터치 제어를 위한 혁신적인 솔루션

2011-02-28
편집부

터치 제어를 위한 혁신적인 솔루션
아이팟(iPod)이 성공을 거두면서 터치 센스 기술이 시장에서 빠르게 확산되고 있다. 그만큼 이 기술이 확실한 이점들을 제공하기 때문이다. 기계식 부품들을 이용한 기존의 기법과 비교해서 슬라이딩이나 줌 같은 매력적인 애플리케이션이 새로운 차원의 HMI(human machine interface) 디자인을 가능하게 한다. 또한 터치 제어를 이용한 디스플레이는 마모와 오염에 대해서 신뢰성과 내구성이 뛰어나다.
Dirk Heinen / 인피니언 테크놀로지스 산업 및 멀티마켓 8비트 마이크로컨트롤러 제품마케팅 매니저

시스템 디자이너들은 BOM(bill of materials)을 줄이고 향상된 설계 유연성을 활용할 수 있다. 이에 따라서 혁신적인 터치 제어를 이용해서 HMI 디자인을 좀더 직관적이고, 견고하고, 비용을 절감할 수 있도록 향상시키기 위한 요구가 높아지고 있다. 인피니언의 inTouch는 직관적인 HMI 디자인을 위한 경제적인 가격대의 확장 가능하고 최적화된 마이크로컨트롤러 솔루션을 제공한다.
인피니언의 XC800 제품군에 새롭게 추가된 8비트 마이크로컨트롤러 제품들인 XC82x와 XC83x 시리즈는 모터 제어를 위해 잘 알려진 기능들과 함께 터치 제어를 이용하는 디스플레이 애플리케이션을 위한 전용 주변장치 유닛을 제공한다(그림 1 참조). 정전식 터치 센싱 기능을 포함함으로써 매력적인 스위치 옵션을 가능하게 한다. 동일한 핀을 이용해서 최대 64개 LED로 이루어진 LED 매트릭스의 구동과 터치 센스 기능을 결합할 수 있는데 이는 시장에서 유일한 것이다. 또한 스텝퍼 게이지 직접 구동, 과전류 검출, 최적화된 EMC 동작을 위한 슬루 레이트(slew rate) 제어로 효율적이며 지능적인 디자인을 달성할 수 있다. 이들 마이크로컨트롤러로 최대 50mA로 LED 디스플레이나 스텝퍼 모터를 직접 구동할 수 있다.

터치 제어를 위한 혁신적인 솔루션
인피니언의 기술은 정전식 터치 센스 방식을 기반으로 하며 고집적 산업용 및 자동차 애플리케이션에 편리하게 이용할 수 있도록 설계되었다. 정전식 센싱 시스템은 인체(손가락 등)가 시스템의 정전용량을 변화시키는 물리 현상을 이용해서 일련의 도체들이 전기장과 상호작용하는 것이다. 이 방식으로 제품을 만들기 위해서는 마이크로컨트롤러가 필요하다. 마이크로컨트롤러 기반 제어 회로가 터치를 검출하고 터치 이벤트가 발생한 것인지 아닌지 그리고 어떤 동작을 실행할 것인지 결정한다. 마이크로컨트롤러를 이용해서 여러 방법으로 이와 같은 솔루션을 구현할 수 있다.
인피니언의 솔루션에 이용하는 완화 발진기(relaxation oscillator) 토폴로지는 전기 잡음에 대해서 견고성을 향상시키고 오류를 줄임으로써 더 높은 신뢰성을 달성할 수 있다. 인피니언이 ROM 코드의 일부로서 이 솔루션을 위한 기본적인 알고리즘들을 포함한 최적화된 소프트웨어 라이브러리를 제공하므로 조절 작업이나 조정 작업을 줄일 수 있다. 그러므로 플래시 메모리와 CPU 자원을 고객의 특정한 솔루션에 이용할 수 있으며 디자이너가 기본적인 기능들을 구현하기 위해서 시간을 낭비할 필요가 없다.
XC82x 및 XC83x 시리즈의 전문적인 주변장치 유닛은 시간 다중화 동작을 통해서 터치와 LED 매트릭스 제어를 결합할 수 있다. 높은 주파수로 동작함으로써 터치 센싱과 예를 들어서 디스플레이에 이용되는 LED 매트릭스 제어를 결합할 수 있다. 그럼으로써 핀 수가 적고 저렴한 단일 층 PCB 솔루션을 달성할 수 있다. 예를 들어 표준적인 12버튼 키 패드를 5개 핀만을 이용해서 구현할 수 있다.
inTouch는 사용하기 편리하고 경제적인 가격대의 터치 제어에 대한 갈수록 높아지는 요구를 충족하기 위한 인피니언의 솔루션이다. 이들 솔루션은 산업용 및 자동차 애플리케이션에 이용할 수 있도록 터치 제어 기능을 제공하는 확장 가능 마이크로컨트롤러들이다. 다양한 플래시 크기, 아날로그 입력 채널 수, 패키지 옵션, 코프로세서 지원을 특색으로 하는 디바이스 제품들을 이용할 수 있다.

