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Nota de aplicación - Teclado Tactil para Perú

Soroche, 85% de humedad y calor como el frío  extremo -  Solución de teclado innovadora para Perú



En países como Perú o Bolivia el desarrollo de la electrónica es una experiencia especial. No sólo por la falta de infraestructura industrial, sino también por razones climáticas es una serie de desafío para los desarrolladores de la electrónica.

Por ejemplo el Perú tiene en la región andina al Sur de América,  89 de 107 zonas climáticas que existen al nivel mundial. No hay un solo país en este mundo con una variedad de tantas zonas climatologicas en tan poco espacio territorial. Esto significa para el desarrollador en electrónica que necesita crear los productos de tal manera que puedan funcionar de forma fiable de -30 grados a 75 grados centígrados. Además, existe una humedad de hasta el 85% en la selva del país. De este manera se está sometido a presiones atmosféricas extremas que molesta especialmente las pantallas LCD y los fabricantes de disco duro. El equipo debe funcionar de forma fiable incluso a una altitud de 5250 m.s.n.m.

Teclado1.pngEntonces, quién cree que habría podido dar solución a todos los problemas y/o daños mecánicos de los equipos al momento del transporte de los mismos. No todos los caminos son asfaltados, ¨Desembale¨ la unidad en el maletero trasero de un bus para caminos rurales de los Andes poco después de la temporada de lluvias. En esos momentos, las carreteras están en muy mal estado y al momento de enviar su producto o dispositivo a una prueba, usted se sorprenderá, cuántas cosas se pueden desplomar en un dispositivo y los errores que se producen en los dispositivos después de una serie de golpes y daños.

Así hemos fijado un tanque de 0,5 litros de un aparato de calibración en una forma poco convencional con cinta que se utiliza actualmente en la industria textil de ropa y mochilas . Esta fue la idea de uno de nuestros técnicos de servicio en la ciudad andina de Arequipa. Desde ese momento  ya no se disuelve el tanque, una soldadura no era posible en este diseño.

Una solución para dejar fiable un LCD en un dispositivo es el adhesivo TEROKAL  (similar a la producto PATEX en Europea). Originalmente es un pegamento que usan los zapateros, gasfiteros para usar como un elemento adhesivo, pues debido a su flexibilidad y resistencia a temperaturas extremas es usado como un buen adhesivo. No olvidemos los pequeños hongos que afectan los dispositivos electrónicos, así como los cables; en la selva alta: el Patrimonio Mundial de Machu Picchu; la solución son pinturas especiales de la industria automotriz, los cuales incluyen sustancias anti bacterianas y tienen el aislamiento necesario para resistir a estos ataques de la naturaleza a la electrónica.

Teclado2.pngPues para casi todo se encuentran soluciones en nuestro departamento de desarrollo en electrónica. Nuestro laboratorio está ubicado en la ciudad andina de Cusco a una altura de 3400m.s.n.m y la producción está a una altura de 1000m.m.s.m  en una zona de libre impuesto, la ciudad selvática Echarati en la Convención, departamento del Cusco – Perú. Pero el mayor problema que presentó es el de tener teclados y botones fiables. No hubo ningún producto que resistió este perfil climático extremo y al mismo tiempo era era difícil de conseguir. El segundo problema es que en el Perú no hay ningún fabricante de placas de circuitos. El fabricante mas cercano de las placas PCB electronicas se encuentra a miles de kilómetros de distancia en la ciudad de Santiago de Chile. El fabricante solo puede producir hasta 4 múltiples capas. Para nuestros productos hemos buscando una solución de un teclado que funcionó perfectamente, este funciona en todos los climas y situaciones de manera fiable. Cabe resaltar que se debe tener en cuenta que este diseño debe cubrir las 89 zonas climáticas previamente mencionadas. Así nos entramos en una búsqueda de una solución técnica en nuestro departamento de desarrollo en electrónica.


