RT-Thread-基于电容加压力的人机交互解决方案RT-Thread问答社区

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：733 订阅该版

[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。