如何使電容感應設計更容易

　　電容感應已在各種應用中使用，例如工業(yè)，汽車(chē)，醫療，和消費類(lèi)產(chǎn)品。這種技術(shù)普及速度極快，尤其是在人機界面設備(HID)，這是由于其能夠降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品壽命(通過(guò)替代機械部件)，提高產(chǎn)品的美感和手感。觸摸板和觸摸屏構成了主要的應用，但是我們也看到了觸摸按鍵和滑條的應用也越來(lái)越多。無(wú)論是手機、電視遙控器、汽車(chē)儀表板、遠程控制或工業(yè)控制，無(wú)論是從外觀(guān)和可靠性，都已證明電容式觸摸按鈕和滑條比機械開(kāi)關(guān)和旋轉編碼器更吸引人。這些傳感器不僅有一個(gè)引人注目的用戶(hù)界面，還能提供高度耐用和可靠的解決方案，只要對他們進(jìn)行正確的設計和校準。下面列出了工程師和設計人員實(shí)現這種技術(shù)方案關(guān)注的因素。

　　對于很多工程師來(lái)說(shuō)，設計低成本、快響應和低功耗的電容式傳感器來(lái)在嘈雜的環(huán)境中可靠運行是一個(gè)艱巨的任務(wù)。如何能打破這種局面，使這種傳感器應用開(kāi)發(fā)成為幾天就能搞定的問(wèn)題?其中包括原型設計并通過(guò)生產(chǎn)要求驗證。本文討論了從電容式鍵盤(pán)設計到生產(chǎn)所有開(kāi)發(fā)階段所涉及到的各種方法、指南和要點(diǎn)，所有這些將有助于顯著(zhù)加快上市時(shí)間。

　　電容感應：簡(jiǎn)介

　　電容觸摸傳感器都是基于下列類(lèi)型之一:
　　1. 表面電容
　　2. 投射式電容:他們又細分為兩種:
　　    a .自電容
　　    b .互電容

　　表面電容方法：

　　在這種技術(shù)中，玻璃被均勻地涂上一層導電層。在操作期間，在面板的四個(gè)角加一個(gè)電壓信號，形成一個(gè)統一的靜電場(chǎng)。當人的手指觸摸面板時(shí)，它就形成了一個(gè)電容，一個(gè)電容板是導電層，另一個(gè)是人的手指。根據手指觸摸的位置，來(lái)自四個(gè)方向的電流會(huì )有所不同，因此這四個(gè)角的電容也將不同。這種差異就可以用于確定觸摸的具體位置 (參見(jiàn)圖1)　　

 

　　這種技術(shù)有之前討論的電容式觸摸技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，但很容易錯誤檢測，并需要在生產(chǎn)時(shí)進(jìn)行特殊校正。

　　自電容方法: 這里，每一個(gè)電容式傳感器都是PCB上的一塊覆銅，周?chē)h(huán)繞著(zhù)鋪地 (參見(jiàn)圖2)?！　?/p>

 

　　這個(gè)傳感器和地構成了一個(gè)寄生電容Cp，在傳感器上方區域可以看到和電場(chǎng)線(xiàn)。當導體例如手指進(jìn)入傳感器上方區域，它將改變電場(chǎng)線(xiàn)，增加了和傳感器之間的手指電容Cf (參見(jiàn)圖3)?！　?/p>

 

　　結果是傳感器電容從Cp增加到Cp + Cf。

　　通過(guò)不斷的測量系統中的傳感器電容，尋找電容的突然變化，微控制器可以判斷何時(shí)手指放在傳感器上。在這里，絕對值，或者說(shuō)傳感器的寄生電容并不重要。微控制器只需尋找電容的突然變化，如果這個(gè)變化超過(guò)某個(gè)閾值，就會(huì )報告有手指存在。