중소기업기술혁신개발사업최종보고서 터치스크린을구동시키고터치를좌표로 전환시키는컨트롤러개발 2003년 02월 28일 주관기업개발참여기업위탁연구기관 주식회사자스텍 -1-
업체명 기술개발과제명 중소기업기술혁신개발사업최종보고서 주식회사자스텍 (Tel: 031-719-5170) 주소 분야: 전자부품개발 / 재료터치스크린을구동시키고터치를좌표로전환시키는컨트롤러개발 ( 우 463-010) 경기도성남시분당구정자동 19-5 한평빌딩 4층 대표자김창규 과제책임자 안승덕 개발기간 2002.4 ~ 2002.12 위탁기관계획대비목표달성도 (%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 개발완료시기 2002 년 12 월 중소기업혁신개발사업운용요령제21조의규정에의하여최종보고서를제출합니다. 붙임 1. 중소기업기술혁신개발사업최종보고서 8 부. 2. 개발사업비집행내역보고서 1 부. 3. 기술료납부동의서 2 부. 2003 년 2 월 28 일 주관기업 : 주식회사자스텍대표자 : 김창규 ( 직인) 중소기업청장 귀하 -2-
제출문 중소기업청장귀하 본보고서를 [ 터치스크린을구동시키고터치를좌표로전환시키는컨트롤러개 발] 에관한중소기업기술혁신개발사업 ( 개발기간 : 2002. 4.~2002.12.) 과제의 최종보고서로제출합니다. 2003 년 2 월 28 일 주관기업 : 주식회사자스텍 과제책임자 : 안승덕 개발참여기업 : 위탁연구기관 : -3-
요약서 ( 초록) 터치스크린을구동시키고터치를좌표로전환시키는컨트롤러개과제명발주관기업주식회사자스텍과제책임자안승덕개발기간 2002. 4. ~ 2002. 12. ( 8 개월) 총개발사업비 ( 천원) 위탁연구기관개발참여기업주요기술용어 (6~10 개) 정부출연금 66,000,000원 기업부담금현금 64,745,486원현물 30,544,512원 총개발사업비 161,289,998 원 Touch screen, Touch controller, Device driver, Touch chipset, Micro controller, Calibration, Resistive touch screen 1. 기술개발목표 1) 외산제품이독점하고있는터치스크린의핵심부품인컨트롤러를자체개발하 여국산화실현및판매 2) 터치패널방식중가장보편화되어있는 4 선/5선저항막방식터치스크린전 용 컨트롤러를 개발하는데 있다. 통신방식은 PC에서 적용하는 PS/2, Serial, USB 방식모두를가능토록한다 2. 기술개발의목적및중요성기존의국내/ 외유수의컨트롤러들에비해월등한성능과기능을구현하고가격등의경쟁력을갖춘제품을목적으로한다. 3. 기술개발의내용및범위 4 선/5 선시리얼방식, 4 선/5선 USB 방식, 4선 PS/2 방식까지그개발완료하 였다. 4. 기술개발결과국내터치스크린시장은 2001년까지거의시장을독점하던미국 3M(Micro touch) 사나 ELO 사와경쟁하기위해설립된국내터치스크린제조업체( 약 6개업체) 및저렴한대만산제품으로현재치열한각축전을벌이고있는상황이다. 전반적인 IT 경기의장기불황및신제품적용개발의지연으로인해터치스크린시장의총규모는당초예상보다감소한연간약 100 억원(2002 년기준) 정도로추정되고있으며, 이중당사가개발한터치컨트롤러및칩세트제품의시장규 모는이중약10% 인 10 억원정도이다. -4-
현재당사의개발제품은이미국내터치스크린제조업체및 POS, 웹패드, 전자북산업용 PC등각종모바일기기에적용되어국내터치컨트롤러시장의 30% 이상을차지하고있으며, 개발제품이완료됨에따라제품라인업을다양화하여 2003 년부터는시장을확대해나갈예정이다. 아울러국내의좁은시장에안주하지않고터치스크린의본고장인미국을비롯한유럽, 아시아쪽에도지속적제품홍보및거래선개발을통해 50% 이상의수입대체효과를기대하고있다. 헌재유럽및대만, 미국에발송한당사의샘플제품은현지에서긍정적반응을보이고있으며, 일부국가에는이미수출을시작하여, 2003년 2사분기이후의본격적인해외진출을모색하고있다. * 자스텍개발제품의국내시장예측점유율 * 자스텍개발제품의수출물량목표 5. 기대효과기존의터치적용제품이외에신규제품개발시터치스크린을적용하는개발제품의증가로인한터치스크린의수요로많은부분수출에의존한터치컨트롤러의수입대체효과가기대됨 본요약서는 2 쪽이내로작성합니다. -5-
목 차 제 1 장 : 터치원리 제 2 장 : 4선시리얼 제제제제 0절설계 Specification 1절회로도 2절부품목록표 3절검증파형 제 4 절노이즈에따른실험 ( 정전기실험) 제 3 장 : 4선 USB 제제제제 0절설계 Specification 1절회로도 2절부품목록표 3절검증파형 제 4 장 : 5선시리얼 제제제제 0절설계 Specification 1설회로도 2절부품목록표 3절검증파형 제 5 장 : 5선 USB 제제제제 0절설계 Specification 1절회로도 2절부품목록표 3절검증파형 제 6 장 : 4선 PS/2 제제제제 0절설계 Specification 1절회로도 2절부품목록표 3절검증파형 -6-
제 1장터치원리 1. 터치스크린의개요손가락이나신체일부분을컴퓨터화면가까이에가져가거나접촉에의해그위치를감지할수있는장치를말한다. 멀티미디어시스템의입력장치로여러가지기술이활용되어지고있다. 터치스크린은사람이컴퓨터와상호대화하는가장단순하고가장직접적인방식이다. 2. 터치스크린의장점 터치스크린은누구나어떠한훈련을받지않더라도컴퓨터를사용할수있다는 터치스크린은사용자가명확히한정된메뉴에서선정하므로사용자의오류를사실상제거한다는점 터치스크린은많은분야에서비실용적이고많은사람이사용하기거추장스러워하는키보드와마우스를제거할수있다는점 터치스크린은키보드와마우스가종종고장나는험한작업환경에서도사용가능하다는점 터치스크린은어떤타입의디지탈미디어와도접속가능하다는점 터치스크린은모니터에입력장치가완전히통합되어있으므로공간을차지하지않고책상위또는아무곳이나설치가능하다는점 3. 구성요소 3.1 Touch Panel : 투명전도막(ITO 막) 이증착된 Glass( 하판) 와 Film( 상판) 으로구성되어, 터치한지점의상하판이접촉되어전기적인 Analog X, Y신호가 Touch Controller 로전송된다. 3. 2. Touch Controller : Panel로부터전송된전기적인 Analog 신호가 Touch Controller의 A/D Converter에의해 Digital 신호로수치화되어각운영시스템의 Control Driver 로전송된다. 3. 3. Touch Driver : Touch Controller에서들어오는 Digital 신호를받아 Touch Panel 이각운영시스템(OS) 에맞게구현하도록최적화된 Software 이다. -7-
4 종류 4.1 아날로그저항막방식터치페널터치패널방식중가장보편화되어있는방식으로상층부와하층부의서로마주보는면에투명도전성박막을이용하여임의의지점에일정치이상의압력이가해졌을때상층부와하층부도전막이서로접촉되도록구성하는방식으로기본적인구조는다음과같다. 4.1.1 아날로그 4선저항막방식아날로그저항막방식중가장보편화된방식으로그구조와구동원리는다음과같다. 위의그림에서보는바와같이상층부의도전막좌, 우측모서리방향에전극을위치시켜전압을인가한다. 전압이인가된상태에서임의의지점이터치되었을때, 하층부의도전막을통하여전위( 電位 ) 를측정하는방식으로 X축의좌표위치검출이가능하다. 또한나머지 Y 축좌표의검출은하층부의도전막상, 하모서리방향에전압을인가, 상층부에서전위( 電位 ) 를측정하여 Y축좌표의위치검출이가능하여, 결국상층부와하층부의저항막이각각 X와 Y축위치좌표를분산하여산출해내는방법이다. 4선방식은장시간사용환경에의해좌표변화가발생하는단점이있으나, 이러한영향을최소화하기위하여개선된방식으로 4개의보정전극을이용하여좌표의변화를측정하여보정하는 8선방식등으로도응용되고있다. 4.1.2 아날로그 5선저항막방식일반적으로아날로그저항막방식은상층부가 X 혹은 Y축중한축위치검출기능을가진다. 이러한방식은장시간사용시상층부( 통상 Film) 마모, 스트레스등에의한전극의손상, 도전막의균일성저하, 좌표검출위치의변화가발생하는단점이있다. 5선저항막방식은이러한단점을보완하기위한방식으로그구조와구동원리는다음과같다. -8-
