Sensor táctil: principio de funcionamiento, tipos, aplicaciones

¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona la pantalla táctil de tu teléfono inteligente? ¿O cómo se detecta tu huella digital en un escáner de huellas digitales? Los sensores táctiles son el corazón de estas tecnologías y desempeñan un papel fundamental en nuestras vidas diarias. En este artículo, descubriremos los principios de funcionamiento de los sensores táctiles, los diferentes tipos disponibles en el mercado y sus amplias aplicaciones en diversos campos. ¡Prepárate para adentrarte en el fascinante mundo de los sensores táctiles!

A sensor táctil es un tipo de dispositivo que captura la información de la interacción física con su entorno. Por lo tanto, el sensor táctil también se llama sensor táctil.

¿Qué significa «táctil»? Táctil significa tocar. Es algo que está diseñado para ser distinguible al tacto y también perceptible al tacto. El tacto es algo que se relaciona con el sentido del tacto.


¿Qué es un sensor táctil o táctil?

Los sensores táctiles miden la información táctil en función del contacto físico con el entorno. La sólida arquitectura del sensor se basa en la detección biológica del tacto de la piel, que detecta una variedad de estimulaciones mecánicas, así como cambios de temperatura.

Los sensores táctiles utilizados en robótica, hardware informático y sistemas de seguridad son pocos para mencionar.


Principio de funcionamiento del sensor táctil

Los sensores táctiles actúan como un interruptor. Al contacto, presión o fuerza, se activan y se comportan como un interruptor. Cuando se libera la presión de contacto, se comportan como interruptores cerrados. Los diferentes tipos de sensores táctiles funcionan según los siguientes principios.

  • Capacidad – Un cambio en la capacitancia del capacitor de placas paralelas es proporcional a la presión aplicada en las dos placas conductoras.
  • Piezo-resistividad – La resistencia del sensor táctil varía con la fuerza aplicada debido a la deformación de la forma.
  • Piezoelectricidad – El cambio de resistencia en el sensor piezoeléctrico depende de la magnitud del voltaje generado durante la deformación de la red cristalina.

Conceptos básicos del sensor táctil

El término sensor táctil también se refiere a un sensor táctil. Los sensores táctiles son sensores electrónicos que detectan el tacto. Se comportan como interruptores cuando se toca la pantalla. Estos son simples de diseñar, económicos y producidos a gran escala. Con los avances tecnológicos, los sensores se reemplazan rápidamente por interruptores mecánicos.

Los sensores táctiles permiten que un dispositivo detecte el contacto o la proximidad de un usuario u operador humano general. Los dispositivos de entrada de detección táctil ofrecen numerosas posibilidades nuevas de interacción técnica y reemplazan de manera confiable los botones e interruptores mecánicos para eliminar el desgaste mecánico. Se pueden configurar como simples controles deslizantes, botones giratorios o paneles táctiles para interfaces de usuario intuitivas.

El sensor táctil funciona principalmente cuando un objeto o individuo entra en contacto físico con él. Los sensores táctiles son sensibles al contacto, la fuerza y ​​la presión. Así, los sensores táctiles ofrecen una interfaz para usuarios intuitivos.

Tipos de sensores táctiles

Según sus funciones, existen dos tipos de sensores táctiles.

  • sensor capacitivo
  • sensor resistivo

Sensor táctil capacitivo

En este artículo, analizamos solo los sensores capacitivos, porque se usan mucho. Hay sensores analógicos y digitales disponibles en la actualidad. Los sensores han provocado un cambio revolucionario en el tamaño y el costo de los sensores digitales disponibles.

Hoy en día, estos sensores han provocado un cambio revolucionario en el tamaño y el costo de varios sistemas de control. Uno de esos sensores que pueden detectar el tacto es el sensor táctil.

Utilizando el acoplamiento capacitivo, un sistema de detección capacitiva detecta y mide cualquier cosa que sea conductora o tenga una diferencia dieléctrica con el aire.

Las pantallas táctiles capacitivas distinguen y detectan la ubicación específica del contacto, en función de los impulsos eléctricos del cuerpo humano, generalmente de las yemas de los dedos. Por lo tanto, las pantallas táctiles capacitivas no requieren ninguna fuerza sobre la superficie de la pantalla.

