sensor内部是有MCU的,sensor的spec以及相关的驱动和固件如果需要,可以联系上面的网站。 # 演示 首先是基本功能测试,视频里可以看到,按压圆圈以外的地方按键不会触发。轻触圆圈部分,电容触发,蓝灯亮,用力按压,压力传感器达到阈值,同时因为电容触发了,电容+压力都满足要求,按键触发,绿灯亮。 链接:https://pan.baidu.com/s/1LWO_exmd1sn4niaJTLmwVA?pwd=9vi4 提取码:9vi4 然后是带水操作,视频中可以看到将水滴到圆圈处,电容触发蓝灯亮,但是因为压力没触发,绿灯不会亮。只有此时用力按按键,压力也触发了,电容+压力都满足要求,按键触发,绿灯亮。 链接:https://pan.baidu.com/s/1Y9U3ngzlkmMbndPMtdH4Cw?pwd=4c07 提取码:4c07 ![示意图.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20230712/538456f5517ec8c18d711867e25f451d.png.webp) # 总结 非常感谢RT-Thread和Infineon提供的机会,嘉立创EDA和gitee提供的工具支持。这次活动我收获很多,也完成了既定的计划。后面会用Psoc6-evaluationkit-062S2和RT-Thread做更多的研究,推动车载智能化更快的发展。
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Charon_Chu
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