위의그림에서보는바와같이 5선식은 4선식과는달리 X축과 Y 축의전위( 電位 ) 측 정을모두하층부( 통상 Glass) 가담당하는구성으로모든전극은하층부에만위치 하게되며, 상층부( 통상 Film) 는단지전압인가여부를체크하는역할만을하는 방식이다. 이러한기본설계구조의차이의하여 5선식은 4선식에비하여월등히 뛰어난안정성과내구성을가지며, 상층부의전극손상, 도전막균일성의저하에따 른영향이없는장점을가진방식이다. 4.1.3 응용분야 POS 솔루션 : 식당, 패스트푸드점, 접객업, 숙박업, 자동판매기, 일반소매점, 식품편의점 / 산업용솔루션 : 프로세스제어, 통제실, 연구기자재, 산업용 PC, 기계제어, 사무자동화장비 휴대용단말기솔루션 : 웹폰, 전자수첩, 전자북, PDA 4.2 정전용량방식터치페널구동원리정전터치페널 4 귀퉁이에전압을걸어주면구석에서발생되는고주파가정전터치페널전면에퍼지게된다. 이때손가락으로스크린을접촉하게되면각각의전류센서에서는전류의변화를감지한다. 각각의전류의변화는 ADC/CONTROLLER에서좌표환산알고리즘을이용하여손가락의 X, Y 좌표로변환된다. 4.2.1 응용분야 KIOSK, ATM, 안내시스템, 게임기, POS, POI 등.. -9-
응용분야 -10-
냉장고, 전자레인지, 전화기인터폰, 등... 포토스티커, 커피자판기, 등... 금융회사, 관공서, 자동차회사, 유치원, 병원, 도서관, 건설업체 호텔, 여행사, 보험회사, 전시장학원, 백화점, 골프장, 대형서점, 대형음식점, 등... 대형할인점, 백화점, 식당, 패스트푸드점, 등... 노트북, 전자책, 웹패드, 등... 증권사, 은행, 편의점, 등... 공장자동화시스템등... Call Taxi, Car Navigation, 화물차량, 등... 웹폰, 전자수첩, 전자북, 등... -11-
제 2 장 4선시리얼방식 제 0 절설계 Specification 1. 개발목표터치패널방식중가장보편화되어있는저항막방식중의하나인 4선저항막방 식터치스크린전용컨트롤러를개발하는데있다. 또한, 통신( 인터페이스) 방식또한현재가장보편화되어있는시리얼(RS232C) 방식으로한다. 기존의국내/ 외유수의컨트롤러들에비해, 탁월( 월등) 한성능및가격등의경쟁력갖춘제품의개발을목표로한다. 2. 개발내용 2.1 4선저항막방식터치패널에서연결되는 4 선(Top-Bottom/Left-Right) 을컨트롤하여 X,Y 좌표값을신호로입력받을수있도록한다. 2.2 시리얼(RS232C) 통신방식을사용한다. 2.3 위입력받은신호를 A/D 변환( 터치좌표) 을거쳐컴퓨터나해당시스템으로전송하고해당수신부( 디바이스드라이버) 에서는전송된데이터를입력받아 Mouse 와동일한방식의입력장치로동작하도록한다. 2.4 전원은컴퓨터및해당시스템에서공급받아서사용한다. 2.5 해당시스템의디바이스드라이버는아래의 O/S 환경을지원하여야한다. WINDOWS 95/98/ME, WINDOWS NT/2000/XP, WINDOWS CE 2.6 컨트롤러( 모듈) 외에도단일칩셋으로제품화가가능하도록한다. ( 컴퓨터및기타 POS 시스템외에 PDA, 전자책, 전자수첩, 웹패드등의제품에적용/ 내장가능하도록한다. ) 2.6 위내용의터치스크린컨트롤러( 전자회로및 Firmware), 통신케이블, 디바이스드라이버를개발한다. -12-
3. SPEC 3.1 기본사양 3.1.1 Device : PIC16C717 3.1.2 Package : 20-Pin SSOP 3.1.3 Type : 4-Wires Resistive Overlay(4 선저항막방식) 3.1.4 Resolution : 10 Bits (1024 x 1024) (ADCs) 3.1.5 Operating : 4.5V ~ 5.5V (Standard 5.0[V]) Voltage 3.1.6 Operating : 4MHz (Internal Oscillator) Speed 3.1.7 Interface : Serial(RS-232C) 3.1.8 Baudrate : 9600bps 3.1.9 O/S : WINDOWS 95/98/ME, WINDOWS NT/2000/XP, WINDOWS CE (Device Driver) 3.1.10 Penel Spec. : All supports (Size) 세부칩셋사양은 PIC16C717 Datasheet 및사양서( 및 Catalog) 참조 3.2 세부사양 3.2.1 5 points calibration 3.2.2 Noise Filter : 팬압( 력) 필터링 : 떨림제거( 감쇠) : 터칭에의한지터노이즈및외부노이즈( 인버터등) 완전차단 3.2.3 Watch-dog reset 3.2.4 Brown-out detect reset 4. 참여인원 4.1 기본인원 - 안승덕( 차장): 개발검토, WINDOWS DEVICE DRIVER, 검증, 일정관리등 - 김승호( 대리): 개발검토, H/W 설계, F/W, 외주관리, 샘플제작총괄, 검증등 - 박석일( 대리): WINDOWS DEVICE DRIVER, Application 프로그램, 검증등 -13-
제 1절회로도 -14-
제 2절부품목록표 미확정 확정 부품목록표 모델 도번 터치스크린컨트롤로조립부 055-U0005-2 SHT 05-01작성부서 4선시리얼컨트롤러 전체 PAGE 1 날짜 2001년 2월1일 연구소 PAGE 1 작성자김승호 번호수량부품번호명칭규격외형제조사단가비고 1 1 AR1 2 4 C2,C5,C 6,C7 CHIPARRAY RESISTOR CHIPCERAMICCA P 2.2k (ohm) 1608 SAMSUNG 103 0805 SAMSUNG 3 1 C4 CHIPCERAMICCA P 104 0805 SAMSUNG 4 1 C8 CHIPTANTAL 10uF/16V B-CASE SAMSUNG 5 4 D1,D3,D 4,D5 DIOD BAV99/SOT S0T-23 6 1 D2 CHIPLED BL-HS135 0805 BRIGHTLED RED 7 1 J1 CONNECTOR 8 1 J2 CONNECTOR 5268-3 (3PIN) RIGHTANGL RIGHTANGL LG MOLEX 9 1 J3 CONNECTOR 53261-0590 (5PIN) RIGHTANGL MOLEX 10 1 R1 CHIPRESISTOR 560 (ohm) 0805 SAMSUNG 11 1 R2 CHIPRESISTOR 47k (ohm) 0805 SAMSUNG 12 2 R3,R4 CHIPRESISTOR 100 (ohm) 0805 SAMSUNG 13 1 R5 CHIPRESISTOR 20k 0805 SAMSUNG 14 1 R6 CHIPRESISTOR 2.2k (ohm) 0805 SAMSUNG 15 2 T1,T2 PNPTR 2N3906S SOT-23 KEC 16 3 T3,T4,T5 NPNTR 2N3904S SOT-23 KEC 17 1 U1 IC PIC16C717-I /SS SSOP 18 1 U2 IC KA78M05R D-PAK 19 1 U3 IC 20 4 L1,L2,L3, L4 21 4 C10,C11,C12,C1 3 CHIPBEAD CHIPCERAMICCA P -15- GF10A-4A- LSS SP232ECN- 5V HB-1M2012-102JT SOIC NARROW MICROCHIPS SIPEX 0805 CERATEC 105 1206 SAMSUNG 22 1 JP1 CHIPRESISTOR 0 (ohm) 0805 SAMSUNG 23 1 C9 CHIPTANTAL 10uF/25V D-CASE SAMSUNG
