Infineon PSoC 4000T ไมโครคอนโทรลเลอร์ประหยัดพลังงาน รองรับ multi-sense เช่นการสัมผัสแบบ capacitive, inductive, การโบกมือ (hover) และอื่นๆ

Infineon Technologies ได้เปิดตัว PSoC 4000T Multi-Sense เป็นชิปไมโครคอนโทรลเลอร์ประหยัดพลังงาน และจะเปิดตัว PSoC 4100T Plus ในเร็วๆ นี้ ซึ่งมาพร้อมหน่วยความจำที่มากขึ้นและขา I/O ที่เพิ่มขึ้น ไมโครคอนโทรลเลอร์เหล่านี้รวมเทคโนโลยี CAPSENSE รุ่นที่ 5 เข้ากับความสามารถในการตรวจจับแบบ Multi-Sense รวมถึงเทคโนโลยีการตรวจจับแบบเหนี่ยวนำ (inductive sensing) และการตรวจจับของเหลวแบบไม่สัมผัส (non-contact liquid sensing) ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ Infineon ทำให้สามารถพัฒนาอินเทอร์เฟซมนุษย์กับเครื่องจักร (HMI) ขั้นสูงได้ง่ายขึ้น เช่น การสัมผัสผ่านโลหะ (touch-over-metal), การสัมผัสแบบโบกมือ (hover touch), และการตรวจจับระดับของเหลวที่แม่นยำ

ไมโครคอนโทรลเลอร์รุ่นนี้ยังรองรับ SmartSense auto-tuning ที่ช่วยปรับจูนอัตโนมัติโดยไม่ต้องคาลิเบรตเอง รองรับการตรวจจับแบบ Always-On โดยใช้พลังงานต่ำกว่ารุ่นก่อนหน้าถึง 10 เท่า และให้ค่าอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน (SNR) สูงขึ้น 10 เท่า นอกจากนี้ อุปกรณ์ยังสามารถตรวจจับการสัมผัสแบบโบกมือผ่านช่องอากาศหนา 2 ซม. และรองรับการตรวจจับแบบ capacitive, inductive และของเหลวภายในชิปเดียว อีกทั้งยังรองรับการกันน้ำสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง และช่วยลดความซับซ้อนของระบบรวมถึงต้นทุนโดยการรวมเทคโนโลยีตรวจจับหลายรูปแบบไว้ในชิปเดียว

สเปคของ Infineon PSoC 4000T:

• MCU Core – ซีพียู Arm Cortex-M0+ ความเร็ว 48 MHz
• หน่วยความจำ – SRAM สูงสุด 8 KB
• ที่เก็บข้อมูลข้อมูล – หน่วยความจำแฟลชสูงสุด 64 KB พร้อมตัวเร่งการอ่าน (Read Accelerator)
• ความสามารถในการตรวจจับ
  • เทคโนโลยี 5th-generation CAPSENSE
    • รองรับ Self-Capacitive และ Mutual-Capacitive Sensing
    • อินพุตเซนเซอร์สูงสุด 16 ช่อง (สูงสุด 16 ช่อง Self-Capacitive, สูงสุด 64 ช่อง Mutual-Capacitive)
    • รองรับ Hover Touch, Proximity, Finger-Tracking, Metal-Touch, Force-Touch
    • ค่า SNR สูงกว่า 5:1, ค่าพื้นฐานสัญญาณรบกวนต่ำกว่า 100 aF
    • รองรับ SmartSense Auto-Tuning สำหรับการปรับค่าตรวจจับอัตโนมัติ
  • Inductive Sensing (การตรวจจับแบบเหนี่ยวนำ)
    • ใช้เทคนิค Fly-back Inductive Sensing พร้อมระบบต้านทานสัญญาณรบกวน
    • รองรับค่าเหนี่ยวนำของเซนเซอร์ตั้งแต่ 100 nH ถึง 200 µH
    • ความถี่เซนเซอร์อยู่ในช่วง 40 kHz – 5.7 MHz
    • รองรับ Spread Spectrum Clock และ Frequency Hopping
  • Liquid Level Sensing (การตรวจจับระดับของเหลว)
    • รองรับการตรวจจับระดับของเหลวแบบไม่สัมผัส (Contactless Liquid-Level Detection)
    • ทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน, ตรวจจับของเหลวหลายประเภท, และสามารถแยกแยะโฟมหรือสิ่งตกค้างได้
• อุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripherals)
  • 2x Serial Communication Blocks (SCBs) รองรับ I2C, SPI, UART (ปรับเปลี่ยนได้ขณะทำงาน)
  • 2x 16-bit Timer/Counter/PWM (TCPWM) Blocks
  • รองรับ Quadrature Decoder, Center-Aligned, Edge, และ Pseudo-Random Modes
  • ตัวถอดรหัสกำลังสอง โหมดจัดกึ่งกลาง ขอบ และสุ่มเทียม
  • ±2% Internal Main Oscillator (IMO)
  • 40 kHz Internal Low-Power Oscillator (ILO)
  • GPIO แบบโปรแกรมได้สูงสุด 21 ช่อง
• การใช้พลังงาน
  • แรงดันไฟเลี้ยง 1.71V ถึง 5.5V
  • โหมด Deep Sleep ใช้พลังงาน 6 µA พร้อมระบบตรวจจับสัมผัสที่เปิดใช้งานตลอดเวลา
  • การตรวจจับและติดตามการสัมผัสขณะทำงานใช้พลังงานเฉลี่ย 200 µA
• ตัวเลือกแพ็คเกจ
  • WLCSP 25 พิน (ระยะพิทช์ 0.35 มม.)
  • QFN 24 พิน (ระยะพิทช์ 0.5 มม.)
  • QFN 16 พิน (ระยะพิทช์ 0.5 มม.)

