En mi artículo anterior, analicé cómo superar los desafíos comunes que se enfrentan al diseñar sistemas con detección capacitiva e iluminación LED. Esta edición analiza las consideraciones de diseño de bajo consumo para dichas aplicaciones. Para optimizar el consumo de energía, los sensores capacitivos generalmente se escanean en una rutina repetida de escaneo-reposo-escaneo-reposo. El sensor se escanea a intervalos específicos y el dispositivo entra en modo de suspensión entre escaneos consecutivos. Un ciclo de suspensión de exploración se denomina intervalo de actualización.
En mi artículo anterior, analicé cómo superar los desafíos comunes que se enfrentan al diseñar sistemas con detección capacitiva e iluminación LED. Esta edición analiza las consideraciones de diseño de bajo consumo para tales aplicaciones.
Consideraciones de diseño de baja potencia
Para optimizar el consumo de energía, los sensores capacitivos generalmente se escanean en una rutina repetida de escaneo-reposo-escaneo-reposo. El sensor se escanea a intervalos específicos y el dispositivo entra en modo de suspensión entre escaneos consecutivos. Un ciclo de suspensión de exploración se denomina intervalo de actualización. La figura 1 muestra el diagrama de tiempos del ciclo de exploración-reposo-exploración-reposo.
Cuando se escanean los sensores, se dice que el dispositivo está en modo ACTIVO. Una vez que se completa el escaneo del sensor, el dispositivo permanece en modo ACTIVO hasta que la CPU procesa los datos del sensor, activa salidas como LED y zumbadores, y comunica los datos del sensor al host. Una vez hecho esto, el dispositivo se puede poner en modo SLEEP.
Los siguientes bloques están ENCENDIDOS en modo ACTIVO.
1. Reloj maestro funcionando a velocidad de MHz
2. Motor de detección capacitiva
3 CPU
4. Bloques de comunicación como I2C y SPI
5. Temporizador utilizado para implementar PWM para control de brillo LED. Llamémoslo un “temporizador rápido” porque proporciona una base de tiempo de microsegundos.
6. Un temporizador utilizado para mantener el intervalo de actualización. Llamémoslo un “temporizador lento” porque proporciona una base de tiempo en milisegundos.
Los siguientes bloques están activados en modo SLEEP.
1. Un temporizador lento que se usa para mantener los intervalos de actualización. Este temporizador también puede activar el dispositivo desde el modo SLEEP.
2. Bloque de comunicación como I2C (coincidencia de dirección de reactivación habilitada) o SPI
Las siguientes técnicas se utilizan para lograr el mejor consumo de energía posible.
1. La CPU entra en suspensión cuando se escanea el sensor.
2. Si se escanea un sensor, se procesan los datos del sensor escaneado anteriormente. Esto elimina la necesidad de mantener el dispositivo activo durante el tiempo necesario para procesar los datos del sensor después de escanear todos los sensores.
Estas técnicas pueden ayudar a optimizar el consumo de energía, pero si el diseño tiene características avanzadas como el control de brillo LED, la optimización de energía es una idea de último momento. Esto se debe a que el control de brillo del LED debe ocurrir durante todo el ciclo de ejecución del dispositivo. Entonces, el temporizador rápido siempre debe estar encendido y luego el reloj de MHz debe estar encendido. Sus resultados son mayor potencia, pero todavía hay una compensación entre la optimización de energía y el control de brillo LED. La siguiente sección le mostrará cómo.
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Combinación de detección capacitiva e iluminación LED