La tecnología de sensado de proximidad capacitíva no es nueva en el mercado, durante muchos años, y debido a la complejidad de las soluciones implementadas y al difícil control de los parámetros del entorno, solo se vieron soluciones en el ámbito industrial con sensores de proximidad capacitívos para la detección de objetos no ferrosos a muy corta distancia.
Freescale semiconductor dispone hoy de una línea muy completa de controladores de proximidad que hace muy fácil la implementación de las más variadas aplicaciones sin que por ello se pague el precio de la complejidad en el circuito o el difícil control en los parámetros del entorno a la aplicación que se desea implementar.

Por ejemplo, los dispositivos MPR03x, MPR083, MPR84 brindan soluciones sencillas para aplicaciones de teclados capacitívos de 2 a 3 teclas como el MPR032, aplicaciones de interruptor rotatívo (rotary switch) de 8 posiciones como el MPR083, o teclados de hasta 8 teclas como en el MPR084.

Si el diseñador necesita soluciones de proximidad más allá de un simple teclado, dispone de los controladores más complejos como el MC33794, MC34940, y el MC34941. El MC33794 es un controlador que posee 9 electrodos de sensado y 2 referencias lo que le permite no solo implementar teclados de más de 20 teclas, sino aplicaciones especiales de proximidad como sensado de nivel de líquidos, detección de objetos en “3 D” por campo eléctrico, detección de “humanos” en máquinas peligrosas, y una gran variedad de aplicaciones en donde el campo eléctrico pueda ser utilizado como un método de detección.

Los controladores MC34940 y MC34941 son versiones más económicas del MC33794 y permiten también una gran variedad de aplicaciones de proximidad.

El principio de funcionamiento de toda esta línea de controladores de proximidad está basado en la generación de un campo eléctrico senoidal de 120 Khz con una muy baja distorsión (bajo contenido armónico) disponible en una cantidad de pines del dispositivo que irán vinculados físicamente a electrodos conductores. Al aproximar un cuerpo u objeto a los electrodos, el campo eléctrico se verá modificado en mayor o menor medida por este, generando un efecto “capacitívo” entre el o los electrodos afectados y el plano de tierra. Este efecto capacitívo provoca una corriente en cada electrodo afectado que es detectada por resistores internos de alta precisión en el controlador.

Según la solución de controlador elegida, estos valores de corriente están disponibles para ser medidos por un conversor A/D externo o bien son procesados por circuitos auxiliares de detección que validan o no la presencia de un cuerpo u objeto en las cercanias de los electrodos de sensado.

A continuación, se detallarán las características principales de cada uno de ellos.

MC33794.

• Soporta hasta 9 electrodos activos y 2 líneas de referencia.
• Circuito excitador apantallador o de blindaje que permite manejar electrodos en forma remota por medio de cables coaxiales.
• Regulador interno de +5V para alimentar un MCU y otros dispositivos asociados.
• Interface física ISO-9141.
• Salida para manejo de lampara externa.
• Watchdog y Power On Reset Timer.
• Generación de onda senoidal de alta pureza sintonizable por resistor externo.

MC34940 / 941.

• Soporta hasta 7 electrodos externos.
• Circuito excitador apantallador o de blindaje que permite manejar electrodos en forma remota por medio de cables coaxiales.
• Tiempo de respuesta de detección ajustable por capacitor externo.
• Puede soportar hasta 28 teclas capacitivas.
• Controlable por MCU externo.

MPR031/2.

• Soporta hasta 3 teclas capacitivas.
• Muy bajo Consumo promedio de 8 uA.
• Encapsulado UDFN de 8 pines de 2 x 2 mm.
• Solo necesita de un componente externo.
• Detección inteligente de tecla.
• 4uA de Corriente de Shutdown.
• Operación entre 1,71V y 2,75V.
• Control de histéresis y sensibilidad de disparo por I2C.
• El conjunto MPR031/032 puede manejar desde 4 hasta 6 teclas.

MPR083

• Operación entre 1,8V a 3,6V.
• Consumo promedio de 41 uA con un tiempo de respuesta de 1 segundo.
• Corriente de Standby de 2uA.
• Rechazo de multiples teclas detectadas por el usuario.
• Información almacenada en memoria FIFO para un más rápido tiempo de respuesta.
• Salida por IRQ para avisar que la FIFO tiene información.
• Pueden programarse distintos modos de interupción ante eventos externos.
• La posición del cursor del “interruptor rotativo” puede ser consultada en todo momento por medio de sistemas de encuesta (polling).
• Salida de Buzzer permite obtener “feedback” sonoro del movimiento del cursor.
• Dirección I2C configurable por hardware permite utilizar hasta 2 MPR083 en el mismo bus I2C.
• Auto calibración en tiempo real configurable por  software.

MPR084

• Características similares al MPR083 pero permite manejar hasta 8 teclas capacitivas. 

Herramientas para desarrollo

Como es costumbre en Freescale Semiconductor, se dispone de una amplia variedad de placas de demostración y sistemas de referencia para cada uno de los controladores de proximidad disponibles, todos de muy bajo costo y con abundante información orientativa para que el diseñador rápidamente se familiarice con la tecnología de detección de proximidad por campo eléctrico.

KITMPRO03xEVM Kit de Evaluación para los MPR03x.	KITMPR083EVMBBD Kit de Evaluación para los MPR083.

Solicite mayor información en: ingenieria@electrocomponentes.com