静電容量タッチキーコントローラーの原理：Q&Aで学ぶマイコン講座（61）（3/3 ページ）

マイコンユーザーのさまざまな疑問に対し、マイコンメーカーのエンジニアがお答えしていく本連載。61回目は、初級者の方からよく質問される「静電容量タッチキーコントローラーの原理」についてです。

[STマイクロエレクトロニクス，EDN Japan]

タッチパネルは複数のタッチキーで構成される

　Pin1とタッチキー1つの組み合わせでは、1つのスイッチング機能しか実現できません。実際のタッチパネルは、画面上で指の動きを検知します。そのためには、複数のタッチキーを組み合わせる必要があります。

　図3は、タッチキーを5つ使用した例です。タッチキー5つに対して、Csを1つ設けます。Pin1からPin5まで順にタッチ検出を行います。Csが1つしかないので、5つ同時に動作させることはできませんが、マイコンの動作は人の動作に比べてはるかに速いので、見かけ上5つのタッチキーによる同時検知を実現できます。Csの数を増やして、1つのCsに対応するタッチキーの数を減らせばタッチ検知の速度は上がります。ただ、その分だけハードウェアの負担は増えます。

　1つのCsに対していくつのタッチキーが適用できるかは、マイコンの性能や、タッチを検知する仕様に依存します。そのため、試作ボードを作って、実測することをおすすめします。

図3：複数タッチキーへの適用

　複数のタッチキーをマトリックス状やホイール状、またはスライダー状などに並べることで、さまざまな形状のタッチパネルを作ることも可能です。

　指先がタッチパネルをなぞると、配置されたタッチキーが次々とタッチを検知しますので、それぞれのタッチキーの位置と検出時間の差分を抽出することによって、指がなぞった形跡を導き出すことができます。

実際にマイコンでタッチキー制御を体験する

　実際にマイコンで静電容量タッチキーを制御できるスターターキットもマイコンメーカーから提供されています（図4）

図4：スターターキットの例（STマイクロエレクトロニクスの「32L152CDISCOVERY」）

　例えば、STの「32L152CDISCOVERY」^＊4）はSTM32L1シリーズのアプリケーション開発用に準備されたスターターキットで、通販でも入手可能になっています。マニュアル、サンプルプログラム、回路などの開発に必要なものは、すべてインターネットからダウンロードでき、初心者でも簡単に扱えるでしょう。

　同キットではプリント基板上に、スライダー式リニアタッチセンサー（4つのタッチキー）が実装されており、動作用のプログラムも準備されているため、簡単にタッチキー制御を体験できるようになっています。

　同キットと鉄道模型をつなげて、スライダー式リニアタッチセンサーで模型車両のスピード制御システムを作成した事例や、小型扇風機の風速制御を行った事例などもあります。比較的やさしいプログラムが使われているので、マイコン初級者でも楽しめるでしょう。

＊4）スターターキット「32L152CDISCOVERY」

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