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zoom RSS 新しいF1シリーズPICを使ったラジアルタッチスライダーの製作

<<   作成日時 : 2011/12/04 00:29   >>

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 前回は、PIC18F14K50のAD変換回路を使った、CVD方式のタッチセンサでリニアスライダーを試してみましたが、今回は、新シリーズのPICにも内蔵されているCSM方式のタッチセンサ回路を試してみました。タッチセンス用のパッドも8枚の電極をラジアル型に並べた構成にして、iPODのような操作を意識してみました。
 PIC16F1938は、28PinPICで16Kワードのフラッシュと1KBのRAMがあり、最大25本のIOと本格的なスペックですが、秋月で150円というリーズナブルな値段で売っているマイコンです。たくさんのIOが使えるので、タッチセンサには、このPICで使える最大の8本を割り当て、残りのIOで7セグメントLEDを4桁を制御します。
 
 ラジアルスライダーの電極は、前回と同様に銅張基板を彫刻刀で、8枚の電極になるように銅箔に切り込みを入れて作りました。円の外側の銅箔は、グランドに接続しましたが、もう少し円周の部分の溝の幅を広くした方が定常時の容量が少なくなって、タッチした時の容量の変化を大きく出来たかもしれません。余裕があったら色々試してみたいと思います。各電極は基板に1mmのドリルで穴を開けて、引き出し線を半田付けして、ユニバーサル基板に引き出し線を通して半田付けして、両面テープで固定してしています。さらに1mm厚程度の透明なアクリル板を銅箔の上に瞬間接着剤で貼りつけました。銅箔とアクリル板は密着させないと感度が落ちるので、半田付けした部分の盛り上がり分をアクリル板をドリルでざぐって何回も様子を見ながらざぐりを微調整しながらぴったりと密着するようにしました。

 一応、単独使用も考えて電源用のDCプラグも付けましたが、今のところ電源は、PICKiT2から貰っているので、DCプラグは使っていません。

 クロックは、DCDCコンに使ったPIC12F1822と同様に内蔵OSCを32MHz設定で使っています。新シリーズのPICは、外部クロック無しでも速いクロックが使えるので便利です。タッチセンサのCSM回路は、一応電池での使用も考えて、内蔵のFVRから発振回路の電源供給するように設定しました。

 専用の回路なので、先のCVD方式のものより、もう少し感度(+SN)が良いかと思いましたが、電極の形状のためか、指を触れていない時、1400Hz位の発振周波数で、指を触れた時に100Hzくらい下がる雰囲気(6,7%の変化)です。SN比で比較すると、CVD方式とさほど変わらないのかなという感触です。タッチセンサの設定や発振回路に供給する電圧(+側はFVRの電圧、−側はDACの設定で色々変えられる)が色々選べるのですが、僕は、ハイレンジのミディアム設定にしました。FVRは2.048V設定、DACは値"1"にしました。("0"=Vssでも良いと思いましたがなぜかうまく動きません。)

 前回のようにまだ補間処理を作っていないので、電極を通過した回数で、インクリメント、デクリメントしているだけですが、早々に補間処理をいれて、リニアスライダにしてみようと思います。一つの電極にタッチしてもその周囲の電極の周波数もアナログ的に変化しているので、多分、前回と同じように前後の電極の値を加重平均してやれば良いように思います。

 7SEGのLEDが付いているとデバッグに便利ですが、多くのデータが取れないので、先にI2C I/Fを組み込んで、先のUSBガジェットに繋いでデータ採取が出来るようにした方が良いかもしれません。

 実験ボードの写真と短いYouTubeビデオを以下に載せます。 

 リセットスイッチを押すと、最初に8枚の電極の定常時の周波数を256回計って、平均化することで、タッチしたときの変化を測る基の値としています。このイニシャライズの間、LEDには「999」を表示するようにしています。指が各電極を通過する毎に右回りの場合は、表示を+1、左回りの場合は、−1する動きをします。

 まだ試していませんが、マルチタッチしたときのパターンも分かるようにしているので、その場合は特別な動き(例えば電源OFF <-スタンバイへの移行)をさせることが出来ると思います。

画像


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内 容 ニックネーム/日時
今日は、nobchaと申します。初めてコメントさせていただきます。
CQ6月号のキャパシティブセンシングと小生のPIC16F1827でやった実験結果と微妙に違うので、ナンデなのかと思ってましたが、今回ブログを見てその違いが判りました。PIC16F1938の方がFVRとかDAC設定などで微妙で、周波数が一桁低いんですね。一方低いのにスイング電圧が抑えられるのかして、指先浮遊容量値に対する感度が良いようです。
参考になりました。

http://d.hatena.ne.jp/nobcha23/20121016/1350369141
nobcha
2012/10/18 19:06

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