제 3절검증파형 Project: Touch Screen Controller Model : 4 선시리얼(Serial: RS232C) 컨트롤러 1. Test Condition - 컴퓨터 : AMD athlon - 오실로스코프: LeCroy 9310A - 전원 : 5.05[V] ( 컴퓨터 PS/2 port 출력전압) - D M M : Blue-Point MT586A MULTI-MATE (Digital Multi Meter) 2. 전원 2.1 전압측정값: 5.05 [V] (DMM 계측) 2.2 전류(DMM 계측) - Stand-By: 12 [ ma] ( 대기상태) - Touching: 20 [ ma] -16-
3. 통신 - 통신속도: 9600 bps - 통신간격: 8.8 [m/sec] ( 초당 113.6 회정도응답) 4. 터치 - Touch-Start(Touch-Down): 1 [m/sec] 이내감지 - 초기( 최초) 터치응답 -17-
- 터치좌표측정 X LOW Y LOW X HI Y LOW X LOW Y HI X HI Y HI -18-
제 4절정전기검증실험 1. Touch driver board 정전기테스트이번 ESD TEST는 EN61000-4-2( 정전기방전내성), JASO D001-87의 ESD TEST 방법을적용하여 Bead 적용 Touch Driver Board와기존 Touch Driver Board의정전기내압테스트를수행했습니다. 2. 테스트장비 2.1 정전기시험기 - 제조사: NOISE - 모델명: ESS-625S - 출력: (0~25KV) - 방전저항: 330 ohm - 방전콘덴서: 150 2.2 오실로스코프 - 제조사: Lecroy - 모델명: 9310A 2.3 고압 Probe - 제조사: Tektronix - 모델명: P601A -Spec: 3.0pF, 100M, 20kV DC, 40kV pk PULSE-10MS 2.4 방전판 - 재질: 알루미늄 - 가로: 900mm, 세로: 600mm, 두께: 3mm -19-
3. ESD TEST < 그림 1> 3.1 기존 Touch Driver Board 의 ESD TEST 3.1.1방전포인트 1,2,3,5에방전 - 방전포인트 1, 2, 3, 5번에각각 1회이상씩총 4 회이상기중& 접촉방전을가하였습니다. - 방전전압 14kV 이상에서는 Touch Driver Board 는동작하지만, Touch Panel에정전기가유입되어 Touch Panel 이동작하지않는경우가발생하였습니다. 그래서정상동작하는 Touch Panel에연결하여동작확인한결과 Touch Driver Board는정상동작하는것을확인하였습니다.(Touch Panel은시간이지나면정전기가방전되어정상동작하는것과소자가파괴되어동작하지않는것이있었습니다.) 방전전압 (kv) 통신케이블미연결 통신케이블연결 10 O O 11 O O 12 O O 13 O O 14 O *(70% Touch Panel 동작) O*(70% Touch Panel 동작) 15 O*(70% Touch Panel 동작) O*(70% Touch Panel 동작) 16 O*(50% Touch Panel 동작) O*(50% Touch Panel 동작) 17 O*(20% Touch Panel 동작) O*(30% Touch Panel 동작) -20-
18 O*(10% Touch Panel 동작) O*(20% Touch Panel 동작) 19 O*(10% Touch Panel 동작) O*(10% Touch Panel 동작) 20 O**(Touch Panel 미동작) O**(Touch Panel 미동작) 21 O**(Touch Panel 미동작) O**(Touch Panel 미동작) 22 O**(Touch Panel 미동작) O**(Touch Panel 미동작) 23 O**(Touch Panel 미동작) O*(Touch Panel 미동작) 24 O*(Touch Panel 미동작) O*(Touch Panel 미동작) 25 O*(Touch Panel 미동작) O*(Touch Panel 미동작) # Touch Panel의정상동작횟수와미동작범위는 Touch Panel 종류와제품에 따라차이를보였습니다. 방전전압 (kv) 통신케이블미연결 통신케이블연결 10 O O 11 O O 12 O O 13 O O 14 O (70% Touch Panel 동작) O(70% Touch Panel 동작) 15 O(70% Touch Panel 동작) O(70% Touch Panel 동작) 16 O(50% Touch Panel 동작) O(50% Touch Panel 동작) 17 O(20% Touch Panel 동작) O(30% Touch Panel 동작) 18 O(10% Touch Panel 동작) O(20% Touch Panel 동작) 19 O(10% Touch Panel 동작) O(10% Touch Panel 동작) 20 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 21 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 22 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 23 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 24 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 25 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) *: Touch Driver Board 는정상동작하나, xx% 만큼 Touch Panel 이동작, 미동작 하는 Touch Panel은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가 있음 **: Touch Driver Board 는정상동작하나, Touch Panel 이미동작, 미동작하는 Touch Panel 은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 -21-
3.1.2 방전포인트 6에방전 - 방전포인트 1, 2, 3, 5번에각각 1회이상씩총 4 회이상기중& 접촉방전을가하였습니다. - 방전전압 14kV 이상에서는 Touch Driver Board 는동작하지만, Touch Panel에정전기가유입되어 Touch Panel 이동작하지않는경우가발생하였습니다. 그래서정상동작하는 Touch Panel에연결하여동작확인한결과 Touch Driver Board는정상동작하는것을확인하였습니다.(Touch Panel은시간이지나면정전기가방전되어정상동작하는것과소자가파괴되어동작하지않는것이있었습니다 # Touch Panel의정상동작횟수와미동작범위는 Touch Panel 종류와제품에따 라차이를보였습니다 *: Touch Driver Board 는정상동작하나, xx% 만큼 Touch Panel 이동작, 미동작하는 Touch Panel은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 **: Touch Driver Board 는정상동작하나, Touch Panel 이미동작, 미동작하는 Touch Panel 은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 -22-