컬러 휠 애플리케이션 키트
이들 첨단 터치 제어 솔루션의 이점을 살펴볼 수 있도록 인피니언은 컬러 휠 애플리케이션 키트를 제공한다(그림 2 참조). KIT_AK_INTOUCHCW KIT라고 하는 이 키트는 새로운 XC822T 8비트 마이크로컨트롤러를 채택한 것으로서 이 키트를 바로 이용해서 정전식 터치 휠과 버튼을 HMI로 LED의 색상, 채도, 밝기 등을 조절할 수 있다.
이 마이크로컨트롤러의 플래시 메모리로 애플리케이션 예제 코드가 로드되어 있으며 인피니언의 무료 개발 툴 체인인 DAVE™ Bench를 이용해서 이 코드를 액세스하고 수정할 수 있다. 그러므로 디자이너들이 이 코드를 토대로 자신의 솔루션을 개발할 수 있으므로 출시 시간을 단축할 수 있다.
이 키트는 CD-ROM에 터치 휠/버튼 및 LED 색상 제어를 위한 애플리케이션 예제 코드와 모든 도큐멘테이션 및 소프트웨어 툴들을 포함한다. 전원 공급과 프로그래밍 액세스를 위한 표준적인 USB 인터페이스를 제공하므로 불과 19.99유로의 가격으로 컴팩트하면서 사용하기 편리한 키트를 제공한다(inTouch 솔루션에 관한 자세한 내용이나 이 키트의 주문에 관해서는 www.infineon.com/intouch에서 볼 수 있다).

새로운 XC82x 및 XC83x 마이크로컨트롤러 시리즈
XC800 제품군의 새로운 마이크로컨트롤러 시리즈로서 XC82x와 XC83x는 에너지 절약 제어 디자인을 매우 저렴한 비용으로 구현할 수 있도록 한다. XC82x 제품들은 MDU와 고속 ADC를 통합함으로써 홀 센서를 이용한 사인파 정류를 위한 고속 PWM 유닛을 제공하며, XC83x 제품들은 여기에 더해서 향상 벡터 컴퓨터(MDU와 CORDIC)를 통합함으로써 완벽한 하드웨어 지원 FOC 기능을 제공한다.
조명 애플리케이션의 효율적인 전력 변환(LED의 전류 제어, HID의 전력 제어와 점화 등)과 인덕션 방식 조리기구 같이 유사 공진 제어(quasi resonant control)를 이용한 단일 스위치 토폴로지에 이용하기 위한 XC82x/XC83x 마이크로컨트롤러 제품들은 48MHz로 클로킹하는 CapCom6와 샘플 시간이 불과 125ns이고 변환 시간이 약 820ns인 고속 16MHz ADC를 제공한다. 이 ADC와 CCU6 사이의 직접적인 하드웨어 링크에 의해서 강력한 PWM 제어를 가능하게 한다. 또한 ADC limit checker를 통합함으로써 8비트 분해능의 디지털 비교기를 구현한다.
뿐만 아니라 저가형 SC82x 및 XC83x 시리즈는 터치 센스 및 LED 매트릭스 제어, 32kHz 및 75kHz 발진기를 이용한 RTC, 스텝퍼 게이지 직접 구동을 위한 고전류 패드 등의 추가적인 새로운 기능들을 제공함으로써 제품의 유용성을 향상시켰다.