工业HMI中的电容触摸

在工业应用中,传感器节点、工业仪表和控制面板上的机械按钮很容易落满灰尘,而越积越多的灰尘最终会导致设备故障。在工业环境中用电容触摸机制来替代机械按钮的人机接口 (HMI) 系统提供诸如更加时尚设计、易于清洁和不容易出现机械故障等优势。最新的电容触摸技术在解决某些工业HMI中最棘手难题方面向前迈进了一步。

抗扰度挑战

运行在工业环境中的电机、中继器和开关会在电力线中注入巨大噪声。这些噪声源会在测量信号中的波动与检测阀值相交时错误地触发一个器件。下面的图片显示了电容测量在噪声出现时会受到哪些影响。

借助于硬件中内置的多频率扫描和处理、展频调制、零交叉检测,支持电容技术的按钮会克服系统中噪声的影响。下面的图片显示的是用上面提到的技术所处理的干扰信号。

厚保护罩和手套问题

为了保护电子元器件不受危险和不洁净环境的影响,工业用面板经常具有一个厚玻璃或塑料保护罩。在不对保护罩进行钻孔的情况下,通常不太可能将机械按钮安装在所需要的地方,而这就容易使面板出现故障。工业环境还经常需要戴着手套进行机器操作。虽然这对于机械按钮来说不是什么大问题,但这会对电容触摸解决方案产生巨大影响。

电容按钮可以透过60mm厚的玻璃和25mm厚的塑料保护罩正常运转,这也就在保持保护罩材料完好无损的同时,实现无菌以及危险环境中的使用。

电容按钮依靠电容值的变化来理解一条命令,当一个接地物体—人手—来到触摸传感器的电场中时,检测被触发。佩戴工业用手套在人手与电极之间增加了一层绝缘材料(电介质),从而导致不可靠检测。

通过使用金属保护罩,可以在佩戴手套时对电容触摸屏进行操作。不是测量手进入电场中所导致的电容变化,它测量的是接地金属保护罩变形弯曲所导致的电容变化。这使得这项技术支持手套友好设计。

低功率运行挑战

工业系统中的几个场发射器由电流环路供电,这就提供了非常有限的功率预算。在保持能够检测多达4个按钮的能力的同时,功耗小于4uA,基于电容的技术能够为工业用户提供设定和监视现场设备的能力,且功率开销极低。

解决方案

使用MSP430™ 微控制器 (MCU) CapTIvate™ 技术进行开发能够帮助避免很多难题。CaTIvate触摸MCU不仅仅提供一个替代工业HMI系统中机械按钮的紧凑轻松解决方案,它还解决了现有电容触摸解决方案中的很多问题,比如说嘈杂环境中的稳健耐用性,经IEC认证的解决方案使它变得支持戴手套操作且功率很低。

其它资源:

  • 现在工业中大多数都是机械或者红外检测按钮,很期待以后电容触摸按钮的出现,那样设备更加灵巧方便,同时期待MSP430电容触摸解决方案在实际工业嘈杂环境中的稳定性与可靠性。

  • 目前确实很多加工中心、数控机床都是采用机械式按键,这种机械式按键存在几个问题,一是面板特别大,因为按键数目多,而且键上面的文字也要求比较大,所以整个面板显得非常臃肿,二是上面提到过的,容易沾满灰尘。利用触摸式HMI相比起机械式按键有以下几个优点,一是面积较小,只要有一个屏幕即可,二是最重要的,就是显示的信息清晰度足够,不会出现看不清按键说明导致误操作的问题。利用MSP430™ 微控制器 (MCU) CapTIvate™ 技术,不仅可以极大程度降低按键模块需要的面积,更是易于设计使用,而且支持同时保持能够检测4个按钮,这给HMI面板设计维护人员和操作机床的工人带来了便利。

  • 对于工业环境由于其复杂恶劣的情况,长期以来都是用机械式的按键,但是机械式的按键除了容易磨损,寿命也不高。对于电容屏的话经常处于这种环境下,对于抗干扰性是一个难以突破的难点,这次TI的这个方案不仅抗干扰强,而且紧凑,很适合与工业环境啊

  • 通过使用金属保护罩,可以在佩戴手套时对电容触摸屏进行操作。不是测量手进入电场中所导致的电容变化,它测量的是接地金属保护罩变形弯曲所导致的电容变化。这使得这项技术支持手套友好设计。这项技术确实很实用。

