Troubleshooting Guide for CapSense® MBR3 Designs - KBA210900
タイトル： CapSense® MBR3設計でのトラブルシューティングガイド
content.librarianが 2016/04/04 1:56 に作成。ChaitanyaV_61が 2020/04/27 1:05 に変更。
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回答：
本ガイドはCapSense MBR3基本設計で起きうる共通問題に関して説明します。MBR3およびCapSenseが初めての場合、AN64846 - Getting Started with CapSense®を使用して開始して下さい。本資料のAppendix セクションでより関連する参考資料を提供しています。
内容：
- ホストコントローラでMBR3を構成できない
- タッチしてもセンサーが反応しない
- 触れてないのにタッチしているとレポートされる
- MBR3と通信中に度々I2C NACKになる
- 動的にPWMデューティーサイクルが変更できない
- MBR3の消費電流が大きい
- どのようにしてMBR3の構成を工場での初期状態にリセットするのか
- ホストコントローラとCapSenseセンサーの両方からGPOを制御
- Ez-クリックソフトウェアのMiniProg4サポート
- 付録
１．ホストコントローラでMBR3を構成できない
デバッグに必要なツール：EzClickおよびホストコントローラ
デバッグハードウェア：USB-I2Cブリッジとして使用するMiniprog3
デバッグ手順：
ホストコントローラがMBR3で構成できない場合、問題は下記の可能性があります：
1.1 I2Cコミュニケーション
- I2Cラインが標準で2.2 kW~6.5
kWの抵抗でVDDにプルアップされているかどうか確認して下さい。 - チップのAXRESnピンがLOWにプルダウンされていないか確認して下さい。対応製品のAXRESnピン番号を確認するにはMBR3xxx_Datasheetを参照下さい。
- MBR3の初期I2Cスレーブアドレスは0x37 (7ビットアドレッシング)です。マスターは、それが変更あるまではこのアドレスを使用できます。
- MBR3は低消費電力向けに設計されています； 従って、定期的にウェイク-スリープシーケンスを行います。MBR3がスリープの時、I2C処理があった場合、MBR3はNACKとなります。ホストは新しい処理を340ms以内に再実行する必要があります。最初の処理はスリープモードからウェイクアップまで、MBR3がウェイクアップソースとして動作します。従って、最初の処理の後、ホストはMBR3がスリープに再び入った後、340ms以内に処理を再実行する必要があります。
1.2 構成データ
- I2C経由でMBR3に書き込まれる128バイトデータはExClickプロジェクトから生成された.IICファイルからフェッチされます。図1はブリッジコントロールパネルソフトウェアで開かれたIICファイル（PSoCプログラマーと一緒にシステムにインストール）を示しており、128バイトデータをハイライトしています。このデータはMBR3製品を構成するためにホスト制御プログラムに使用できます。
図1． 128バイト16進データがハイライトされたサンプルIIC
注意： IICファイルからフェッチ後に構成データが更新された場合、CRCはもはや有効ではなく、MBR3構成は成功しません。‘フラッシュに保存’コマンド（CTRL_CMDレジスタのCMD=0x02）はうまく実行されません； これはCTRL_CMD_STATUSレジスタでエラーとして戻されます。従って、構成を変更する時は常に、新しいCRCをホストで計算するか、ExClickソフトウェアで作成した新しいIICファイルを取得する必要があります。構成データの最終2バイトはCRC値になります。
1.3 構成シーケンス
構成シーケンスはCY8CMBR3xxx CapSense® 設計ガイドの5.2.3章に記載の手順に従ってください。ホストAPIを経由して構成される詳細な手順は5.2.3章を参照下さい。
2. タッチしてもセンサーが反応しない
MBR3センサーが反応しない場合、下記を確認下さい。
1. 電源投入セルフテスト： システム診断電源投入セルフテストを実行することでセンサーハードウェアの状態に問題がない事を確認して下さい。詳細な情報はCY8CMBR3xxx CapSense® 設計ガイドの5.1.1.10章を参照下さい。
2. 感度および閾値設定： 感度は指接触のSNRを5:1に設定して下さい。チューニング手順はCY8CMBR3xxx CapSense® 設計ガイドの6章に従って下さい。
3. 高い寄生容量： センサーの寄生容量は直接感度に影響します。高い寄生容量は、低いCpのセンサーと比較した場合、指接触に応じて信号を低減します。Cpが45pFを超える場合、センサーは無効になります。図2に示すようにCapSense出力ウィンドウのEzClickソフトウェアから、同様にDEBUG_CP(0xDD)レジスタからI2Cを経由してCpを読み出すことが可能です。設計は、希望する範囲のCpを維持するためにCY8CMBR3xxx CapSense® 設計ツールボックスで提供されている適切なレイアウトガイドラインに従って下さい。
4. オーバーレイの厚み： 厚いオーバーレイは信号を低減します。アクリルのオーバーレイ厚みは最大で5mmを推奨します。より高い誘電率のオーバーレイはより良い信号を提供します。幾つかのオーバーレイ材料の誘電率はAN64846 - Getting Started with CapSense®に記載されています。PCB上でオーバーレイを貼り付ける時、エアギャップがない事を確認して下さい。エアギャップは感度を顕著に低下させます。
