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，醫(yī)療，和消費類產(chǎn)品。這種技術普及速度極快，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越多。無論是手機、電視遙控器、汽車儀表板、遠程控制或工業(yè)控制，無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械開關和旋轉(zhuǎn)編碼器更吸引人。這些傳感器不僅有一個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，只要對他們進行正確的設計和校準。下面列出了工程師和設計人員實現(xiàn)這種技術方案關注的因素。

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

　　電容感應：簡介

　　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:他們又細分為兩種:
　　    a .自電容
　　    b .互電容

　　表面電容方法：

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

 

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

　　自電容方法: 這里，每一個電容式傳感器都是PCB上的一塊覆銅，周圍環(huán)繞著鋪地 (參見圖2)?！　?/p>

 

　　這個傳感器和地構成了一個寄生電容Cp，在傳感器上方區(qū)域可以看到和電場線。當導體例如手指進入傳感器上方區(qū)域，它將改變電場線，增加了和傳感器之間的手指電容Cf (參見圖3)?！　?/p>

 

　　結果是傳感器電容從Cp增加到Cp + Cf。

　　通過不斷的測量系統(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手指放在傳感器上。在這里，絕對值，或者說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，如果這個變化超過某個閾值，就會報告有手指存在。