سنسور تک لمسی

این مدخل تنها سنسور های لمسی خازنی را توصیف می کند  سنسور هادی که از نوک انگشت برای تکمیل مدار بین دو اتصال استفاده می کند زیاد رای نهفته و در اینجا ذکر نشده است

نوع سنسور لمسی که در اینجا قرار گرفته است نیازمند فشار فیزیکی برای فعال سازی نیست نباید این سنسور با سنسور نیروی پیزوالکتریک و یا مقاومتی اشتباه گرفته شود که نیازمند فشار است . 

یک جیپ مدار مجتمع که یک سیگنال از تاچ پد دریافت می کند معمولا سنسور تاچ نامیده می شود ، حتی با اینکه حاوي عنصر حسگر نیست . این مدخل یک چیپ سنسور تاج را تعریف می کند تا از ابهامات کاسته شود و به عنصر ورودی لمسی تاچ پد می گوید .

تاچ پدها حاوی سوئیچ های لمسی یا پوستی هستند تمام انواع سوئیچ ها در این جلد بررسی شده اند ، به استثنای سوئیچ وید ، که به صورت مغناطیس فعال شده و بنابر این به عنوان سنسور طبقه بندی شده است .

سنسور های لمس خازنی گاهی اوقات سنسور های نزدیکی خازنی نامیده می شوند ، زیرا نزدیکی نوک انگشت انسان را تشخیص می دهند . در این دانشنامه و تقریبا در تمام منابع دیگر ، سنسور نزدیکی فاصله را اندازه می گیرد ، 

سنسور جابه جایی خازنی نیز حاوی همین اصول مربوط به سنسور تاچ خازنی است ، اما برای شناسایی موقعیت یک شئ استفاده می شود ، نه ورودی انسانی

کاربرد

تاچ پد حضور انگشت انسان ( و یا بخش دیگری از بدن را تشخیص داده و یک سیگنال به چیپ مدار مجتمع ارسال می کند ، که اغلب به آن سنسور لمسی گفته می شود ، حتی با این که خود آن حاوي سر حساس نیست . این چیپ یک خروجی برای نشان دادن اینکه لمس انسانی شناخته شد تولید می کند .

یک کیپد از این نوع در میکروفرها دیده میشود که از کلیدهای لمسی تشکیل سده است ، اما به احتمال زیاد حاوی سوئیچ های لمسی و پوستی می باشند که در جلد ۱ در کنار سایر سوئیچها توصیف شده اند . نوع تاچ پدی که در این مدهل وجود دارد نیازمند نیروی فیزیکی نبوده و هیچ قطعه ی متحرک یا خمیدهای به هنگام فشار دادن ندارد . یک صفحه ی تاچ مدرن معمولا یک قطعه ی خازنی است که می توان آن را آرایه ی از تاچ پدها دانست . 

موارد استفاده

سنسور های تاچ خازنی رایج شده اند ، زیرا هزینه ی آن ها نسبت به سایر قطعاتی که به هنگام فشار واکنش نشان می دهند کاهش یافته است .

سنسور تاچ را می توان برای شروع یا خاتمه ی یک فرایند استفاده کرد و یا برای روشن یا خاموش کردن یک دستگاه . هرگاه نیازمندی به ورودی کارکتر های الفبایی موجود باشد ، باید از چندین سنسور استفاده شود . چون تاچ پدها می توانند کاملا ممهور باشند ، معمولا هرگاه بهداشت مهم است استفاده قرار بگیرند .

کاربرد های خاص شامل فعال سازی نور پس زمینه ی دستگاه دستی ، روشن شدن از حالت خواب ، شناسایی نزدیکی گوش در تلفن ، کنترل دستگاه های پزشکی و فعال سازی نور های داخلی برخی از اتومبیل ها می باشد .

