Microchipが提供するmTouchという技術範疇には、APノートなどを読むと静電容量を使う4つ方式があります。
・CTMU
・CSM
・Comparator
・CVD
１．CTMU この方式はまだ試作してません。今後の課題。
Charge Time Measurement Unitの略で、電圧を測定することによりセンシングを行う。キーパッド部に 放電して充電させ、一定時間経過したときの電圧を測定する。そこに指など人体が近づくと、浮遊容量のために容量が上がり、一定時間後の測定時電圧が低くなります。その電圧値から容量を計算する。
CTMUモジュールの搭載PICマイコンで利用可。
２．CSM これはPIC12F1822やPIC16F1827でやってみました。
Capacitive Sensing Moduleの略で、周波数変化を測定しセンシングを行う。キーパッド部に、決まった微小電圧閾値間で充放電を繰り返す。すなわち、三角波を発生させる。そこに指などが近づくと、浮遊容量で容量が増え、三角波の立上がりと立下りが緩慢になり、三角波周波数が減少する。それを周波数カウンタ方式で検知しONを判断する。
CSMモジュールの搭載されたPICマイコンで利用可。
３．Comparator PIC12F683で試したが安定発振できなかった。
コンパレータとTimer0を利用して、浮遊容量変化を検知する。
コンパレータ出力をキーパッドとコンパレータ入力部につないで発振させる。キーパッド部に指などが近づくと、浮遊容量で容量が増え、発振周波数が変化を検知する。
４．CVD PIC12F683で試作した。
Capacitive Voltage Dividerの略で、A/Dコンバーターでタッチセンシングを行う方法。まず、A/DのCH入力を切り替え、サンプル＆ホールドアンプ入力容量に電荷がたまるのを利用する。まずAN0選択し、次に、CH入力をAN1に切り替える。AN1にキーパッドをつけておく。もし、指などが近づき寄生容量が発生している場合は、電荷がそっちへ移動するため、サンプル＆ホールドアンプの電圧が下がる。そのA/D値、指などが近接しているかを検知する。
ADCの機能がある全てのPICマイコンで使用可。
感度がちょっと鈍いので、キーパッドへ直接触る方式で試作したが、今一つ安定した動作が実現できなかった。
AN1202（日本語版あり）は項番３、AN1298は項番４CVDを解説。
それで突然何を言いたかったかと言うと。
いくつかのブログでCSMが最近取り上げられているのですが、キャパシティブセンシングの試作実験で、キーパッドに直接に指を触れているようなのです。ワタシも初期に間違っていてキーに指を触れて実験してました。マイクロチップのm-touchという名称は誤解を招くよなと言いたい。ESDの観点ではやはり近接検知でやらないとだめでしょう。冬になると回路が壊れる恐れがあるという心配です。
ということで、片面基板にキーパッドを作って、基板の裏から指を近接させた実験を参考にしてみてください。
http://chitose6thplant.web.fc2.com/exp/i2c_csm_sense.htm
この写真をよおーーく見ていただくと、片面基板の裏からキーパッドに指を近接させています。
