如何使電容感應(yīng)設(shè)計(jì)更容易

　　電容感應(yīng)已在各種應(yīng)用中使用，例如工業(yè)，汽車，醫(yī)療，和消費(fèi)類產(chǎn)品。這種技術(shù)普及速度極快，尤其是在人機(jī)界面設(shè)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(jī)械部件)，提高產(chǎn)品的美感和手感。觸摸板和觸摸屏構(gòu)成了主要的應(yīng)用，但是我們也看到了觸摸按鍵和滑條的應(yīng)用也越來(lái)越多。無(wú)論是手機(jī)、電視遙控器、汽車儀表板、遠(yuǎn)程控制或工業(yè)控制，無(wú)論是從外觀和可靠性，都已證明電容式觸摸按鈕和滑條比機(jī)械開關(guān)和旋轉(zhuǎn)編碼器更吸引人。這些傳感器不僅有一個(gè)引人注目的用戶界面，還能提供高度耐用和可靠的解決方案，只要對(duì)他們進(jìn)行正確的設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)。下面列出了工程師和設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)方案關(guān)注的因素。

　　對(duì)于很多工程師來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)低成本、快響應(yīng)和低功耗的電容式傳感器來(lái)在嘈雜的環(huán)境中可靠運(yùn)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(yīng)用開發(fā)成為幾天就能搞定的問(wèn)題?其中包括原型設(shè)計(jì)并通過(guò)生產(chǎn)要求驗(yàn)證。本文討論了從電容式鍵盤設(shè)計(jì)到生產(chǎn)所有開發(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加快上市時(shí)間。

　　電容感應(yīng)：簡(jiǎn)介

　　電容觸摸傳感器都是基于下列類型之一:
　　1. 表面電容
　　2. 投射式電容:他們又細(xì)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(dǎo)電層。在操作期間，在面板的四個(gè)角加一個(gè)電壓信號(hào)，形成一個(gè)統(tǒng)一的靜電場(chǎng)。當(dāng)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(dǎo)電層，另一個(gè)是人的手指。根據(jù)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(cuò)誤檢測(cè)，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，周圍環(huán)繞著鋪地 (參見圖2)?！　?/p>

 

　　這個(gè)傳感器和地構(gòu)成了一個(gè)寄生電容Cp，在傳感器上方區(qū)域可以看到和電場(chǎng)線。當(dāng)導(dǎo)體例如手指進(jìn)入傳感器上方區(qū)域，它將改變電場(chǎng)線，增加了和傳感器之間的手指電容Cf (參見圖3)?！　?/p>

 

　　結(jié)果是傳感器電容從Cp增加到Cp + Cf。

　　通過(guò)不斷的測(cè)量系統(tǒng)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(duì)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(bào)告有手指存在。