S-TouchTM 電容式觸摸控制器PCB布局指南

把方形觸摸按鍵按順序緊密排列在一起，即可以設計成觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條。

圖.6 觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條的實(shí)現

位置傳感器開(kāi)啟（ON）

表1 觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條的設計

當檢測到某傳感通道處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，就能確定手指在觸摸滑動(dòng)條上的位置。 在上例中，使用了5個(gè)傳感通到來(lái)檢測9個(gè)位置。 如果S1 和S2 通道同時(shí)處于開(kāi)啟狀態(tài)，就意味著(zhù)手指的位置位于位置2。

對于覆蓋有2-3毫米的丙稀酸塑料層外殼的應用，建議使用最小尺寸為10 x 10毫米的傳感電極?；瑒?dòng)條傳感器之間的間隙值建議為0.75毫米。兩個(gè)相鄰傳感電極之間的間隙不要超過(guò)1毫米。這是為了確保當手指正好位于間隙內時(shí)，兩個(gè)傳感器通道能夠同時(shí)開(kāi)啟。

觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條的優(yōu)點(diǎn)是設計簡(jiǎn)單，在噪聲環(huán)境下具有較高的穩定性。 然而，如果需要數量較多的位置，該方法則會(huì )因為需要過(guò)多傳感器通道而無(wú)法實(shí)施。

另一種方法是使用比例計量滑動(dòng)條。 該方法不是通過(guò)檢測每個(gè)傳感通道上的觸摸狀態(tài)來(lái)實(shí)現，而是根據每個(gè)傳感器通道所測得的確切電容變化來(lái)確定手指的位置。 當測得每個(gè)傳感通道的確切電容變化后，通過(guò)進(jìn)行比例計算來(lái)確定手指的確切位置。

圖.7 比例計量滑動(dòng)條的實(shí)現

上述位置中的手指觸摸會(huì )導致三個(gè)傳感通道電極的電容增加。 由于手指覆蓋面積的不同，每個(gè)傳感器所增加的電容值也不相同。 然后，對傳感器的原始電容數據進(jìn)行處理，就可以獲得手指在滑動(dòng)條上的絕對位置。

觸摸旋轉器
同滑動(dòng)條一樣，觸摸旋轉器也是基于觸摸狀態(tài)和比例計量方法實(shí)現的。
應用觸摸狀態(tài)方法的旋轉器通過(guò)檢查每個(gè)傳感通道的狀態(tài)來(lái)確定手指的位置。 應用比例計量方法的旋轉器，通過(guò)測量由于手指觸摸而導致的各個(gè)傳感通道增加的確切電容來(lái)確定手指的位置。 手指在旋轉器上滾動(dòng)時(shí)，會(huì )導致幾個(gè)傳感通道的電容增大。 然后，通過(guò)計算這些傳感通道所增加的電容值，可以計算得出手指觸摸的確切位置。

圖.8 觸摸狀態(tài)和比例計量觸摸旋轉器的實(shí)現

觸摸旋轉器對于手指觸摸檢測的穩定性取決于要求的分辨率和傳感通道的數量。 對于高分辨率的觸摸旋轉器來(lái)說(shuō)，可能需要使用更多的傳感通道，而不一定像圖8中所示的那樣僅使用了三個(gè)傳感通道。

其他考慮因素
按照這些基本的設計指引進(jìn)行PCB設計和布局，能夠使電容感應應用更加可靠。 在PCB設計中，還要考慮其他的重要因素，包括：
● PCB上無(wú)浮板/極板。 PCB 的空白區域可填充接地銅箔或留空。
● PCB應當設計成所需要的參考電容值小于20 pF (該參考電容值是在硬件調整期間確定的)，并且各個(gè)通道的固有電容應小于10pF。如果大于此值，則需要修改某些基本布局，如降低接地銅箔的密度，擴大感應輸入跡線(xiàn)/電極到接地銅箔的間距，縮小傳感器信號跡線(xiàn)的寬度，甚至去除接地銅箔。 如果感應輸入電容的最大值超過(guò) 10 pF，則需要使用調諧電容進(jìn)行匹配設置。
● 盡可能地把各個(gè)感應通道之間的固有電容的差別控制在10 pF 以?xún)?可在硬件調整期間測定這一差別)。 如果超過(guò)10 pF，需要降低跡線(xiàn)長(cháng)度和傳感器電極尺寸的失配，來(lái)進(jìn)行重新布局以便把差別降至最低。
● 在I2C SDA和SCL線(xiàn)路中安裝串聯(lián)電阻器，以便過(guò)濾連接主板和觸摸模塊的線(xiàn)束所引起的噪聲干擾，或來(lái)自可能導致 I2C信號失真的電源噪聲的干擾。