จากหน้าผลิตภัณฑ์ พบว่ามีไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ใหม่ที่ถูกเพิ่มเข้ามาทั้งหมด 19 รุ่น หลังจากตรวจสอบสเปคแล้ว พบว่า CY8C4046FNI-T442T, CY8C4046LQI-T441 และ CY8C4046LQI-T442 เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการประสิทธิภาพสูง เนื่องจากใช้ โปรเซสเซอร์ ARM Cortex-M0+ ความเร็ว 48 MHz, หน่วยความจำแฟลช 64 kB, และหน่วยความจำ SRAM 8 kB ในขณะที่ซีรีส์ระดับเริ่มต้นอย่าง CY8C4025 ทำงานที่ความถี่ 24 MHz และมาพร้อมหน่วยความจำแฟลช 32 kB และ SRAM 4 kB จึงเหมาะสำหรับงานฝังตัวพื้นฐานที่ต้องการการประมวลผลน้อยกว่า

ด้านซอฟต์แวร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์ PSoC 4000T Multi-Sense Low-Power MCU ได้รับการรองรับด้วย ModusToolbox ซึ่งมีชุดซอฟต์แวร์ที่ครบครัน ได้แก่ Board Support Packages (BSPs), Peripheral Driver Libraries (PDL) และ Middleware เช่น CAPSENSE ซอฟต์แวร์นี้มาพร้อมกับ SmartSense ที่ช่วยปรับแต่งฮาร์ดแวร์โดยอัตโนมัติ, รองรับ CPU-Independent Autonomous Channel Scanning, และมี Class-B Firmware Libraries สำหรับการรับรองความปลอดภัย นอกจากนี้ยังรองรับเครื่องมือพัฒนาบนสถาปัตยกรรม Arm และสามารถทำงานร่วมกับ IDEs ของบุคคลที่สาม เพื่อใช้พัฒนาแอปพลิเคชันได้อย่างยืดหยุ่น

