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14 Elektronik 19 2023 Display HMi Der Hauptvorteil eines ratiometrischen Wandlers ist seine Fähigkeit niederfrequentes Rauschen zu entfernen beispielsweise 50-Hz-Rauschen das vom Wechselstrom der Netzversorgung herrührt Diese Filterung ist von entscheidender Bedeutung da kapazitive Sensoren ein kleines Signal erzeugen insbesondere über eine lange Messkurve das von niederfrequentem Rauschen überlagert werden kann Bild 2 Das Ergebnis dieser Architekturveränderung ist eine 16-fache Verbesserung im Vergleich zu modernen kapazitiven Sensoren Dadurch werden nicht nur die Reichweite und Empfindlichkeit verbessert sondern das System kann zudem schwächere Berührungen erkennen und die Reichweite erhöhen Abtastung mit DMA-Verfahren Neben der verbesserten Leistung führt die fünfte Generation der kapazitiven Sensoren auch ein autonomes Direct-Memory-Access DMA -basiertes Abtasten ein Bei bisherigen Generationen mussten die kapazitiven Sensoren aktiv von der MCU abgetastet werden Abhängig von der Abtastfrequenz und der Anzahl der Sensoren bedeutete das eine erhebliche Belastung für die MCU So konnte das Abtasten von 100 Sensoren bis zu 40 Prozent der MCU-Bandbreite beanspruchen sodass nur 60 Prozent für die Anwendungsverarbeitung übrigblieben Bei der autonomen DMA-Abtastung wird die mit den kapazitiven Sensoren verbundene Hardware direkt mit dem DMA der MCU verbunden Bild 3 Dadurch kann der DMA den Großteil der Sensorabtastung ohne Beteiligung der MCU durchführen Das Ergebnis ist eine deutliche Verbesserung Die gleiche Anzahl von Sensoren erfordert bei der autonomen DMAbasierten Abtastung nur fünf Prozent der Bandbreite der MCU Die geringere Belastung der MCU in Verbindung mit einer 16-fachen Leistungssteigerung ermöglicht die Implementierung von mehr Sensoren mit höherer Empfindlichkeit und erweiterten Funktionen einschließlich Näherungssensoren Bessere Touch-Bedienfelder durch Näherungssensoren Wenn Näherungsund Berührungssensoren kombiniert werden entstehen neue Möglichkeiten und Anwendungsfälle Mit der verbesserten Leistung und der größeren Reichweite der kapazitiven Sensoren der fünften Generation werden die Näherungssensoren für eine ganze Reihe neuer Anwendungen und Geräte nutzbar – zum Beispiel für intelligente Lautsprecher und Haushaltsgeräte Bei intelligenten Lautsprechern erübrigen sich durch die kapazitive Abtastung mechanische Tasten Dadurch können die Designer den Lautsprechern nicht nur ein schlankeres Design verleihen sondern auch die Zuverlässigkeit und Benutzerfreundlichkeit erhöhen Allerdings wird erst durch eine verbesserte Näherungssensorik die Einführung der kapazitiven Sensorik bei intelligenten Lautsprechern möglich Mit Näherungssensoren können Systementwickler »Wakeon-Approach«-Funktionen implementieren Es ist somit nicht erforderlich dass die Bedienelemente der Benutzeroberfläche ständig leuchten solange auf die Interaktion mit dem Nutzer gewartet wird Stattdessen kann ein System mithilfe von Näherungssensoren erkennen wenn sich der Finger eines Nutzers dem Gerät nähert Erst dann aktiviert das System die Bedienelemente der Benutzeroberfläche und zeigt dem Nutzer deutlich dass das System einsatzbereit ist Bei Bild 1 Nutzer sind an Touch-Bedienoberflächen gewöhnt Bild Infineon Technologies Bild 2 Die fünfte Generation der Capsense-Technologie erweitert den Signal-Rausch-Abstand signifikant zugunsten höherer Empfindlichkeit und Leitungslänge Bild Infineon Technologies