在消費(fèi)設(shè)備中采用電容式傳感器用戶接口
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幾年前，這些系統(tǒng)都還很簡單，定義明確，只需要簡單的輸入裝置用于書寫和功能選擇，比如鍵區(qū)、按鈕或觸摸屏即可。但現(xiàn)在，手機(jī)里充滿了復(fù)雜的通信子系統(tǒng)，PDA已幾乎發(fā)展成為可連接互聯(lián)網(wǎng)的完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。此外，畫板方面更先進(jìn)的移動(dòng)和便攜式產(chǎn)品因其具高度先進(jìn)性的多功能設(shè)計(jì)而存在著UI的挑戰(zhàn)。因此，設(shè)計(jì)人員正在向具有更大UI空間的電阻式觸摸屏(RTS)轉(zhuǎn)向。這種特殊的傳感器技術(shù)被廣泛應(yīng)用于日用品中。不過，即使RTS提供有更大的空間，嵌入式設(shè)計(jì)人員也面臨著RTS的局限性帶來的新問題。
電阻式觸摸面板是一種機(jī)械式的傳感器，由兩層材料構(gòu)成，中間一般通過空氣分離(圖1)。頂層是純凈的聚酯薄膜，底層是玻璃。若用手指壓按頂層，就會(huì)推動(dòng)頂層與底層接觸。一旦測得接觸點(diǎn)的電壓，就可以計(jì)算出接觸位置。移開手指后，頂層又回復(fù)到原始狀態(tài)。
嵌入式設(shè)計(jì)人員在RTS上面臨的兩大挑戰(zhàn)是：(1)承載顯示屏的光學(xué)結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損；(2)耐久性很差。采用RTS的設(shè)備在遇到摔落或用戶壓按過重的情況時(shí)，常常會(huì)發(fā)生故障。
一旦RTS平板破裂，設(shè)備的主要硬件輸入就沒有了，設(shè)備也就無用了。對此，設(shè)計(jì)人員也有一些有限的預(yù)防措施可供選擇。比如，在RTS表面加一個(gè)玻璃框以期保護(hù)屏幕的邊角。而因此需要的開槽及玻璃框本身的成本可能是設(shè)備成本的兩倍。而且，RTS必須安裝在平坦表面上，不能在塑料材料之下。
此外，RTS的靜電放電(ESD)阻抗很差。這一點(diǎn)往往使設(shè)備更受濕度損害，同時(shí)溫度和濕度的變化也會(huì)嚴(yán)重影響性能。RTS還讓脆弱的LCD暴露在更大風(fēng)險(xiǎn)之中。至于有限的性能，RTS需要一個(gè)精度測頭；這些測頭在大多數(shù)滾動(dòng)條和圖標(biāo)所在的邊緣處是不準(zhǔn)確的，它們需要用戶經(jīng)常性地進(jìn)行校準(zhǔn)。
圖1. 電阻式觸摸面板是一種機(jī)械傳感器，由兩層材料構(gòu)成，中間一般通過空氣分離
一種更有效更可靠的替代方案是采用很薄的透明的電容式傳感器觸摸屏，嵌入式設(shè)計(jì)人員可以將之放置在任何可視表面上用于輸入和導(dǎo)航。這類電容式傳感器接口的一種實(shí)現(xiàn)方案被稱為ClearPad，可為設(shè)計(jì)人員提供一種克服RTS局限性的解決方案。
電容式傳感器模塊中有一個(gè)透明的薄薄的手指感測區(qū)域，與一個(gè)包含了所有感測電子元件的撓性電路相連。如圖2所示，若手指按在導(dǎo)電線路網(wǎng)格頂端，將改變鄰近線路的電容。
圖2. 電容式傳感器面板是固態(tài)的。若手指按在導(dǎo)電線路網(wǎng)格頂端，將改變鄰近線路的電容。
一旦測得線路電容的變化，就可以計(jì)算出手指的位置
特別地，電容式傳感器的表面接收與用戶相接觸處的觸摸信息，并把信息發(fā)送到控制器板?？刂破靼逄幚碛|摸信號，再把信息傳送給主機(jī)。然后，主機(jī)把手指位置和接觸信息用于各種用戶接口功能，比如輸入字符、數(shù)據(jù)和屏幕滾動(dòng)。 電容式觸摸屏相關(guān)文章:電容式觸摸屏原理 電容傳感器相關(guān)文章:電容傳感器原理
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