3.1.3 방전포인트 3, 4, 5에방전 -방전 포인트 3,4,5번에각각 1회이상씩총 3 회이상기중& 접촉방전 - 5kV 에서는정상작동되었지만, 15kV에서는 Touch Panel이작동하지않는경 우발생하였다. 그래서정상작동하는 Touch Panel에연결하여정상동작을확인하 였다. 인가전압인가방법인가횟수동작상태 5kV 접촉방전& 기중방전 3회이상정상동작 15kV 접촉방전& 기중방전 3회이상 정상동작*(70% 의 Touch Panel 정상동작 ) 종류와제품에 # Touch Panel의정상동작횟수와미동작범위는 Touch Panel 따라차이를보였습니다 *: Touch Driver Board 는정상동작하나, 70% 만큼 Touch Panel 이동작, 미동작하는 Touch Panel은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 -23-
3.2 Bead 적용터치드라이버보드 3.2.1방전포인트 1,2,3,5에방전 - 방전포인트 1, 2, 3, 5번에각각 1회이상씩총 4 회이상기중& 접촉방전을가하였습니다. - 방전전압 14kV 이상에서는 Touch Panel 는동작하지만, Touch Panel에정전기가유입되어 Touch Panel 이동작하지않는경우가발생하였습니다. 그래서정상동작하는 Touch Panel에연결하여동작확인한결과 Touch Driver Board는정상동작하는것을확인하였습니다.(Touch Panel은시간이지나면정전기가방전되어정상동작하는것과소자가파괴되어동작하지않는것이있었습니다.) 방전전압 (kv) 통신케이블미연결 신케이블연결 10 O O 11 O O 12 O O 13 O O 14 O (70% Touch Panel 동작) O(70% Touch Panel 동작) 15 O(70% Touch Panel 동작) O(70% Touch Panel 동작) 16 O(50% Touch Panel 동작) O(50% Touch Panel 동작) 17 O(20% Touch Panel 동작) O(30% Touch Panel 동작) 18 O(10% Touch Panel 동작) O(20% Touch Panel 동작) 19 O(10% Touch Panel 동작) O(10% Touch Panel 동작) 20 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 21 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 22 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 23 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 24 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 25 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) # Touch Panel의정상동작횟수와미동작범위는 Touch Panel 종류와제품에 따라차이를보였습니다 *: Touch Driver Board 는정상동작하나, xx% 만큼 Touch Panel 이동작, 미동작하는 Touch Panel은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 **: Touch Driver Board 는정상동작하나, Touch Panel 이미동작, 미동작하는 Touch Panel 은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 -24-
3.2.2 방전포인트 6에방전 - 방전포인트 1, 2, 3, 5번에각각 1회이상씩총 4 회이상기중& 접촉방전을가하였습니다. - 방전전압 14kV 이상에서는 Touch Driver Board 는동작하지만, Touch Panel에정전기가유입되어 Touch Panel 이동작하지않는경우가발생하였습니다. 그래서정상동작하는 Touch Panel에연결하여동작확인한결과 Touch Driver Board는정상동작하는것을확인하였습니다.(Touch Panel은시간이지나면정전기가방전되어정상동작하는것과소자가파괴되어동작하지않는것이있었습니다.) 방전전압 (kv) 통신케이블미연결 통신케이블연결 10 O O 11 O O 12 O O 13 O O 14 O (70% Touch Panel 동작) O(70% Touch Panel 동작) 15 O(70% Touch Panel 동작) O(70% Touch Panel 동작) 16 O(50% Touch Panel 동작) O(50% Touch Panel 동작) 17 O(20% Touch Panel 동작) O(30% Touch Panel 동작) 18 O(10% Touch Panel 동작) O(20% Touch Panel 동작) 19 O(10% Touch Panel 동작) O(10% Touch Panel 동작) 20 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 21 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 22 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 23 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 24 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) 25 O(Touch Panel 미동작) O(Touch Panel 미동작) # Touch Panel의정상동작횟수와미동작범위는 Touch Panel 종류와제품에 따라차이를보였습니다 *: Touch Driver Board 는정상동작하나, xx% 만큼 Touch Panel 이동작, 미동작하는 Touch Panel은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 **: Touch Driver Board 는정상동작하나, Touch Panel 이미동작, 미동작하는 Touch Panel 은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 -25-
3.1.3 방전포인트 3, 4, 5에방전 -방전포인트 3,4,5번에각각 1회이상씩층 3 회이상기중& 접촉방전 - 5kV 에서는정상작동되었지만, 15kV에서는 Touch Panel이작동하지않는경 우발생하였다. 그래서정상작동하는 Touch Panel에연결하여정상동작을확인하 였다 인가전압 인가방법 인가횟수 동작상태 5kV 접촉방전& 기중방전 3회이상 정상동작 15kV 접촉방전& 기중방전 3회이상 정상동작*(70% 의 Touch Panel 정상동작 ) # Touch Panel의정상동작횟수와미동작범위는 Touch Panel 종류와제품에 따라차이를보였습니다 *: Touch Driver Board 는정상동작하나, 70% 만큼 Touch Panel 이동작, 미동작하는 Touch Panel은시간이지나면정상동작하는것과동작하지않는경우가있음 4. 실험사진 4.1 실험장비(ESS 625S) 4.2 기구물배치 -26-
4.3 방전방법 기중방전 접촉방전 Touch Panel 위방전 -27-
제 3장 4선 USB 제 0 절설계 Specification 1. 개발목표현재시리얼통신을대체할가장강력한인터페이스중하나인 USB 통신방식을적용한방식 4 선( 저항막방식) 터치스크린전용컨트롤러를개발하도록한다. 기존의국내/ 외유수의컨트롤러들에비해, 탁월( 월등) 한성능및가격등의경쟁력갖춘제품의개발을목표로한다. 2. 개발내용 2.1 4선저항막방식터치패널에서연결되는 4 선(Top-Bottom/Left-Right) 을컨트롤하여 X,Y 좌표값을신호로입력받을수있도록한다. 2.2 USB 통신방식을사용한다. 2.3 위입력받은신호를 A/D 변환( 터치좌표) 을거쳐컴퓨터나해당시스템으로전송하고해당수신부( 디바이스드라이버) 에서는전송된데이터를입력받아 Mouse 와동일한방식의입력장치로동작하도록한다. 2.4 전원은컴뮤터및해당시스템( 임베디드) 에서공급받아서사용한다. 2.5 해당시스템의디바이스드라이버는아래의 O/S 환경을지원하여야한다. WINDOWS 95/98/ME, WINDOWS 2000/XP 2.6 컨트롤러( 모듈) 외에도단일칩셋으로제품화가가능하도록한다. ( 컴퓨터및기타 POS 시스템외에 PDA, 전자책, 전자수첩, 웹패드등의제품에적용/ 내장가능하도록한다.) 2.6 위내용의터치스크린컨트롤러( 전자회로및 Firmware), 통신케이블, 디바이스드라이버를개발한다. -28-
3. SPEC 3.1 기본사양 3.1.1 USB Micro : CY7C63001A-SC Controller 3.1.2 Package : 20-Pin SOIC 3.1.3 Type : 4-Wires Resistive Overlay(4 선저항막방식) 3.1.4 Resolution : 10 Bits (1024 x 1024) 3.1.5 Operating : 4.5V ~ 5.5V (Standard 5.0[V]) Voltage 3.1.6 Operating : 12 MHz Speed 3.1.7 Interface : USB (Universal Serial Bus) 3.1.8 USB Version : USB 1.1 3.1.8 USB Speed : Low Speed (1.5 Mbps) 3.1.9 O/S : WINDOWS 98/ME, WINDOWS NT/2000/XP (Device Driver) 3.1.10 Penel Spec. : All supports (Size) 세부칩셋사양은 CY7C63001 Data sheet 및사양서( 및 Catalog) 참조 3.2 세부사양 3.2.1 5 points calibration 3.2.2 Noise Filter : 팬압( 력) 필터링 : 떨림제거( 감쇠) : 터칭에의한지터노이즈및외부노이즈( 인버터등) 3.2.3 Watch-dog reset 3.2.4 USB reset 완전차단 4. 참여인원 4.1 안승덕( 차장) 개발검토, WINDOWS DEVICE DRIVER, 검증, 일정관리등 4.2 박석일( 대리) 개발검토, WINDOWS DEVICE DRIVER, 제작/ 검사/ 검증등 4.3 김승호( 대리) 개발검토, H/W 설계, F/W, 외주관리, 샘플제작총괄, 검사/ 검 증등 -29-
제 1절회로도 -30-
제 2절부품목록표 미확정 확정 부품목록표 모델 Touch Panel 조립부 도번 055-U0007 SHT 02-01 4Wre USB Driver Board 전체 PAGE 1 날짜 2002년 5월8일 작성부서연구소 PAGE 1 작성자김승호 번호 수량 부품번호 명칭 규격 외형 제조사 단가 비고 1 1 055-U0007 PCB 1Layer 37(H)*49(L) *1.6(T) 지스텍 2 1 X1 CRYSTAL 6.0MHz SX-3 SUNNY 3 2 C1,C7 4 4 C2,C3,C4, C5 5 1 C6 D1,D2,D3, 6 4 D4 CERAMC CHIP CAPACIT 104 0805 SAMSUNG CERAMC CHIP CAPACIT 103 0805 SAMSUNG CHIP TANTAL CAPACITO 10uF/16V B SAMSUNG DIODE BAV99 SOT-23 7 1 D5 CHIP LED BL-HS135 2012 BRGHTLED 8 1 J1 CONNECTOR GF10A-4A- LSS SMT LG 9 1 J2 CONNECTOR 53261-0490 SMT MOLEX 10 4 11 6 JP3,JP4,JP 5,JP6 L1,L2,L3,L 4,L5,L CHIP RESISOTR 0 2012 SAMSUNG CHIP INDUCTOR HB-1M2012-102JT 0805 SAMSUNG 12 1 R1 CHIP RESISOTR 4.7k 2012 SAMSUNG 13 1 R2 CHIP RESISOTR 560 2012 SAMSUNG 14 1 R3 CHIP RESISOTR 7.5k 2012 SAMSUNG 15 1 U1 IC ADS7846 SSOP-16 TI 16 1 U2 IC CY7063001A -SC SCIC-20 CYPRESS -31-
제 3절개발검증 Project: Touch Screen Controller Model: 4선 USB 컨트롤러 1. Test Condition - 컴퓨터 : AMD athlon - 오실로스코프: LeCroy 9310A - 전원 : 5.00[V] ( 컴퓨터 USB port 출력전압) -DMM :FLUKE75 (Digital Multi Meter) 2. 전원 2.1 전압측정값: 5.00 [v] (DMM 계측) CH1: J2 1번 USB Vbus input 2.2 전류(DMM 계측) - Stand-By: 11.67 [ ma] ( 대기상태) - Touching: 29.95 [ ma] -32-
3. 통신 - USB Version: 1.1 - 통신속도: Low Speed 1.5 Mbps - USB 통신방식: Interrupt 3.1 설치상태정보(USB View 프로그램으로 USB 정보 Read) 3.2 USB Plug-In (USB Checker 프로그램으로 USB Enable 관련정보 Read, Complete.log 파일보) -33-
-34-
-35-
-36-
4. Touching 간격터칭간격( 통신응답간격): 10 ~ 16 [m/sec]( 초당 100 ~ 62.5 회) CH1: U2 CY7C63001 16 번(Test point output) 5. Touch Start(Touch-Down) 5.1 Pen Interrupt -37-
5.2 Touch-Start(Touch Down) 터치최초응답시간 : 20 ~ 30 [m/sec] CH1: /PENIRQ(Pen Interrupt), CH2: CS(Chip Select) ɑ. 20[m/sec] b. 30[m/sec] 6. SPI 통신(U1[ADS7846] U2[CY7C63001A] ɑ. CH1: CS, CH2: DCLK(Data Clock) b. CH2: CS, CH2: BUSY -38-
c. CH1: CS, CH2: DIN(Data In) d. CH1: CS, CH2: DOUT(Data Out) 7. Touching ɑ. X High (CH1: CKLK, CH2: X+) b. X Low (CH1: DCLK, CH2: X+) c. Y High (CH1: DCLK, CH2: Y+) d. Y Low (CH1: DCLK, CH2: Y+) -39-
제 4장 5선시리얼방식 제 0 절설계 Specification 1. 개발목표. 5 Wire Touch Panel Controller는 PC등의정보통신기기등에서마우스키보드를없이펜또는손가락등으로특정명령이나데이터입력등기타조작할수있도록개발한다. 2. 개발내용 2-1. H/W : 5 Wire Touch Panel Controller 2-1. S/W Firmware 입력 2-3. 제품사양 제작 -. Type : 5 Wire Analog Resistive -. MCU : Pic 16c717 -. 패키지 : 20Pin SSOP -. Resolution : 10 Bit A/D Converter -. 통신 : RS-232C Type -. 통신 Speed : 9600bps -. Voltage : 2.5V~5.5V DC -. 소비전력 : 500mW(5V에서최대 100mA) -. 구동속도 : 4Mhz(lnternal Oscillator) -. Dimension : 50mm X 70mm -. Resolution : 1024 *1024 Controller Resolution 3. 개발 SPEC. 3.1 Touch Panel : 5선식 -. 저항막방식 3.2 제어모드 : Detect, Idle, X-Control, Y-Control -. Detect : Touch Panel이 Touch가되었을때를 Drive Board에서인식하여야함 -. Idle : Touch Panel에서 Touch를하지않았을경우전류의차단 -. X-Control : Touch Panel의 X 좌표를표시함 -. Y-Control : Touch Panel의 Y 좌표를표시함 -40-
3.3 기능및특징 -. 5선식저항막방식의전용드라이브 -. 10 Bits ADC를사용최대해상도 1024 * 1024 지원 -. 팬압조정 -. 노이즈필터링(1024*1024 Noise free) -. RS-232 통신(9600 BPS, Data Bit : 8Bit, Stop Bit : 1Bit, Parity Bit : none) -. 응답속도조절 ( 반응속도조절) 3.4 기타세부사항 -. 터치처리속도 : 측정간격 + 테이터송수신(PC) -. 측정시간 : = 8m/Sec -. 대기상태 : 40mA -. Touch 상태 : 90mA ~ 100mA 3.5 Data Structure : 데이터송수신 (PC <--> Drive Board) -. Firmware Version PC 1Byte <10H> TSDB 5Byte <10H><VER> -. Hardware Model PC 1Byte <11H> TSDB 5Byte <11H><MODEL> -. Date : PC 1Byte <13H> 컴파일된날짜기준 TSDB 9Byte <13H><DATE> -41-
-. 기타: Dead Copy 방지용비밀프로토콜 PC TSDB 1Byte nbyte <AAH> <*****> * TSDB = Touch Screen Drive Board * PC = PC또는 기타수신측하드웨어 *H=16진수 3.5 터치데이터포맷(TSDB --> PC) Length : 3Byte <D0~Dn> <D0>:StartBit"1"+TS+XHigh3Bits+YHigh3Bits bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 ST0 TS X9 X8 X7 Y9 Y8 Y7 ST1: Start Bit1 = 1(0 = X) X9~X7: X좌표상위 3비트 Y9~Y7: Y좌표상위 3비트 <D1>: X Low 7Bits bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 ST1 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0 ST1: Start Bit1 = 0(1 = X) X6~X0: X 좌표 Data 하위 7비트 bit7 bit6 bit5 bit4 bit3 bit2 bit1 bit0 ST2 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1 Y0 ST2: Start Bit2 = 0(1 = X) Y6~Y0: Y좌표 Data 하위 7비트 * TSDB = Touch Screen Drive Board -42-
4. 참여개발인원. 1) MAIN 개발자(PROGRAMER) : 시스템팀안승덕, 박석일, 김승호 2) H/W 개발자 : 시스템팀김승호 5. Flow Chart -43-
제 1절회로도 -44-
제 2절부품목록표 미확정 확정 부품목록표 모델 도번 5 wire touch controller 조립부 055-U0006-SHT 0201 작성부서 CONTROLER BOARD 전체 PAGE 1 날짜 2002년 7월17일 연구소 PAGE 1 작성자김승호 번호수량부품번호명칭규격외형제조사단가비고 1 2 AR1,AR2 2 2 C1,C2 3 1 C3 4 1 C4 5 1 C5 6 1 C6 7 4 C7,C8,C 9,C10 8 5 D1,D3,D 4,D5,D6 CHIPARRAY RESISTOR CHIPCERAMICC AP CHIPCERAMICC AP CHIPCERAMICC AP CHIPCERAMICC AP CHIPCERAMICC AP CHIPCERAMICC AP RP6/4P/J/33 1/CS 1608 SAMSUNG 15pF 0805 SAMSUNG 104 0805 SAMSUNG 10uF/16V B-CASE SAMSUNG 10uF/25V B-CASE SAMSUNG 103 0805 SAMSUNG 105 1206 SAMSUNG DIOD BAV99 SOT-23 9 1 D2 CHIPLED BL-HS135 0805 BRIGHTLED RED 10 6 JP1,JP2, JP3,JP4, JP5,JP6 11 1 J1 CONNECTOR CHIPRESISTOR 0 (ohm) 0805 SAMSUNG FPC-RBS05 T1W400 RIGHTANGLE 12 1 J2 CONNECTOR 5268-3 (3PIN) RIGHTANGLE MOLEX 13 1 J3 CONNECTOR 53261-0590 RIGHTANGLE MOLEX 14 5 L1,L2,L3, L4,L5 CHIPBEAD HB-1M2012-120JT 15 3 T1,T2,T5 PNPTR A1504 SOT-23 16 4 T3,T4,T6 NPNTR C3875 SOT-23,T7 17 1 U1 IC PIC16C717-I /SS 0805 CERATEC SSOP MICROCHIP S 18 1 U2 IC KA78M05R D-PAK SENSORY 19 1 U3 IC -45- SP232ECN- 5V SOIC NAROW SIPEX 20 1 X1 XTAL 4MHz SX-2 SUNNY 21 1 R1 CHIPRESISTOR 560 (ohm) 0805 SAMSUNG 22 1 R2 CHIPRESISTOR 47k (ohm) 0805 SAMSUNG 23 1 R3 CHIPRESISTOR 20k (ohm) 0805 SAMSUNG
제 3절개발검증 1. 사양 1.1 적용디바이스 : PIC16C717 1.2 패키지 : 20-Pin SSOP 1.3 적용패널방식 : 5선저항막방식 1.4 해상도 : 10 비트 (1024 x 1024) 1.5 오차범위 : 1024 x 1024 ± 0.2 Dot 1.6 구동전원 - 통신커넥터전원입력 : 4.5V ~ 5.5V (Standard 5.0[V]) - 전원커넥터 +5V 전원입력 : 4.5V ~ 5.5V (Standard 5.0[V)) - 전원커넥터 +12V 전원입력 : 7V ~ 18V (Standard 12[V)) *TOUCHPANELDRIVE 의전원은위세곳의전원중한곳의전원을사용함 1.7 소비전력 - 대기상태 : ~ 200 mw (5.0[V) 에서최대 40[ ma] 이하) - 터치상태 : ~500 mw (5.0[V] 에서최대 100[ ma] 이하) 1.8 구동속도 : 4Mhz (Internal OsciIlatar) 1.9 통신방식 : RS-232 1.10 통신속도 : 9600 bps 2. 전원및통신부 2.1 DC-INTPUT 1) 5V INTPUT 2) GND 3) 12V INTPUT -46-
2.2 RS-232 (PC 또는기타수신측하드웨어에서의입력부분) 1) 5V INTPUT 2) 5V INTPUT 3) TXD 4) RXD 5) GND 3. Touch Detector 확인 3.1 Touch Detector를확인하기위하여 LED를구동함 4.Touch Panel 입력부 INPUT 1) X 축상위 2) X 축하위 3) 필름( 저항막) 4) Y 축상위 5) Y 축하위 -47-
5. 검증파형 5.1 Touch Panel 의 x,y 파형 X, Y 상단 (CH1 : AN0, CH2 : TXD) X 하단, Y 상단 (CH1 : AN0, CH2 : TXD) X 상단, Y 하단 (CH1 : AN0, CH2 : TXD) X 하단,Y 하단 (CH1:AN0,CH2:TXD) 5.2 X-Control (CH1:RB4,CH2:AN0) (CH1:RB5,CH2:AN0) -48-
5.3 Y_Control (CH1:RB6,CH2:AN0) (CH1:RB7,CH2:AN0) 5.4 Detect_Control (CH1:RB3,CH2:AN0) -49-
제 5장 5선 USB 방식 제 0 절설계 Specification 1. 개발목표 USB 통신방식을적용한방식 5 선( 저항막방식) 터치스크린전용컨트롤러를개발하도록한다. 기존의국내/ 외유수의컨트롤러들에비해, 탁월( 월등) 한성능및가격등의경쟁력갖춘제품의개발을목표로한다. 2. 개발내용 2.1 5선저항막방식터치패널에서연결되는 5 선(Top-Bottom/Left-Right) 을컨트 롤하여 X,Y 좌표값을신호로입력받을수있도록한다. 2.2 USB 통신방식을사용한다. 2.3 위입력받은신호를 A/D 변환( 터치좌표) 을거쳐컴퓨터나해당시스템으로 전송하고해당수신부( 디바이스드라이버) 에서는전송된데이터를입력받아 Mouse 와동일한방식의입력장치로동작하도록한다. 2.4 전원은컴퓨터및해당시스템( 임베디드) 에서공급받아서사용한다. 2.5 컨트롤러( 모듈) 외에도단일칩셋으로제품화가가능하도록한다. ( 컴퓨터및 기타 POS 시스템외에 PDA, 전자책, 전자수첩, 웹패드등의제품에적용/ 내장가 능하도록한다.) 2.6 위내용의터치스크린컨트롤러( 전자회로및 Firmware), 디바이스드라이버를 개발한다. -50-
3. SPEC 3.1 기본사양 3.1.1 Device1 : CY7C63001A-SC (Master: USB Micro Controller) Package : 20-Pin SOIC 3.1.2 Device2 : PIC16C717-I/SS (Slave: 5-Wires Touch Controller) Package : 20-Pin SSOP 3.1.3 Type : 5-Wires Resistive Overlay(5 선저항막방식) 3.1.4 Resolution : 10 Bits (1024 x 1024) 3.1.5 Operating : 4.5V ~ 5.5V (Standard 5.0[V]) Voltage 3.1.6 Operating : 12 MHz(CY7C63001A), 4MHz(PIC16C717: Internal RC) Speed 3.1.7 Interface : USB (Universal Serial Bus) 3.1.8 USB Version : USB 1.1 3 1.8 USB Speed : Low Speed (1.5 Mbps) 3.1.9 O/S : WINDOWS 98/ME, WINDOWS 2000/XP (Device Driver) 3.1.10 Penel Spec. :All supports (Size) 세부칩셋사양은 CY7C63001 Data sheet 및사양서( 및 Catalog) 참조 3.2 세부사양 3.2.1 5 points calibration 3.2.2 Noise Filter : 팬압( 력) 필터링 : 떨림제거( 감쇠) : 터칭에의한지터노이즈및외부노이즈( 인버터등) 3.2.3 Watch-dog reset 3.2.4 USB reset 완전차단 4. 참여인원 4.1 김승호( 대리) 개발검토/ 검증, 일정관리, H/W 설계, F/W 2 종(USB I/F CY7C63001, TOUCH CONTROLL PIC16C717) 외주관리, 샘플제작총괄, 검사/ 검증 -51-
제 1절회로도 -52-
제 2절부품목록표 미확정 확정 부품목록표 모델 도번 Touch Panel 조립부 055-U0010 SHT 02-01작성부서 JT10RU5 (5Wire USb Controll Board) 전체 PAGE 1 날짜 2002년 9월18일 연구소 PAGE 1 작성자김승호 번호 수량 부품번호 명 칭 규 격 외형 제조사 단가 비 고 1 1 055-U00 36(H)*48(L)*1.6(T), PCB 10 2LayerJASTEC 2 2 AR2,AR1 CHIP ARRAY RP16.4P/J/3 RESISTOR 31/CS 1608 * 4 SAMSUNG 3 2 C1,C4 CERAMIC CHIP CAPACITOR 0.1uF 0805 SAMSUNG 4 2 C2,C7 C7은 CERAMIC CHIP 양산 0.01uF 0805 SAMSUNG CAPACITOR 제외품목 5 1 C3 CERAMIC CHIP CAPACITOR 10uF/16V B SAMSUNG 6 2 C5,C6 CERAMIC CHIP CAPACITOR 15pF 0805 SAMSUNG 7 5 D1,D2,D 3,D5,D6 DIODE BAV99 SOT-23 8 1 D4 CHIP LED BL-HS135 0805 BRIGHT LED 9 1 J1 CONNECTOR FPC-RBS05 T1W400 10 1 J2 CONNECTOR 53261-0490 11 7 L1,L2,L3, L4,L5,L6, L7 12 3 Q1,Q2,Q 5 13 4 Q3,Q4,Q 6,Q7 14 1 R1 15 1 R2 16 1 R3 17 1 R4 INDUCTOR HB-1M2012-102JT DIP/RIGHT ANGLE SMT/RIGHT ANGLE TRANSISTOR A1504 SOT-23 TRANSISTOR C3875 SOT-23 CHIP RESISTOR CHIP RESISTOR CHIP RESISTOR CHIP RESISTOR KINGFONT PRECISION INDUSTRIAL molex 0805 CERATEC 20K 2012 SAMSUNG 560 2012 SAMSUNG 7.5K 2012 SAMSUNG 2M 2012 SAMSUNG 18 1 S1 DIP SWITCH KSD04S SMT/STRAIG HT 한국리레이 19 1 U1 IC PIC16C717-I /SS SSOP MICROCHIP 20 1 U2 IC CY7C63001 A-SC SOIC-20 CYPRESS 21 1 Y1 X-TAL 6.0MHz SX-3 SUNNY 양산제외품목 -53-
제 3절개발검증 Project: Touch Screen Controller Model: 5선 USB 컨트롤러 1. Test Condition - 컴퓨터 : AMD athlon - 오실로스코프: LeCroy 9310A - 전원 : 5.00[V] ( 컴퓨터 USB port 출력전압) - D M M : Blue-Point MT586A (Digital Multi Meter) 2. 전원 2.1 전압측정값: 5.00 [V] (DMM 계측) CH1: J2 1번 USB Vbus input 2.2 전류(DMM 계측) - Stand-By: 47.8 [ ma]( 대기상태) - Touching: 146 [ ma] -54-
3. 통신 - USB Version : 1.1 - 통신속도: Low Speed 1.5 Mbps - USB 통신방식: Interrupt 3.1 설치상태정보(USB View 프로그램으로 USB 정보 Read) 3.2 USB Plug-In (USB Checker 프로그램으로 USB Enable 관련정보 Read, Complete.log 파일정 보 ) -55-