Teclado3.pngRápidamente encontramos como única fiable solución los teclados capacitivos ( teclados táctiles). Sólo estas fallarían en el caso de presentarse un desastre atómico. Pero no hay armas nucleares en el Perú y solamente una pequeña central nuclear en el la Capital Lima. Así no necesitamos cubrir este espectro militar y nuclear.

Así  hemos llegando muy rápidamente a las soluciones QTouch y QMatrix del fabricante de semiconductores  Atmel. Con más de 15 años de experiencia en los teclados capacitivos esta tecnología parecía ser una solución efectiva. Necesitábamos un teclado matricial 4x4.  Sin embargo el desarrollo nos tomó más tiempo de lo esperando. La documentación es muy extensa. Al parecer la empresa Atmel ha perdido la pista a los documentos en los últimos 15 años. Fue bastante tedioso el poder encontrar la información que realmente es importante en estos documentos. La Atmel estuvo agregando información a los documentos.

Aparte de todo ello, la opción de gastar cientos de dólares para el transporte de herramientas de desarrollo al Perú, así como el tiempo de envío es extremadamente largo desde los EE.UU. y por valga la redundancia muy costoso.

Sin embargo, con mucho cuidado tuvimos que ir al diseño del Hardware. Cuando se desarrolla en el Perú se debe prestar mucha atención al mercado y a la disponibilidad de los elementos electrónicos en el mercado peruano. Siempre es recomendable utilizar los componentes que estén disponibles en los pocos distribuidores del país. Por lo tanto hemos seleccionando un microcontrolador ATMega88 para nuestro teclado.

Teclado4.pngSomos una de las pocas empresas en el Perú que usa los componentes SMD. Debido a las superficies de diseño hemos seleccionando los componentes SMD de tamaño 0805. Este componente se puede diseñar manualmente. Pero para no desperdiciar tiempo enviamos el diseño  a   Hong Kong en China. Los chinos de Hong Kong pueden producir y enviar por un costo económico nuestros placas, y los placas llegan en buena calidad en un periodo de 3 a 4 semanas. Perú desde hace años tiene un acuerdo de libre comercio (TLC) con China.
 
La tarjeta PCB con nuestro circuito de muestra, lo  hemos fabricando en nuestro laboratorio en Perú con Material  FR4 como una tarjeta de dos caras. La dedicación a un buen diseño en el PCB valió finalmente la pena, las señales durante la carga de los condensadores fueron excelentes. Se utilizó el diseño de la QMatrix del fabricante Atmel.
 
Algunos ¨dolores de la cabeza¨ nos produjo el desarrollo del software. Pero con la biblioteca de software Studio 6.1 se pudo configurar rápidamente el microcontrolador. Sin embargo, la documentación deja mucho que desear. Sería bueno si un programador de la ATMEL escribiría un capítulo sobre el uso práctico del software con ejemplos. También reorganizar la documentación, y resumirla sería útil, de esta manera seria mucho mas entendible para el usuario. Sigue siendo un hecho: ¨no tengo otra opción que cocinar varias litros del buen café peruano y familiarizarse con el código fuente¨.


Pero finalmente ocurrió nuestra solución usando un teclado matriz 4x4 universal. Teclado5.pngTodas las señales en el osciloscopio parecían ser excelentes, y mediante el uso de las procesadores ATMEGA88 somos capaces de adaptar rápidamente el software de nuestro teclado QMatrix 4x4 para el protocolo de datos necesarios para la comunicación con una CPU central. Además, este teclado es una solución que podemos fabricar en el Perú. En un taller de impresión de serigrafia especializado en la impresión de camisetas encontramos en la ciudad andina de Cusco un compañero que que podía producir la folia de teclado del panel frontal. El resolvió muchos problemas de impresión de la pantalla. Nos quedamos sorprendidos por la baja susceptibilidad a la interferencia de señales externas y no hubo reconocimientos falsos  a la presión táctil.  Y no hay que olvidar, por razones de seguridad a activar el Watchdog en el microcontrolador.

Así, hemos creado una solución de teclado que puede soportar todas las zonas climáticas de los Andes.

 

Author: Jörg Krösel

(c) 2014 Andean Electronic - Peru


 

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