Nelle applicazioni industriali, i pulsanti meccanici sui nodi del sensore, gli strumenti industriali e i pannelli di controllo sono soggetti a polvere e più polvere si accumula, più alla fine porta a guasti alle apparecchiature. I sistemi HMI Interface (HMI) che sostituiscono i pulsanti meccanici con meccanismi di touch capacitivi in ambienti industriali offrono vantaggi come il design più elegante, la facilità di pulizia e una minore suscettibilità al guasto meccanico. L'ultima tecnologia tocco capacitiva è un passo avanti nel risolvere alcune delle sfide più difficili degli HMI industriali.
Sfide per l'immunità
I motori, i ripetitori e gli interruttori che operano in ambienti industriali possono iniettare un rumore significativo nelle linee elettriche. Queste fonti di rumore possono innescare falsamente un dispositivo quando una fluttuazione del segnale di misurazione interseca la soglia di rilevamento. L'immagine seguente mostra come le misurazioni della capacità sono interessate quando è presente il rumore.
Con l'aiuto della scansione e dell'elaborazione multi-frequenza, la modulazione dello spettro di diffusione e il rilevamento di incrociato zero integrati nell'hardware, i pulsanti che supportano le tecniche capacitive supereranno gli effetti del rumore nel sistema. L'immagine seguente mostra il segnale di interferenza elaborato con le tecniche sopra menzionate.
Spesse coperture protettive e problemi di guanti
Per proteggere i componenti elettronici da ambienti pericolosi e impuri, i pannelli industriali hanno spesso una copertura protettiva in vetro o plastica spessa. Senza fori di perforazione nel coperchio protettivo, è spesso impossibile montare i pulsanti meccanici in cui sono necessari e questo rende il pannello soggetto a guasti. Gli ambienti industriali richiedono spesso anche i guanti da indossare per il funzionamento della macchina. Sebbene questo non sia un grosso problema per i pulsanti meccanici, può avere un impatto enorme sulle soluzioni touch capacitive.
I pulsanti capacitivi possono funzionare attraverso vetri di spessore 60 mm e scudi di plastica spesso 25 mm, che consentono di essere utilizzati in ambienti sterili e pericolosi mantenendo intatto il materiale dello scudo.
I pulsanti di capacità si basano su un cambiamento nel valore della capacità per comprendere un comando e il rilevamento viene attivato quando un oggetto a terra - una mano umana - entra nel campo elettrico del sensore di touch. Indossare guanti industriali aggiunge uno strato di materiale isolante (dielettrico) tra la mano e l'elettrodo, con conseguente rilevamento inaffidabile.
Utilizzando una copertura protettiva in metallo, è possibile utilizzare il touchscreen capacitivo mentre indossa i guanti. Invece di misurare la variazione della capacità causata dalla mano che entra nel campo elettrico, misura la variazione della capacità causata dalla deformazione e dalla flessione dello scudo metallico a terra. Questo rende questo design per i guanti di supporto tecnologico.
Sfide di funzionamento a bassa potenza
Diversi emettitori sul campo nei sistemi industriali sono alimentati da un ciclo attuale, che fornisce un budget di energia molto limitato. Pur mantenendo la capacità di rilevare fino a quattro pulsanti con meno di 4UA di consumo di energia, la tecnologia basata sui condensatori fornisce agli utenti industriali la possibilità di impostare e monitorare i dispositivi di campo con sovraccarico di potenza molto bassa.
La soluzione
Lo sviluppo con la tecnologia Microcontroller MSP430 ™ (MCU) Captivate ™ ha contribuito a evitare molte delle sfide. Il CAtivate Touch MCU non solo fornisce una soluzione compatta e facile per sostituire i pulsanti meccanici nei sistemi HMI industriali, ma risolve anche molti dei problemi con soluzioni touch capacitive esistenti, come robustezza e durata in ambienti rumorosi. La soluzione certificata IEC lo rende supportabile per dispositivi indossabili. La soluzione certificata lo rende a misura di guanto e bassa potenza.