Il circuito capacitivo
I sensori capacitivi rappresentano una delle tipologie di sensori più utilizzate nei dispositivi di nuova generazione e costituiscono un valido sostituto ai classici sensori meccanici. Sono alla base del funzionamento dei dispositivi tattili hi-Storia e vengono usati nelle interazioni con moltissimi altri dispositivi d’uso comune, come display di smartphone e tablet.
I sensori capacitivi sono in grado di individuare il cambio di capacitanza dovuto all’influenza di un oggetto esterno, nel nostro caso la mano di un utente che tocca il dispositivo hi-Storia.
Come può un dito cambiare la capacitanza del circuito?
Il programma caricato su Arduino permette al microcontrollore di inviare, attraverso il pin trasmettitore, uno stato (valore numerico) al pin ricevitore. Il pin ricevitore cambierà il suo stato nel valore numerico inviato dal trasmettitore.
Per semplificare al massimo il circuito, è stato scelto di misurare in maniera indiretta il cambio di capacitanza: infatti non si misura questo valore, bensì il tempo che intercorre tra un cambio di stato e l’altro. Senza corpi esterni che modificano la capacitanza, il tempo di cambio stato sarà stabile e sopratutto molto contenuto.
Difatti il circuito capacitivo e il corpo dell’utente formano un condensatore (capacitor in inglese). Il condensatore ha la capacità di accumulare una carica elettrica. Maggiore è la capacitanza, maggiore sarà la carica accumulata. Inserendo la mano e il nostro corpo nel circuito capacitivo, aumentiamo l’intera capacitanza e lo stato cambierà con un ritardo maggiore rispetto a quando il circuito non presenta interferenze esterne.
Nell’ambito della realizzazione di pulsanti con Arduino, il sensore capacitivo DIY presenta diversi vantaggi:
- è estremamente economico;
- è facile da costruire
- ogni sensore richiede solo 1 PIN digitale;
- può essere nascosto, poiché funziona anche sotto una superficie (costituita da materiale non metallico e non più spessa di 6 mm);
- può essere usato al posto di un pulsante meccanico;
- può rilevare la presenza di una mano fino a una distanza di 40cm. Come vedremo nelle prossime lezioni, la distanza dipende dalla resistenza utilizzata nel circuito.