บริษัทได้จัดทำ CY8CPROTO-040T ชุดสร้างต้นแบบสำหรับทดลองใช้งาน

แอปพลิเคชันตรวจจับแบบ capacitive กำลังต่ำ โดยใช้เทคโนโลยี CAPSENSE รุ่นที่ 5 ชุดพัฒนานี้มาพร้อมกับไมโครคอนโทรลเลอร์ PSoC 4000T และมีองค์ประกอบการสัมผัสต่างๆ เช่น ปุ่มแบบ Self-Capacitance, ปุ่มแบบ Mutual-Capacitance, เซ็นเซอร์ตรวจจับความใกล้แบบ Capacitive Proximity, ตัวเลื่อนแบบ Capacitive Slider ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบสัมผัส (Touch-Based UI) นอกจากนี้ บอร์ดยังมี LED สำหรับผู้ใช้ (รองรับ 16-bit PWM), ปุ่มกดสำหรับผู้ใช้, และ ตัวโปรแกรมในตัว ช่วยให้พัฒนาได้ง่ายขึ้น รองรับซอฟต์แวร์ ModusToolbox และเปิดให้เข้าถึง ขา I/O ทั้งหมด เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อวงจรตรวจจับ capacitive แบบกำหนดเองได้, CY8CPROTO-040T มาพร้อมกับตัวอย่างโค้ด CE238817 ตั้งแต่โรงงาน, ได้รับมาตรฐาน RoHS, ปราศจากฮาโลเจน และวางจำหน่ายในแพ็กเกจ TRAY การใช้งานหลักของบอร์ดนี้ ได้แก่ การตรวจจับแบบสัมผัส (Touch Sensing), การตรวจจับความใกล้ (Proximity Sensing), และการพัฒนาอินเทอร์เฟซผู้ใช้แบบ Capacitive สำหรับระบบฝังตัวประเภทต่างๆ สามารถดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้จาก คู่มือผู้ใช้ของบอร์ดพัฒนา

บริษัทยังได้แนะนำชุดสร้างต้นแบบ CY8CPROTO-040T- MS ที่ใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ CY8C4046LQI-T452 และรองรับเทคโนโลยีการตรวจจับหลายรูปแบบ ได้แก่ Capacitive Sensing (ตรวจจับแบบ capacitive), Inductive Sensing (ตรวจจับแบบ inductive), Liquid Level Sensing (ตรวจจับระดับของเหลว), Hover Touch (การสัมผัสแบบไม่ต้องสัมผัสโดยตรง) โดยทั้งหมดนี้ทำงานบนเทคโนโลยี Multi-Sense Converter Low-Power (MSCLP) ของ Infineon, ชุดพัฒนา CY8CPROTO-040T-MS ประกอบด้วย บอร์ดควบคุมหลัก และ บอร์ดเสริม (Daughter Boards) หลายตัว ได้แก่ บอร์ด Touch-over-Metal จำนวน 2 บอร์ด, PCB แบบยืดหยุ่น (FPC) สำหรับการตรวจจับระดับของเหลวพร้อมภาชนะตัวอย่าง และโมดูลปุ่มกดแบบ Hover Touch นอกจากนี้ยังมาพร้อมกับ KitProg Programmer/Debugger ในตัว ทำให้พร้อมใช้งานสำหรับการพัฒนาและทดสอบโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์เสริมเพิ่มเติม

ก่อนหน้านี้เราเคยเขียนเกี่ยวกับ ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่รองรับ Touch Sensing เช่น Renesas RX260 และ RX26 และซีรีย์ ESP32 ที่รองรับอินเทอร์เฟซการตรวจจับแบบสัมผัส (เช่น ESP32-P4 มี 14 touch sensing pins) แต่ Infineon PSoC 4000T นำเสนอเทคโนโลยีการสัมผัสที่ครอบคลุมและรองรับโซลูชันที่หลากหลายกว่า

แม้ว่า Infineon จะให้ลิงก์ซื้อ PSoC 4000T Multi-Sense Low-Power MCU จากตัวแทนจำหน่าย เช่น DigiKey, Mouser, และ Arrow แต่ขณะเขียนบทความนี้ ยังไม่มีสินค้าในสต็อกหรือหมดแล้ว สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้จากหน้าเว็บไซต์ผลิตภัณฑ์, เอกสาร Application Note และข่าวประชาสัมพันธ์ นอกจากนี้ Infineon ยังจัดแสดง โหมดการทำงานของ PSoC 4 Multi-Sense ที่งาน Embedded World 2025 จนถึงวันที่ 13 มีนาคม

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : Infineon PSoC 4000T multi-sense low-power MCU features capacitive, inductive, hover, and non-contact liquid sensing

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT