電容式觸控技術(shù)在家用電器中的應(yīng)用優(yōu)勢

購買家用電器時(shí)人們考慮的最重要的因素之一就是產(chǎn)品的外觀及其支持的高端功能。利用當(dāng)今高度集成的片上系統(tǒng)（SoC）處理器，設(shè)計(jì)人員不僅能設(shè)計(jì)出采用電容式感應(yīng)技術(shù)的新型用戶界面（UI），而且還能通過結(jié)合使用其他系統(tǒng)功能來降低系統(tǒng)成本并縮減板級空間。與此同時(shí)，由于SoC在同一芯片中提供了系統(tǒng)構(gòu)建所需的眾多組件，從而可加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。此外，用于連接多個(gè)器件和進(jìn)行故障調(diào)試所需的時(shí)間也得以明顯縮短。

　　圖1：電磁爐方框圖

　　圖1顯示了電磁爐的方框圖。這種電氣設(shè)備必須具有以下幾種關(guān)鍵功能：

　　· 保持鍋的溫度：需要脈寬調(diào)制（PWM）來設(shè)置加熱線圈的點(diǎn)火時(shí)長。

　　· 風(fēng)扇控制：需要溫度傳感器和PWM來驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)。

　　· 過流和過壓保護(hù)：需要模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和比較器。

　　· 鍋的自動檢測：需要電磁感應(yīng)。

　　· 時(shí)基煮食功能：需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）。

　　· 用戶界面——顯示屏：需要數(shù)字顯示或液晶玻璃顯示驅(qū)動器。

　　· 用戶界面——按鈕：需要電容式觸摸感應(yīng)和檢測

　　電容式感應(yīng)

　　電容式感應(yīng)鈕不僅給家電帶來了時(shí)尚外觀，而且還避免了磨損問題，因此相對機(jī)械按鈕成為了首選技術(shù)。許多家電要在液體附近使用，因此需要有防水功能，以免有水情況下造成假觸發(fā)。圖2顯示了電容式傳感器印刷電路板（PCB）的典型布局。將圍繞傳感器（藍(lán)色）的交叉網(wǎng)格（hatched pattern）連接至保護(hù)電極（而不是接地）就可實(shí)現(xiàn)防水功能。

　　圖2：用保護(hù)電極實(shí)現(xiàn)防水

　　電極受連接到傳感器的相同信號驅(qū)動。這樣，當(dāng)水滴滴落到傳感器上時(shí)，由于交叉網(wǎng)格和傳感器之間沒有電位差，也沒有額外的電容耦合到感應(yīng)器上，因此可以實(shí)現(xiàn)防水功能。如果傳感器完全被水淹沒，那么安全傳感器（guard sensor）就會啟用，同時(shí)禁用其它傳感器。

　　由于許多電器工作電流較大，負(fù)載電流和數(shù)字開關(guān)的變化會讓電源輸出巨大噪聲/紋波，這可能會耦合到電容式傳感器并影響用戶界面的可靠性。遵守以下原理圖和布局指南，并通過接地線跡布局等技術(shù)可減少電源紋波，從而避免接地彈跳。不過，徹底消除噪聲是極其困難的。如果參考電壓用電源的+ve線驅(qū)動，那么可能會引起電容式感應(yīng)中的假警報(bào)。