5. ガードセンサー： 設計でガードセンサーを使用されていて、ガードセンサーが有効な場合、すべてのセンサーは無効になります。他のセンサーがタッチされている時、ガードセンサーが有効になるかどうかを確認するには、ExClickソフトウェアで他のボタンがタッチされている時にガードセンサーの状態を読むか、BUTTON_STATレジスタを読み取ります。ガードセンサーの感度は最低を保持している事を確認して下さい。
3. 触れてないのにタッチしているとレポートされる
- ボタンがタッチされた時に隣のボタンがトリガされる： この問題は隣のボタンの感度が高いか、不適切なレイアウト設計のために発生します。隣のボタンが過敏になっていないか確認して下さい。過敏とは、タッチのアクティブエリア外でのタッチをセンサーがレポートしている事を意味しています。感度を下げ、閾値を上げる事でボタンの過敏性を低減することが可能です。レイアウトでは、隣接するセンサートレースがセンサーの下に配線しない事や、複数のセンサーを近くに配置しない事を確認して下さい。ボタンの間隔が狭い場合、隣接センサー抑制（FSS）機能を使用し、2つのボタンの同時検出を禁止できます。FSSに関してはCY8CMBR3xxx CapSense® 設計ガイドの5.1.1.5章を参照下さい。
- 悪いSNRとクロストーク： CapSenseシステムの高ノイズは、不適切なレイアウトや周りの環境条件が原因となることがあります。I2CやGPOのようなデジタルネットはクロストークを避けるためにセンサーラインと並行して配線すべきではありません。Vddのノイズがセンサーに結合するでの、VDDネットとセンサートレースの間で適切な接地を施して下さい。CY8CMBR3xxx CapSense® 設計ツールボックスで示されているレイアウトガイドラインに従って下さい。システムが周辺ICまたはアンテナからの電磁障害にさらされている場合、EMC機能は有効にする事が出来ます。
4. MBR3と通信中に度々I2C NACKになる
これは期待された動作です。前述したように、MBRには低電力モードがあり、定期的にスリープに入ります。I2C処理がNACKになった場合、340ms以内に他の処理を再開します。MBR3xxx_DatasheetのI2C通信ガイドラインを参照して下さい。
5. 動的にPWMデューティーサイクルが変更できない
新しいPWMデューティーサイクルがMBR3に書き込まれた場合、新しいデューティーサイクル出力はすぐには反映しません。新しい値にするためには‘フラッシュに保存’コマンドを発行してから、ソフトウェアリセットする必要があります。フラッシュへの保存コマンドとソフトウェアリセットの詳細はMBR3xxx_RegisterTRMのCTRL_CMDレジスタを参照して下さい。
6. MBR3の消費電流が大きい
これは適切でないPGO終端によるものです。未使用ピンはMBR3xxx_Datasheetの表1にある推奨毎に接続していることを確認して下さい。電力に影響するその他の要因としてはCY8CMBR3xxx CapSense® 設計ガイドの7.2章に記載があります。
7. どのようにしてMBR3の構成を工場での初期状態にリセットするのか
製品は内部的に工場出荷状態に戻す機能があります。これは不揮発性メモリに保存した構成が不適切（間違えたCRCのため）な場合に発生します。これは製品が（CTRL_CMDにより）不揮発性メモリにユーザー構成を保存する時の電源オフの稀な状況でのみ発生します。従って、製品を工場出荷状態にリセットする直接的なオプションはありません。しかし、製品レジスタに工場出荷値を書くためにI2Cホストコントローラに適切なAPIを書き込むことが可能です。この値はMBR3xxx_Datasheetの1.4章、“工場出荷値“に表されています。この後、不揮発性メモリの値を保存するため‘CTRL_CMD’レジスタの0x02オプションを使用し、値を有効にするために製品をリセットします。
8. ホストコントローラとCapSenseセンサーの両方からGPOを制御
GPOはホスト経由またはCapSenseセンサーで制御可能です。GPOがCapSenseセンサーで制御される場合、対応するGPO(GPx)はボタンがタッチされている時にドライブされます。
ホスト制御では、GPO_OUTPUT_STATEレジスタに書き込むことでCapSenseボタンの状態とは無関係にホストコントローラーがGPOを制御できます。一度に有効なGPO制御方法は1つだけです。ホスト制御は、GPO_CFGレジスタのビット0への書き込みと同様に、ExClickプロジェクトのグローバル構成セクションの中で有効化または無効化できます。
9. Ez-クリックソフトウェアのMiniProg4サポート
MiniProg4は現在Ex-Clickではサポートされません。Ex-Clickを使用してMBR3製品を構成するためにはMiniProg3の使用を推奨します。
10. 付録
下記はそれぞれ重要なCapSense MBR3資料のリンクになります。
- MBR3設計ガイド: CY8CMBR3xxx CapSense® Design Guide.
- MBR3 データシート: MBR3xxx_Datasheet
- MBR3 レジスタ TRM: MBR3xxx_RegisterTRM
- MBR3 ツールボックス: CY8CMBR3xxx CapSense® Design toolbox
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