Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kapazitiver Button


von Luky S. (luky)


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Was ist die robusteste Lösung für einen "Stand alone" kapazitiven 
Taster, der erstens möglichst wenig Strom verbraucht, sich auch von 
Regentropfen und stehendem Wasser nicht aus der Ruhe bringen lässt und 
bei Erkennung einer Berührung den Hauptcontroller (leider ein ziemlich 
fettes WLAN-Modul ohne dedizierte Captouch Fähigkeit) aufweckt? Ich habe 
ein Plastikgehäuse mit einer 3mm Acryl Frontplatte, das Gerät ist 
batteriebetrieben.
Spontan habe ich was von Atmel (jetzt Microchip) und Cypress (jetzt 
Infineon :-( ) gefunden, aber auch NXP und ST haben "Mechanical Switch 
replacement" Lösungen.
Welche davon sind empfehlenswert und von welchen sollte man lieber die 
Finger lassen?

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Was ist die robusteste Lösung für einen "Stand alone" kapazitiven
> Taster, der erstens möglichst wenig Strom verbraucht, sich auch von
> Regentropfen und stehendem Wasser nicht aus der Ruhe bringen lässt und

Nach meinen Experimenten geht das nicht. Mit ein paar Regentropfen
kommen kapazitiver Sensoren noch klar, erst recht vermutlich wenn
du nur eine Taste haben willst, aber mit stehendem Wasser oder
ernsten Regen ist es aus.

Vanye

von Wegstaben V. (wegstabenverbuchsler)


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kapazitiver Taster mit so einen Rauch-Schalter bauen?

https://www.elektronik-labor.de/Notizen/Dampfer.html

Betteriebetrieben, wenig Ruhestrom, kann ordentlich Last schalten. 
allerdings nur 10 Sekunden Schaltdauer. Reicht das aus?

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Luky S. schrieb:
> Was ist die robusteste Lösung für einen "Stand alone"
> Taster, der erstens möglichst wenig Strom verbraucht, sich auch von
> Regentropfen und stehendem Wasser nicht aus der Ruhe bringen lässt und
> bei Erkennung einer Berührung den Hauptcontroller (leider ein ziemlich
> fettes WLAN-Modul ohne dedizierte Captouch Fähigkeit) aufweckt

Das Ding, was du suchst, heisst Taster, tactile switch, echter 
mechanischer Taster, nicht so ein "wir nehmen die billigste 
elektronische Simulation von etwas was eigentlich gut und zuverlässig 
funktionierte und verkaufen es als den angeblich hippsten Modetrend von 
allen" Scheiss.

Sensortasten aus den 1970ern sind wegen Unbrauchbarkeit auch wieder zu 
Recht in der Versenkung verschwinden, nach dem auch der letzte Honk 
bemerkt hatte, dass es blöd ist wenn eine Fliege auf den Stationstasten 
rumläuft.

von Sebastian W. (wangnick)


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Meine CAP1203 haben im wasserdichten Gehäuse hinter Acryldeckel recht 
gut funktioniert. Ameisen z.B. werden ignoriert! In Wasser eingetaucht 
habe ich allerdings nie probiert.

LG, Sebastian.

von Luky S. (luky)


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Muss mich noch zwischen MTCH101 und CAP1203 entscheiden, dann werde ich 
es mal ausprobieren.

von Max M. (Gast)


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Michael B. schrieb:
> Sensortasten aus den 1970ern sind wegen Unbrauchbarkeit auch wieder zu
> Recht in der Versenkung verschwinden

JEDER Anforderungstaster für Fussgängerampeln ist hier im Norden 
kapazitiv und funzt bei jedem Wetter ganz hervorragend.
Kapazitive Schaltflächen finden sich zu Hauf in allen möglichen 
Gerätschaften.
Fast jede Touch Oberfläche (Handy, Tablet) ist kapazitiv.

Die Kinderkrankheiten sind doch längst behoben.
Fliegen oder Regentropfen machen denen längst nichts mehr aus wenn man 
in der Implementierung nicht gepennt hat.
Atmel hat erst den Laden gekauft der Charge Transfer erfunden hat, hat 
es dann in die MCUs integriert und hat erschöpfend darüber geschrieben 
wie sowas zu integrieren ist.

Stehendes Wasser geht natürlich prinzipbedingt nicht.
Aber es sollte nun nicht übermäßig schwer sein das konstruktiv zu 
verhindern.

von C-hater (c-hater)


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Luky S. schrieb:

> Was ist die robusteste Lösung für einen "Stand alone" kapazitiven
> Taster, der erstens möglichst wenig Strom verbraucht, sich auch von
> Regentropfen und stehendem Wasser nicht aus der Ruhe bringen lässt

Das kannste gleich knicken. Kapazitiver Touch und Wasser sind natürliche 
Feinde. Kleine Tropfchen (so Größenordnung feiner Nieselregen) sind noch 
nicht sehr störend, aber größere geschlossene Wasserflächen legen den 
Sensor sehr bald effektiv tot.

Jeder der einen Ceran-Herd mit Touchsensoren hat, wird dir das 
bestätigen können, dazu braucht man kein Elektronik-Fachmann sein...

Und blöderweise wachsen auch bei Nieselregen auf einer waagerechten 
Fläche die feinen Tröpfchen durch die Oberflächenspannung irgendwann zu 
dicken Tropfen zusammen. Also: waagerechte Sensoren kannst du komplett 
vergessen, sobald mit Wassertropfen zu rechnen ist.

Aber ab einer bestimmten Schräglage zur Schwerkraft geht schon was. 
Zumal es heutzutage Lacke mit ultraharten Nano-Oberflächen gibt, die das 
Abperlen nochmals ganz erheblich beschleunigen können. Kosten allerdings 
pro Flächenheit deutlich mehr als dein Acryl-Basismaterial, obwohl sie 
nur hauchdünn darauf aufgetragen werden...

von Stefan F. (Gast)


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Luky S. schrieb:
> Was ist die robusteste Lösung

die robusteste Lösung ist, keinen kapazitiven Sensor zu benutzen. 
Abgesehen vom Smartphones vermeide ich den Kauf von Haushaltsgeräten mit 
Touch-Sensoren, weil ich zu viele schlecht funktionierende erlebt habe.

Neulich schlug hier jemand auf, der kapazitive Lichtschalter in seinen 
Wohnwagen einbauen wollte. Die Dinger haben gemacht was sie wollten, 
selbst bei direkten Batteriebetrieb.

von C-hater (c-hater)


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Max M. schrieb:

> JEDER Anforderungstaster für Fussgängerampeln ist hier im Norden
> kapazitiv und funzt bei jedem Wetter ganz hervorragend.

Weil er SENKRECHT ist. Und auch dann nicht, wenn Wind dichten Regen 
(oder gar Schneeregen) direkt draufpeitscht. Vor allem dann nicht, wenn 
der Sensor schon ein paar Jahre auf dem Buckel hat und seine 
Oberfächenbeschichtung bereits verschlissen ist.

Das fällt nur deshalb nicht besonders auf, weil bei solchem Wetter nur 
wenige Fußgänger unterwegs sind. Nur die, die es absolut nicht vermeiden 
können...

von M.A. S. (mse2)


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C-hater schrieb:
> Das kannste gleich knicken. Kapazitiver Touch und Wasser sind natürliche
> Feinde. Kleine Tropfchen (so Größenordnung feiner Nieselregen) sind noch
> nicht sehr störend, aber größere geschlossene Wasserflächen legen den
> Sensor sehr bald effektiv tot.
Zumindest sollte sich verhindern lassen, dass eine stehende Wasserlache 
den Sensor triggert.
In den diversen App-Notes der Hersteller finden sich genug Hinweise.

von C-hater (c-hater)


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M.A. S. schrieb:

> Zumindest sollte sich verhindern lassen, dass eine stehende Wasserlache
> den Sensor triggert.

Ja klar kann man das verhindern.

Der Sensor bleibt aber trotzdem unbenutzbar. Weil es eben kein 
Unterschied ist, ob nur Wasserlache oder Wasserlache+Finger.

von C-hater (c-hater)


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C-hater schrieb:

> Der Sensor bleibt aber trotzdem unbenutzbar. Weil es eben kein
> Unterschied ist, ob nur Wasserlache oder Wasserlache+Finger.

Deswegen reagieren z.B. besagte Ceran-Herde auf die Erkennung der 
Sitution (die sie natürlich beherrschen) mit nervigem Gepiepse und 
letztlich mit Abschaltung.

Sie wissen halt, dass per Touch-Befingerung keine Einflußnahme auf das 
Geschehen mehr möglich ist. Erst muß das Scheiß-Wasser weg.

von Peter D. (peda)


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Max M. schrieb:
> JEDER Anforderungstaster für Fussgängerampeln ist hier im Norden
> kapazitiv und funzt bei jedem Wetter ganz hervorragend.

In Berlin sind noch viele, wo man mit ordentlich Schmackes draufhauen 
muß. Manche treten daher auch mit den Füßen dagegen.
Da die LED im Taster erst viele Sekunden später angeht, gehen die Dinger 
auch gerne mal kaputt.

von Vanye R. (vanye_rijan)


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> Zumindest sollte sich verhindern lassen, dass eine stehende Wasserlache
> den Sensor triggert.

Wie schon gesagt, ich hab damit selber mal experementiert. Man kann
Erfahrungen die man mit einem Sensor (Ampel) schlecht vergleichen
weil die Implementierungen unterschiedlich gut sind. Die besseren
kalibrieren sich andauern nach und man kann auch beeinflussen wie
oft das geschieht. Deshalb kommen die mit Regentropfen klar, aber
je mehr das wird umso unzuverlaessiger wird es und mit einer halbwegs
geschlossenen Wasserschicht ist dann Ende.

Vanye

von Peter G. (ham)


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Hallo

C-hater schrieb:
> Und blöderweise wachsen auch bei Nieselregen auf einer waagerechten
> Fläche die feinen Tröpfchen durch die Oberflächenspannung irgendwann zu
> dicken Tropfen zusammen. Also: waagerechte Sensoren kannst du komplett
> vergessen, sobald mit Wassertropfen zu rechnen ist.

Sollte sich das Problem nicht mit einem (Software-) Filter beheben 
lassen?
Denn so eine Änderung findet ja langsam statt, das sollte doch mit "ein 
wenig" (eher viel und nicht bestimmt nicht  trivial) Mathemmagie  und 
Übersetzung in   Software oder geschickte Anwendung vom 
Operationsverstärker lösen lassen.
Es müsste doch "nur" erkannt werden, ob eine Veränderung "schnell" oder 
"langsam" stattfindet und wie stark die "schnelle" Veränderung in der 
augenblicklichen Situation ist, also ob groß genug um davon auszugehen, 
dass ein Mensch sie bewirkt hat, aber Blätter, Insekten  usw.  ignoriert 
werden
Am besten wäre da natürlich direkt eine Lösung durch den Hersteller 
eines (hypothetischen - aber eigentlich müsste doch schon jemand auf die 
Idee gekommen sein?) "intelligenten" kapazitiven Tasters.

Die Elektronik und den Taster an sich wetterfest zu machen (ganz 
unabhängig von der kapazitiven Funktion) ist natürlich auch eine 
Herausforderung...

: Bearbeitet durch User
von Εrnst B. (ernst)


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Peter G. schrieb:
> Es müsste doch "nur" erkannt werden, ob eine Veränderung "schnell" oder
> "langsam" stattfindet und wie stark die "schnelle" Veränderung in der
> augenblicklichen Situation ist,

Genau so funktionieren die Sensoren doch schon.
Problem ist: Wenn da Wasser drauf ist, ist die Änderung zu "Wasser mit 
Finger" so gering, dass die durch das Raster fällt.


Zum Spielen mit verschiedenen Filtern und Software-Tricksereien:

Analog zu
Beitrag "qtouch - sekt oder selters"
Testaufbau machen, und die Zählerwerte direkt zum Auswerten an den PC 
schicken...

: Bearbeitet durch User
von Uwe D. (monkye)


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Das sehe ich genauso. Unter den Hängeschränken und im Innenbereich als 
auch draußen am Pool habe ich „Marke“ Eigenbau.
Die merken sich die letzten Schaltpunkte und verschieben die Hysterese. 
(Schon die Luftfeuchtigkeit oder die Sonne spielen eine Rolle.)

Was hindert Dich am Feldversuch?

von M.A. S. (mse2)


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C-hater schrieb:
> Der Sensor bleibt aber trotzdem unbenutzbar. Weil es eben kein
> Unterschied ist, ob nur Wasserlache oder Wasserlache+Finger.

Das stimmt, diese Technik ist nicht dazu geeignet, Klingelknöpfe an der 
Außenhaut von U-Booten zu realisieren. :)

von Max M. (Gast)


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Vanye R. schrieb:
> Die besseren
> kalibrieren sich andauern nach

Jeder Cap Touch der nicht nur bei Sonnenschein und 25°C funktioniert tut 
das.
Wo ist da jetzt das Problem.
Es gibt einen sich langsam verändernden Wert, der die Referenz ist.
Und es gibt den schnellen Sprung, der einen Tastendruck darstellt.
Mit festen Schwellen ohne Nachführung klappt das nur bei sehr einfachen 
Kisten.

von Peter D. (peda)


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Max M. schrieb:
> Mit festen Schwellen ohne Nachführung klappt das nur bei sehr einfachen
> Kisten.

Die ADC-Methode funktioniert sehr gut, wenn man die Schwellen beim Reset 
mißt und speichert. Der interne Samplekondensator bleibt ja konstant und 
VCC-Änderungen kürzen sich aus. Auch ist der TK des ADC unerheblich 
klein.

Solange der Wassertropfen die Fläche der Sensorelektrode nicht 
überschreitet, hat er keinen Einfluß. Erst, wenn er wesentlich größer 
werden kann, ist eine Nachführung der Schwelle notwendig.

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