نبود قطعات متحرک یا اتصال های الکتریکی یعنی اینکه تاچ پد نسبت به سایر سوئیچ های الكترومغناطیسی قابل اتكا تر است . عیبی که این نوع قطه دارد این است که بازخورد لمسی ارائه نمی کند ، بنابر این نیازمند یک بازخورد صوتی یا تصویری است که وقتی فشار داده شد آن فشار را تصدیق کند . نبود بازخورد لمسی باعث میشود که تاچ پدها برای کیبرد های کامپیوتری و یا سایر دستگاه های ورودی کلیدی که در آن تایپ سریع مورد نیاز است مناسب نباشد . هنگامی که عناصر خازنی تاچ پد شفاف باشند ، می توان آن ها را در مقابل صفحه نمایش نصب کرد .

نمادهای شماتیک

هر کدام از نماد های شماتیک شکل زیر برای نمایش یک سنسور تاچ استفاده می شود ، اما همیشه اینها نیستند .

دو نماد شماتیک

عملكرد

دو صفحه ی خازن با استفاده از یک عایق به نام دی الکتریک جدا می شوند . عایق های شیشه ای ، هوایی ، پلاستیکی و کاغذی را می توان به این منظور استفاده کرد . با این که اتصال الکتریکی بین این صفحات وجود ندارد ، اما جریان AC در اثر میدانی از دی الکتریک عبور می کند .

ظرفیت خازنی بین هر جفت هادي الکتریکی وجود دارد . بدن انسان دارای مقاومت الکتریکی بالایی است ، اما هادی الکتریکی است و بنابر این نسبت به سایر اشیای هادی دارای ظرفیت خازنی است . تاچ پد می تواند در یک سمت خازن استفاده شود و نوک انگشت نیز سر دیگر این خازن می باشد . در این حالت ، جریان AC می تواند از تاچ پد عبور کرده و از بدن انسان وارد زمین شود . جریان بسیار کم است ، اما نواسات را می توان با استفاده از یک چیپ مداری با میکروکنترلر مشاهده کرد .

ویژگی های دقیق دی الکتریک در عملکرد خازن تا حدود تأثیر گذار است ، اما از عملکرد آن جلو گیری نمی کند . بنابر این تاچ پد حتی وقتی که پشت لایهی محافظ شیشه یا پلاستیک قرار گرفته است ، که اغلب نیز همین طور است ، عمل می کند .

چیپ سنسور تاج پالس هایی با ولتاژ پایین AC ایجاد کرده و آن ها را به تاچ پد ارسال می کند . این چیپ هرگونه تغییرات در جریان را از طریق تاچ پد شناسایی می کند و حضور انگشت در آن مشخص می شود . هنگامی که یک ورودی رخ می دهد ، چیپ خروجی خود را تغییر می دهد ، که معمولا برای پردازش نیازمند یک میکروکنترلر است .

نحوه بکار گیری

چیپ های سنسور تاچ تا ۴۰ نوع و پیکر بندی موجود هستند . تمام آن ها نصب سطحی هستند . برای نصب روی برد بورد ، برای آزمایش می توان از برد های مداری شکست که دارای چیپ های سنسوری می باشند استفاده کرد . شکل زیر یک محصول از Adafruit را نشان می دهد که می تواند ۱۲ تاچ پد را آدرس دهی کند . خروجی آن از میکروکنترلر و از طریق پروتکل I2C در دسترس است . برای جزئیات بیشتر در مورد پروتکل هایی همچون 12C ، ضمیمه ی A را ببینید .

سنسور تاچ خازنی

بردهای مشابهی نیز از Sparkfun موجود هستند و از عرضه کننده های بزرگ آنلاین می توان آنها را دریافت کرد http://www.mouser.com ( که به صورت ابزارهای توسعه دسته بندی شده اند ) .

با این که اکثر چیپ های سنسور تاچ نیازمند میکروکنترلر هستند ، برخی از آن ها با تعداد پین های خروجی برابر با پین های ورودی تاچ پد هستند و هر پین خروجی بین منطق بالا و پایین به هنگام دریافت پین ورودی تغییر وضعیت می دهد . یک برد دیگر از Adafruit به نام AT42QT1070 از این سیستم ساده استفاده می کند . یک کتابخانه برای Arduino وجود دارد که به دو پین اجازه می دهد بر روی قطعه ای از فویل آلومنیومی تاچ شود . همچنین می تواند با رنگ یا مرکب هادی نیز به کار برده شود .

منبع: