Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Berührungsloser Taster in störempfindlicher Umgebung


von Jan (Gast)


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Hallo zusammen,

Im Grunde geht es um ein Gerät welches einen (mehr oder weniger) 
empfindlichen analogen Verstärker enthält. Dieses Gerät soll eine 
Frontplatte aus 2-3mm dickem dunklen Glas bekommen das nur wenig Licht 
durchscheinen lässt, allerdings genug um ein dahinter liegendes 
Bedienelement (LED + schwarz/durchsichtige Folie) sichtbar zu machen. So 
in der Art soll das aussehen wenn es an ist:

http://www.hifi-leipzig.de/shop/images/product_images/popup_images/1380_3.jpg

Ich würde es nun gerne vermeiden klassische Schalter zu verwenden, eine 
ausgefallenere Lösung wäre es wenn das Gerät einfach auf berühren der 
Hinterleuchteten Symbole reagieren würde!

Ich habe deshalb nach ICs für kapazitive Taster gesucht mit denen man 
das realisieren kann, am besten scheint der Atmel AT42QT1010 für meine 
Zwecke zu sein. Allerdings habe ich momentan noch Probleme mit dem Chip:

- Um störunempfindlicher zu sein gleicht sich der Baustein selbst ab. 
Als Taster den man kurz betätigt ist das sicher praktisch nur wird es in 
meiner Schaltung auch vorkommen das der Taster dauernd gedrückt wird. 
Nach ein paar Sekunden wird vermutlich der Zustand bei Berührung mit dem 
Finger als "Nullpunkt" abgeglichen oder habe ich das Datenblatt falsch 
verstanden?
- Die Sensorflächen sind Teilweise nahe beieinander, die kürzeste 
Distanz sind 1-2cm. Ich kann mir vorstellen das sich 2 Taster 
gegenseitig stören können zumal in der Mitte der Druckfläche eine 
Aussparung für das Entsprechende beleuchtete Symbol sein muss.

Das größte Problem ist allerdings EMV...
In meiner Schaltung ist es nötig die digitale und analoge Masse 
miteinander zu verbinden an einem gemeinsamen Punkt, zusätzlich ist an 
den Eingängen die Analoge Masse über 100 Ohm + 100 nF mit Erde 
(=Gehäuse) verbunden was sich positiv auf Störungen von außerhalb des 
Gerätes auswirkt. Normalerweise ist das kein Problem, Ausgleichsströme 
vom Digitalteil kommen nicht in den Analogbereich. Anders sieht es aus 
wenn die berührungslosen Taster auf die Frontplatte (Metall hinter dem 
Glas) einkoppeln, damit wäre die Performance um den Analogteil um den es 
primär geht hinüber. Eventuell finden sich auch die Sendeimpulse des 
Sensors im Analogsignal wieder, auch das wäre nicht zu akzeptieren.

Meine Frage ist nun, sehr Ihr Wege das so zu realisieren das die Taster 
nicht den Analogteil stören und trotzdem sauber funktionieren? Wie 
würdet ihr das lösen, mit einem anderen Baustein? Meine erste Idee wäre 
ähnlich wie beim Theremin gewesen, 2 Sinusoszilatoren und eine 
Mischstufe zur Auswertung, das wäre sicherlich ein kleineres EMV Problem 
wird aber schwierig zu realisieren sein.

Vielen Dank schonmal!

Gruß,
Jan

von Hans M. (Gast)


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Wie wärs mit IR Sende- und Empfangsdiode als "Taster"? Quasi kleine 
Reflexlichtschranken und der Finger, der auf dem Glas rumtatscht ist der 
Reflektor?

MfG Hans

von Mike (Gast)


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Jan schrieb:
> - Um störunempfindlicher zu sein gleicht sich der Baustein selbst ab.
Die adaptive Schaltschwelle hat eher etwas mit sicherer Erkennung ohne 
Abgleich und trotz unterschiedlicher Aufbauten zu tun.

> Als Taster den man kurz betätigt ist das sicher praktisch nur wird es in
> meiner Schaltung auch vorkommen das der Taster dauernd gedrückt wird.
> Nach ein paar Sekunden wird vermutlich der Zustand bei Berührung mit dem
> Finger als "Nullpunkt" abgeglichen oder habe ich das Datenblatt falsch
> verstanden?

Dauerndes drücken ist mit dem Konzept der adaptiven Schwelle solcher 
Sensoren nur bedingt vereinbar. Als Notlösung könnte man z.B. die 
automatische Schwellwertverschiebung sehr langsam machen, so das 
zumindest längeres Drücken erkennbar bleib.