  • 工业应用环境比较复杂,安全可靠性要求也更高,对于抗干扰能力,及误触发的防范变得尤为重要。

    电容触摸设计可靠性及寿命就有很好的优势,再加上利用良好的抗干扰及针对性地优化设计,会更好地发挥触摸控制的优势,解决机械摩擦和灰尘污染等形成的难题。

  • 相比于传统的机械键盘,电容触摸寿命更久,不易误触发。不过,触摸屏也同样面临着防尘的挑战,尤其是在工业现场。由于触摸按键体积更小,相对更容易做防尘保护,发展前景还是看好的。

  • 融入CaTIvate技术的触摸MCU是一个替代工业HMI系统中机械按钮的完美解决方案,能在复杂工业环境中和民用领域得到广泛的应用。在工业环境应用中,触摸按键代替了传统的机械按键,杜绝了机械按键触点磨损、污染、接触不良等弊病,同时也支持戴手套

    进行操作,给操作人员提供了极大的便利。在民用领域同样可以替代一些传统机械按键,比如微波炉、电磁炉、油类机、燃气灶等,将会给人们的生活带来更好的体验。

  • 用电容触摸机制来替代机械按钮,使得人机接口 (HMI) 系统更加时尚设计、易于清洁和不容易出现机械故障等优势,MSP430™ 微控制器 (MCU) CapTIvate™ 技术进行开发能够帮助避免很多难题,方便工人们的日常工作,同时能耗超低,业内领先!

  • 电容触摸技术在HMI中的应用具有如下优势:易于防尘,特别适合工业环境使用;体积相比机械按钮可以做小;便于按键功能的设计更改,只需改软件,硬件不用更改;通过使用金属保护罩,可以在佩戴手套时对电容触摸屏进行操作,非常实用。

  • 工业用的话...省电几乎不会被考虑的...那些大机台都是接电的..防尘带手套都能用还抗干扰的话..应该不错..现实我们有手机在有水的情况下常常会操作失误,如果是工业设备用的话..也是有水的..不知道效果如何啦!!还是要有实物评测才好!

  • 使用MSP430™ 微控制器 (MCU) CapTIvate™ 技术进行开发能够帮助避免很多难题。CaTIvate触摸MCU不仅仅提供一个替代工业HMI系统中机械按钮的紧凑轻松解决方案,它还解决了现有电容触摸解决方案中的很多问题,比如说嘈杂环境中的稳健耐用性,经IEC认证的解决方案使它变得支持戴手套操作且功率很低。

    TI产品能在电容触摸屏上广泛可靠应用。高稳定,可靠。

  • 工业系统中的几个场发射器由电流环路供电,这就提供了非常有限的功率预算。在保持能够检测多达4个按钮的能力的同时,功耗小于4uA,基于电容的技术能够为工业用户提供设定和监视现场设备的能力,且功率开销极低。

    解决方案

    使用MSP430™ 微控制器 (MCU) CapTIvate可以满足恶劣环境下的工作。

    由于触摸按键体积更小,相对更容易做防尘保护,发展前景还是看好的。

  • 很实用的工业设计,问两个问题。1:佩戴手套时对电容触摸屏进行操作时是否必须使用金属保护罩?“接地金属保护罩变形弯曲所导致的电容变化”,具体是什么电容变化,金属保护罩的材料是否特殊材料?如果采用金属外壳,防静电是否需要特殊措施?2:硬件中内置的“多频率扫描和处理、展频调制、零交叉检测,支持电容技术的按钮”等技术能克服系统中噪声,提高抗干扰性,能否具体说明一下?另外能否从软件方面,比如数字滤波等提高信噪比和干扰度。

  • 我之前做过一个仪器用过电容触摸屏,感觉电容触摸在工业领域的应用就是一种趋势,就像现在手机屏幕绝大部分都是触摸屏的,而且触摸屏操作方便,而且都是虚拟键,这有利于工业的发展,特别现在是高科技蓬勃发展的时代,工业对技术的需求很大。如果能把电容触摸应用到工业领域那真的是一个很不错的想法。

  • 最近在做一个小项目,使用了机械按钮配合串口进行发送数据,本来采用的是外部中断进行发送一次,结果案件抖动太厉害发送了多次,最后采用的是定时器扫描的方式实现,用起来竟也没有什么差错。我的思考如下:

    1.采用电容触摸,能够实现检测多达4个按钮,可以减小控制版面的大小,若是轮巡进行检测,电量耗费估计比较大,不知道功耗能到什么程度。

    2.’现在市面上的一些水龙头和干手器也是采用的电容传感,操纵起来不是很灵敏,不同的角度距离会有一些影响,有些半天都没有反应,不知道电容触摸会不会有灵敏度不高的情况出现?如果存在该问题,除了硬件中多频率扫描和处理、展频调制、零交叉检测以克服系统中噪声,提高抗干扰性,是否可以从软件方面进行改善?