電容式觸摸傳感器開關(guān)在白家電等市場應(yīng)用案例分析

　　表1：LC717A系列電容觸摸傳感器的規(guī)格及特性

　　LC717A系列是單芯片電容投射式觸摸傳感器方案，工作電壓范圍為2.6至5.5 V，電流消耗低于1 mA。這系列器件內(nèi)置乘法器，使用差分電容檢測(cè)技術(shù)來檢測(cè)距離及觸摸動(dòng)作，能夠檢測(cè)飛法拉級(jí)的電容變化。其中，LC717A00AR/AJ包含8個(gè)輸入通道（見圖3），而LC717A10AR/AJ則包含16個(gè)輸入通道。以LC717A10AR為例，這器件是LC717A系列的首款產(chǎn)品，簡化以電容式觸摸傳感器替代機(jī)械式開關(guān)，用于家電、影音設(shè)備、計(jì)算機(jī)外設(shè)及汽車儀表盤等應(yīng)用。LC717A00AR包含8路電容感測(cè)輸入及8路數(shù)字輸出，使用專有的差分電容感測(cè)技術(shù)，能夠提供高靈敏度及高噪聲抗擾度。內(nèi)置邏輯電路檢測(cè)每路輸入的導(dǎo)通/關(guān)閉（ON/OFF）狀態(tài)，并輸出適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，且不需要任何額外元器件或控制軟件。LC17A00AR除了可以作為獨(dú)立器件工作，還支持使用外部微控制器（MCU）通過可以配置用于I2C或SPI工作的內(nèi)置串行接口來調(diào)整參數(shù)。

　　圖3：a） LC717A00AR/AJ框圖（左側(cè)）；b） 差分電容檢測(cè)技術(shù)提供更高的噪聲抑制能力（右側(cè)）。

　　在白家電等應(yīng)用中使用LC717A系列觸摸傳感器開關(guān)替代機(jī)械式開關(guān)

　　觸摸傳感器開關(guān)不同于機(jī)械式開關(guān)，只須觸摸來執(zhí)行開關(guān)操作，目前常用于許多燈具和壁式開關(guān)、有平坦外表的電冰箱和電飯煲等白家電，以及公用計(jì)算機(jī)終端等等。觸摸傳感器開關(guān)使用戶能以滑動(dòng)或轉(zhuǎn)輪的方式來啟用開關(guān)，提供比機(jī)械式開關(guān)更靈活的設(shè)計(jì)及更直觀的用戶接口。LC717A系列觸摸傳感器開關(guān)能夠直接連接至常見MCU并執(zhí)行獨(dú)立操作，因此非常易于使用，不像其它帶內(nèi)置MCU的觸摸傳感器要求額外培訓(xùn)及編程時(shí)間。

　　機(jī)械式開關(guān)結(jié)構(gòu)簡單，但機(jī)械元件的使用壽命有限。相比而言，觸摸傳感器開關(guān)技術(shù)提供極佳耐久性， 可以省去機(jī)械磨損問題。相比較而言，觸摸傳感器開關(guān)不需按鍵，不單減少磨損問題，還使設(shè)計(jì)人員能夠在電氣元件外增加外層材料作為保護(hù)屏障。故觸摸傳感器開關(guān)易于清潔，且顯著減輕開關(guān)受潮濕、水、油或灰塵等的影響。

　　使用機(jī)械式開關(guān)的一項(xiàng)優(yōu)勢(shì)是以物理反應(yīng)使用戶感到開關(guān)正導(dǎo)通或關(guān)閉。而使用觸摸傳感器時(shí)，用戶僅觸摸屏幕或輸入板來導(dǎo)通開關(guān)，通常不會(huì)感到開關(guān)的物理反應(yīng)，因而用戶并不總是知道是否啟用了開關(guān)。由于此項(xiàng)顧慮，設(shè)計(jì)人員可能需要為觸摸開關(guān)器件加配特性，如光、聲或另種形式物理反應(yīng)，以顯示開關(guān)已被啟用。這將增強(qiáng)設(shè)計(jì)元素及終端應(yīng)用的功能，產(chǎn)生更積極的用戶反應(yīng)。

　　圖4：在廚房攪拌機(jī)等白家電應(yīng)用中，一個(gè)觸摸傳感器開關(guān)能替代多個(gè)機(jī)械式開關(guān)。

　　像LC717A00AR這樣的觸摸傳感器開關(guān)由于具有高靈敏度，可以置于密封空氣、防塵及防水玻璃護(hù)罩的背面，這在廚房攪拌機(jī)等可能經(jīng)常沾染液體和灰塵的應(yīng)用中尤為有用，還非常適合于洗衣機(jī)、電冰箱等應(yīng)用。在廚房攪拌機(jī)應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員能僅以1個(gè)觸摸傳感器開關(guān)（如LC717A00AR）來替代8個(gè)機(jī)械式開關(guān)，如圖4所示。

　　市場上有些觸摸傳感器方案在厚玻璃層后或在元件之間氣隙太大的情況下難以有效工作。安森美半導(dǎo)體創(chuàng)新的LC717A系列觸摸傳感器開關(guān)技術(shù)得益于高靈敏度性能，消除設(shè)計(jì)人員在氣隙及材料厚度、響應(yīng)速度方面的設(shè)計(jì)顧慮，讓設(shè)計(jì)人員能夠更快地構(gòu)建及應(yīng)用設(shè)計(jì)?；贚C717A00AR構(gòu)建的演示電路板演示，設(shè)計(jì)人員可以自如地操作觸摸傳感器開關(guān)功能，即便隔著厚材料、大氣隙，甚至是戴著多層手套，見圖5。