Besser wäre es, wenn du dein Bedienkonzept in Bezug auf 
Touch-Tauglichkeit überarbeitest. Warum aber willst du unbedingt dauernd 
drücken?

von Hans M. (Gast)


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evtl. reicht auch schon das leuchtende Symbol als Sender?! Aber dann 
würde ich n Bitmuster aufmodelieren, um gegen Umgebungslicht 
unempfänglich zu sein.

von Jan (Gast)


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Hallo und danke für die Antworten!

>Wie wärs mit IR Sende- und Empfangsdiode als "Taster"? Quasi kleine
>Reflexlichtschranken und der Finger, der auf dem Glas rumtatscht ist der
>Reflektor?

>evtl. reicht auch schon das leuchtende Symbol als Sender?! Aber dann
>würde ich n Bitmuster aufmodelieren, um gegen Umgebungslicht
>unempfänglich zu sein.

Prinzipiell eine gute Idee, auch ein klarer Vorteil bei der EMV. Man 
könnte alle LEDs gleichzeitig Ein/Ausschalten und eben nur für jede 
einzelne Sensorfläche eine separate Auswertung machen. Hat das schonmal 
wer versucht?

>Dauerndes drücken ist mit dem Konzept der adaptiven Schwelle solcher
>Sensoren nur bedingt vereinbar. Als Notlösung könnte man z.B. die
>automatische Schwellwertverschiebung sehr langsam machen, so das
>zumindest längeres Drücken erkennbar bleib.

Das wäre auch noch OK wenn auch nicht optimal, ein paar Sekunden muss 
man aber schon auf dem Taster bleiben können ohne das es spinnt.

Gruß,
Jan

von Robert W. (robwa)


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Hallo,

der AT42QT1010 wurde extra konzipiert um "lange Tastendrücke" zu 
erkennen und einen Reset auszulösen. Ohne jetzt in das Datenblatt 
geschaut zu haben, glaube ich mich zu erinnern, dass es sich dabei 
standardgemäß um 60s handelt, man kann aber durch externe Beschaltung 
aauch andere (kürzere) Zeiten erreichen.
Daher ist für Dich möglicherweise der AT42QT1011 geeigneter, dieser 
Baustein beinhaltet die exakt gleichen Funktionen wie der erstgenannte, 
hat aber die Behandlung der "langen Tastendrücke" nicht eingebaut. Es 
gibt übrigens noch den AT42QT1012, dieser arbeitet als Ein- Ausschalter.

Viel Erfolg beim Projekt!

von Mike (Gast)


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Jan schrieb:
> ein paar Sekunden muss man aber schon auf dem Taster bleiben können

Wozu soll das gut sein?
Dann ist eine Reflexlichtschranke wohl die bessere Lösung.

von hans M. (Gast)


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> Hat das schonmal wer versucht?

Ja die hier:
http://www.youtube.com/watch?v=_CCndD10OSM

ok die ham noch ne Schippe drauf gelegt, aber man sieht:
Es geht ! ;-)

Hans

von Jan (Gast)


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>Daher ist für Dich möglicherweise der AT42QT1011 geeigneter, dieser
>Baustein beinhaltet die exakt gleichen Funktionen wie der erstgenannte,
>hat aber die Behandlung der "langen Tastendrücke" nicht eingebaut. Es
>gibt übrigens noch den AT42QT1012, dieser arbeitet als Ein- Ausschalter.
>
>Viel Erfolg beim Projekt!

Danke, ich werde mir die 11er bestellen und einfach mal eine kleine 
Testleiterplatte machen. Ebenso eine günstige Reflexlichtschranke, ich 
möchte beides mal ausprobieren.

>Wozu soll das gut sein?
>Dann ist eine Reflexlichtschranke wohl die bessere Lösung.

Es geht dabei um die Einstellung der Verstärkung im Analogteil, die geht 
von -80dB Dämpfung bis +16dB Verstärkung, in 0,5dB Schritten und soll 
über den Taster gelöst werden. (oder besser gesagt 2 davon)

>Ja die hier:
>Youtube-Video ""Led Touch" - LED touchscreen-based instrument."

Sehr beeindruckend =D
Je nachdem was besser in meiner Anwendung funktioniert wird die 
entsprechende Schaltung in mein Aufbau übernommen.

Gruß,
Jan

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