TECLADO TACTIL CAPACITIVO SIGMA ELECTRONICA

Imagen 1: Teclado Táctil Capacitivo.1

DESCRIPCION. Teclado táctil capacitivo basado en la tecnología QMatrix® de Atmel. El usuario debe disponer de 6 líneas digitales para operar este teclado, y dos líneas digitales más por cada teclado adicional (similar a un codificador 74C922). El número de la tecla pulsada se muestra en cuatro bits, los otros dos terminales son de control. El teclado posee un led indicador de color amarillo, el cual permite al usuario conocer cuando una tecla ha sido censada. CARACTERISTICAS. El teclado posee un conector de 2x5 pines, macho (Imagen 2), con espacio entre pines de 2,54mm (0.1”). El usuario debe usar los terminales 1 al 8. Cada uno de los pines esta marcado así:

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VCC: Conexión para el terminal positivo de una fuente DC de 5V, se recomienda que la fuente soporte 100mA como mínimo, para este dispositivo. Pin #1. GND: Conexión del terminal negativo o referencia de la fuente DC de 5V. Pin #3. DA: Salida Digital. Esta línea presentara un nivel alto cuando el teclado tiene un dato para mostrar, es decir, cuando el usuario toca alguna tecla. Pin #5. OE’: Entrada Digital. Terminal de control que permite saber al teclado, cuando el host (aplicación del usuario) está listo para recibir el dato. El usuario debe de proporcionar un nivel alto (1) en este pin de forma constante, solo en el momento en que va a obtener el dato del teclado debe cambiar el nivel a bajo (0). Pin #7. A, B, C, D: Salidas Digitales. Son los 4 bits por los cuales se presenta el número de la tecla pulsada. “A” es el bit de menor peso, y “D” es el bit de mayor peso. El dato presentado aquí esta entre 0 y 11. Pines #2, #4, #6 y #8 respectivamente. Tabla1.

Imagen 2: Terminales de conexión.2

El programa del teclado (microcontrolador en el PCB del teclado) posee la función de calibrarse automáticamente cada 10 segundos aproximadamente. Ese tiempo es reiniciado si se censa alguna tecla (pero no si es sostenida), por lo cual el proceso de calibración se presentara mientras se estén censando teclas continuamente. El teclado permite al usuario la adquisición de datos (teclas) de hasta 5 veces por segundo. Si el usuario realiza toques a mayor velocidad es posible que se pierda uno o más datos. El led de estado permite al usuario conocer cuando cada toque ha sido registrado.

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Tecla 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * 0 #

Valor Obtenido 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Tabla 1: valor numérico para cada tecla.

Las cuatro líneas de datos (A, B, C, D) están configuradas en modo Tri-state (alta impedancia). Solo en el momento en que el host (aplicación del usuario) procede a leer el dato, pasan a ser salidas digitales, luego regresan a tri-state. Esto permite tener dos o más teclados que usen las mismas cuatro líneas de datos. El usuario solo debe disponer de 2 líneas digitales (DA y OE’) para cada teclado adicional que desee operar. El host debe configurar su terminal para cada DA como entrada digital y el terminal para cada OE’ como salida digital. Los cuatro terminales para el dato debe configurarlos como entradas digitales. A diferencia de un teclado “membrana” operado a través de un codificador, este teclado solo censa un dato cuando el usuario sostiene presionada una tecla. Se recomienda no sostener presionada una tecla por más de 10 segundos, en este caso la función de calibración no distinguirá si el usuario está sosteniendo la tecla y efectuara su función 10 segundos después del inicio del toque, de esta manera el registro con el valor de referencia de esa tecla va a contener un dato errado, y posteriores toques de esa tecla pueden ser omitidos hasta que se efectué una nueva calibración. En caso de sostener una tecla y tocar otra, no se efectuara cambio alguno puesto que el teclado envía el dato solo una vez en el momento que es censada la primer tecla. MODO DE OPERACIÓN. El terminal DA (del teclado) presenta un nivel alto (1) cuando se ha censado el toque de una tecla. El host (aplicación del usuario) puede leer el DA como una entrada digital o como interrupción cuando presente el nivel alto. En la línea OE’, el host debe de proporcionar un nivel alto (1) constantemente, y solo cuando se encuentre un “1” en DA, el host debe bajar la línea OE’. El nivel bajo en OE’ le indica al teclado que el host está listo para recibir el dato, y es en ese momento en que las 4 líneas de datos(A, B, C, D) muestran el número de la tecla tocada. El dato es mostrado en un tiempo de 2mS, pasado este tiempo, las cuatro líneas de datos pasan nuevamente a estado Tristate. El host, apenas baja OE`, puede esperar 1ms y leer los cuatro bits del dato, luego puede subir la línea OE’. El teclado pasado los 2ms, reinicia el ciclo de censado de teclas sin esperar a que su entrada OE’ sea puesta en nivel alto. Por esta misma razón, el host puede volver a censar su

entrada DA (u otros DA, en caso de tener varios teclados) pasados 4mS desde el momento en que bajo la línea OE’. El teclado baja su línea DA en el momento en que el host baja OE’.

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Imagen 3: Led de estado.

LED DE ESTADO. Este led (Imagen 3) tiene dos funciones: indicación de re calibración e indicación de toque de tecla. Cuando el teclado no está siendo operado, este led prende momentáneamente cada 10 segundos aproximadamente. Esto indica que el teclado realiza proceso de calibración en ese momento, además de dar a conocer que está operando. Cuando el teclado está siendo operado, la siguiente calibración será realizada 10 segundos después del último toque de tecla (pulsación de tecla). Cuando el usuario realiza el toque de teclas, el led prende momentáneamente con mayor intensidad que cuando se calibra. Esto indica al usuario que el teclado ha censado el toque y procede con la transmisión de ese dato. RESUMEN. Tecnologia: QMatrix® de Atmel sobre un ATMega88PA-AU. Voltaje de operación: de 3 a 5.2VDC. No posee protección contra sobre-voltaje. Cantidad de teclas: 12. Tipo de conector: Regleta 5x2, con espacio entre pines de 2.54mm (0.1”), usar pines del 1 al 8. Dimensiones de la tarjeta: 58mm x 56mm x 3mm, sin incluir el espacio del conector. Hoyos de montaje: 4, uno próximo a cada esquina (a 1mm de bordes), 3mm de diámetro.

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DIMENSIONES FISICAS.

Imagen 4: Dimensiones de la tarjeta.4

PRECAUCIONES. En la parte inferior del PCB, no tocar el circuito que se encuentra entre el conector 2x5 y el led de estado (Imagen 5), esto puede causar que el teclado perciba y transmita datos no deseados. Esta área puede ser cubierta por materiales no metálicos para evitar toques no deseados.

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Imagen 5: Área sensible en la tarjeta. 4

Sigma Electrónica, EAGLE 5.11.

Use siempre un regulador de voltaje confiable a 3,3 o 5 voltios DC. Preferiblemente no conecte otros dispositivos a este regulador, ya que pueden ocasionar ruido en la línea de 5V y posible malfuncionamiento del teclado. También puede ubicar un condensador (100nF) cercano a los terminales de conexión para alimentación del teclado. Puede cubrir o adherir al teclado (por la parte superior donde se “teclea”) materiales plásticos y este percibirá los toques sin problema, aunque deben ser materiales de poco espesor (igual o menor a 1mm preferiblemente). Dudas o inquietudes sobre este producto, contacte a [email protected].

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