-56-
-57-
-58-
4. Touching 간격 터칭간격( 통신응답간격): 8 ~ 15 [m/sec]( 초당 125 ~ 66.6 회) CH1: U2 CY7C63001 19번 TDATA_WR 5. Touch Start(Touch-Down) 5.1 Touch-down CH1: U1 PIC16C717 2번 ADC_IN -59-
5.2 터치최초응답시간: 30 [m/sec] CH1: U1 PIC16C717 2번 ADC_IN, CH2: U2 CY7C63001 19번 TDATA_WR 7. Touching (CH1: U1 PIC16C717 2번 ADC_IN) ɑ.xlow,ylow b. X hi, Y low c. Y hi, X low d. X hi, Y hi -60-
제 6장 4선 PS/2 방식 제 0 절설계 Specification 1. 개발목표현재시리얼(RS232C), USB 포트와함께가장많이사용되는시리일인터페이스장치중하나인 PS/2 통신방식을적용한 4 선( 저항막방식) 터치스크린전용컨트롤러를개발하도록한다. 기존의국내/ 외유수의컨트롤러들에비해, 탁월( 월등) 한성능및가격등의경쟁력갖춘제품의개발을목표로한다. 2. 개발내용 2.1 4선저항막방식터치패널에서연결되는 4 선(Top-Bottom/Left-Right) 을컨트롤하여 X,Y 좌표값을신호로입력받을수있도록한다. 2.2 PS/2 통신방식을사용한다. PS/2 Mouse 포트에연결하여사용한다. ( 단, Mouse 를함께사용할수는없다.) 2.3 위입력받은신호를 A/D 변환( 터치좌표) 을거쳐컴퓨터나해당시스템으로전송하고해당수신부( 디바이스드라이버) 에서는전송된데이터를입력받아 Mouse 와동일한방식의입력장치로동작하도록한다. 2.4 전원은컴퓨터및해당시스템( 임베디드) 에서공급받아서사용한다. 2.5 해당시스템의디바이스드라이버는아래의 O/S 환경을지원하여야한다. WINDOWS 95/98/ME, WINDOWS NT /2000/XP 2.6 컨트롤러( 모듈) 외에도단일칩셋으로제품화가가능하도록한다. ( 컴퓨터및기타 POS 시스템외에 PDA, 전자책, 전자수첩, 웹패드등의제품에적용/ 내장가능하도록한다.) 2.6 위내용의터치스크린컨트롤러( 전자회로및 Firmware), 통신케이블, 디바이스드라이버를개발한다. -61-
3. SPEC 3.1 기본사양 3.1.1 Device : PIC16C717-I/SS 3.1.2 Package : 20-Pin SSOP 3.1.3 Type : 4-Wires Resistive Overlay(4 선저항막방식) 3.1.4 Resolution : 10 to 12 Bits (1024 X1024 to 4096 X4096) 3.1.5 Operating : 4.5V ~ 5.5V (Standard 5.0[V]) Voltage 3.1.6 Operating : 4 MHz (Internal RC) Speed 3.1.7 Interface : PS/2 3.1.8 Port : PS/2 Mouse Port 3.1.8 USB Speed : Low Speed (1.5 Mbps) 3.1.9 O/S : WINDOWS 98/ME, WINDOWS NT/2000/XP (Device Driver) 3.1.10 Penel Spec. : All supports (Size) 세부칩셋사양은 PIC16C717 Data sheet 및사양서( 및 Catalog) 참조 3.2 세부사양 3.2.1 5 points calibration 3.2.2 Noise Filter : 팬압( 력) 필터링 : 떨림제거( 감쇠) : 터칭에의한지터노이즈및외부노이즈( 인버터등) 3.2.3 Watch-dog reset 3.2.4 Brown-out detect reset(bov = 4.2[V]) 완전차단 4. 참여인원 4.1 안승덕( 차장) 개발검토, WINDOWS DEVICE DRIVER, 검증, 일정관리등 4.2 박석일( 대리) 개발검토, WINDOWS DEVICE DRIVER, 제작/ 검사/ 검증등 4.3 김승호( 대리) 개발검토, H/W 설계, F/W, 외주관리, 샘플제작총괄, 검사/ 검 증등 -62-
제 1절회로도 -63-
제 2절부품목록표 미확정 확정 부품목록표 JT12RP4 4Wire 2002년모델 Touch Panel 조립부 PS/2(12Bits) 전체PAGE 1 날짜 6월18일 Controller 도번 055-U0009-A 작성부서연구소 PAGE 1 작성자김승호 SHT 02-01 번호수량부품번호명칭규격외형제조사단가비고 1 1 055-U0 009 2 1 C3,C9 3 4 C4,C5,C 6,C7 PCB CERAMIC CHIP CAPACITOR CERAMIC CHIP CAPACITOR 37(H)*49(L)*1. 6(T), 2Layer JASTEC 0.1uF 0805 SAMSUNG 103 0805 SAMSUNG 4 1 C8 CHIP TANTAL 10uF/16V B SAMSUNG 5 4 D1,D3,D 4,D5 CHIP DIODE BAV99 SOT-23 6 1 D2 CHIP LED BL-HS135 0805 7 1 J1 CONNECTOR GF10A-04S-LS S 8 1 J2 CONNECTOR 53261-0590 9 4 L1,L2,L 3,L4 10 1 R3 11 5 R4,R6,R 9,R12,R 13 12 2 R7,R5 13 1 R8 14 2 T1,T2 15 3 T3,T6,T 7 16 1 U1 IC CHIP INDUCTOR CHIP RESISTOR CHIP RESISTOR CHIP RESISTOR CHIP RESISTOR CHIP TRANSISTOR CHIP TRANSISTOR HB-1M2012-10 2JT SMT/RIGHT ANGLE SMT/RIGHT ANGLE BRIGHTLE D LG molex 0805 CERATEC 560 2012 SMASUNG 2.2K 2012 SMASUNG 100 2012 SMASUNG 20K 2012 SMASUNG 2N3906S SOT-23 KEC 2N3904S SOT-23 KEC PIC16C770-I/S S SSOP MICROCHI P -64-
제 3 절개발검증 Project: Touch Screen Controller Model :4선 PS/2 컨트롤러 1. Test Condition - 컴퓨터 : AMD athlon - 오실로스코프: LeCroy 9310A - 전원 : 5.00[ V] ( 컴퓨터 PS/2 port 출력전압) -DMM :FLUKE75 (Digital Multi Meter) 2. 전원 2.1 전압측정값: 5.00 [V] (DMM 계측) CH1: VCC 2.2 전류(DMM 계측) - Stand-By: 8.6 [ ma] ( 대기상태) - Touching: 20.6 [ ma] -65-
3. 통신 - 통신주파수: 20 KHz - Byte 간간격: 840 [u/sec] - PACKET 간간격: 8.7 [m/sec] ( 초당 114.9 회정도응답) CH1: SCLK, CH2: SDATA -66-
4. 터치 4.1 Touch-Start(Touch-Down): 1 [m/sec] 이내감지 CH1: X IN, CH2: SDATA 4.2 초기( 최초) 터치응답: 16 [m/see] 이내응답 CH1: X IN, CH2: SDATA -67-
4.3 터치좌표측정 (CH1: X IN, CH2: Y IN) X LOW Y LOW X HI Y LOW X LOW Y HI X HI Y HI 4.4 Touch-End(Touch-Up); CH1: X IN, CH2: SCLK -68-