La tecnología de pantalla táctil capacitiva es popular y tiene amplias aplicaciones como sensor táctil. Las pantallas táctiles capacitivas son muy nítidas y ofrecen hasta 90 de transparencia. Los sensores táctiles capacitivos son los más adecuados para los teléfonos inteligentes debido a su mayor nitidez que la tecnología resistiva.

Principio de funcionamiento del sensor táctil de tipo capacitancia

El cambio de capacitancia es proporcional al cambio en la presión externa entre las placas y, por lo tanto, a las características de compresión del material dieléctrico. Un cambio de una pequeña cantidad de capacitancia se debe al cambio en la distancia entre las placas.

Sensor táctil: principio de funcionamiento, tipos, aplicaciones

Dónde,

A = Área de placas paralelas
D= distancia entre las placas
C = Capacitancia
ɛ0= Permitividad en el espacio libre
Ɛr = permitividad relativa

Sensor táctil: principio de funcionamiento, tipos, aplicaciones

Un sensor táctil capacitivo es un dispositivo electrónico que se comporta de manera similar a un botón pulsador. Se activa con poca o ninguna presión. El funcionamiento de este tipo de sensor táctil se basa en el funcionamiento de la medida de la variación de la capacitancia. Por lo tanto, cualquier cambio en la capacitancia muestra contacto con la placa del sensor.

El sensor táctil capacitivo contiene conductores paralelos traseros con un aislante entre ellos. Estas placas conductoras actúan como un capacitor con un valor de capacitancia de C0.

Sensor táctil: principio de funcionamiento, tipos, aplicaciones

De la figura anterior, está claro que la placa del sensor y el cuerpo humano actúan como un capacitor y, por lo tanto, forman un sistema que almacena una carga eléctrica. Cuando estas placas conductoras entran en contacto con nuestros dedos, nuestro dedo actúa como un objeto conductor. Debido a esto, habrá un aumento incierto en la capacitancia.


Un circuito de medición de capacitancia continúa la capacitancia C0 del sensor Al detectar un cambio en la capacitancia, este circuito genera una señal.

A medida que la distancia disminuye, la capacitancia aumenta y el sistema almacena una carga mayor. La placa del sensor acumula la carga y genera una señal digital cuando la cantidad de carga supera cierto valor.

Los materiales, como el polidimetilsiloxano (PDMS) y el poliuretano (PU), son ideales para las capas dieléctricas del sensor táctil de capacitancia.

Ventajas del sensor táctil de capacitancia

  1. La principal ventaja de este tipo de sensor es que no requiere contacto físico para realizar el disparo, basta con acercar un dedo a 1mm – 5mm del sensor. Por este motivo, también se denominan dispositivos sin contacto.
  2. Es posible colocar el sensor táctil debajo de vinilo, plástico, cartón, madera o vidrio, siempre que el grosor no sea excesivo.
  3. Otra ventaja es que los sensores capacitivos no tienen partes móviles, por lo que tienen una mayor durabilidad que un interruptor convencional.
  4. También pueden ser útiles, por ejemplo, para ubicar un botón táctil debajo de un panel interactivo, vinilo con artes gráficas.
  5. Tienen buena respuesta de frecuencia, gran rango dinámico y alta resolución espacial.

Desventaja del sensor táctil de capacitancia

  1. Un inconveniente de estos sensores es que pueden dar una falsa alarma. El funcionamiento del sensor es susceptible al ruido.
  2. No funcionan bajo materiales conductores, en particular bajo metales.

Aplicaciones del sensor táctil de capacitancia

Los sensores capacitivos están fácilmente disponibles y a bajo costo. Los sensores de este tipo están muy extendidos;

  • los teléfonos móviles,
  • iPods, Automóviles
  • Medición de presión, distancia, etc.
  • Electrodomésticos utilizados en el hogar
  • Interiores de automóviles
  • Máquinas dispensadoras de dinero (ATM)
  • Dispositivos médicos
  • Dispositivos de comunicación y navegación.
  • Interruptores de luz
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