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        手潮了也不怕!不怕水的電容觸摸傳感器,教你一招搞定!

        發布時間:2022-4-28 11:51    發布者:eechina
        關鍵詞: 不怕水 , 電容 , 觸摸傳感器
        來源:Digi-Key
        作者:Alan Yang

        你是否碰到過觸摸面板上面有水漬,然后觸摸按鍵好像就失靈了一樣,各種不聽使喚的狀況頻出,令人心情煩躁?

        本文帶你了解如何在設計中規避水珠的干擾,以及電容式觸摸傳感器設計選型應用中的一些小技巧。

        水珠引起的誤觸發,如何避免?

        · 為什么水珠會誤觸發?

        如下圖,觸摸傳感的部分是用PCB板制作的,當表面殘留水珠的區域橫跨兩個電極的時候,就會造成這兩個電極短路,從而導致誤觸發。



        · 怎么解決水珠誤觸發?

        解決這個誤觸發的問題,可以采用Driven Shield技術。簡而言之,該技術就是在電極和電極之間增加屏蔽層,并且主動給屏蔽層加電壓,使得傳感器在掃描其他按鍵的時候,屏蔽罩的電壓和電極上的電壓一致。這樣就可以把水珠對觸摸按鍵的影響減到很小。



        · Driven Shield技術使用效果如何?

        使用Driven Shield技術是否能夠有效解決水珠誤觸發的問題?讓我們來看看下圖中的結果比對:



        可以看到,增加了Driven Shield之后,水珠對于操控的影響明顯減小了。Driven Shield 解決方案,幾乎沒有什么缺點,但是該技術也有局限性——其僅對自電容測量方式起效。

        (資料來源:Microchip在線課程 “電容式觸摸原理、設計挑戰和解決方案”)

        測量方式的選擇:自電容還是互電容



        可見,選擇自電容還是互電容,主要看使用場景:

        · 如果要求多個按鍵的場景,使用互電容這種方式比較多。
        · 如果對于接近感應有要求,往往使用自電容比較多。
        (資料來源:Microchip電容式觸摸傳感器設計指南)

        電容式觸摸應用設計

        電容式觸摸傳感器應用設計,主要可以分成三個部分:控制器MCU、檢測電路、觸摸傳感器。下面我們分別做介紹。



        · 控制器MCU

        有些MCU帶自帶觸摸傳感器檢測功能。比如Microchip PIC&#174; XLP&#8482; mTouch&#8482; 16F系列,不用額外的外設,直接可以檢測電容式觸摸傳感器。如下圖,充電和檢測電路之間共用電荷,之后再進行信號處理。



        資料來源:Microchip在線課程 “電容式觸摸原理、設計挑戰和解決方案”)

        · 電容式觸摸傳感器檢測電路

        當然也可以使用專門的電容式觸摸傳感器芯片。

        通過Digi-Key網站,可以方便地根據應用類型、分辨率、接口等條件篩選出合適的芯片產品。

        有些專用芯片集成了Driven Shield功能:比如Microchip MTCH102。



        上面是最簡單的應用,只需一個傳感器加一個Driven Shield屏蔽層,就可以實現單點觸控。

        · 觸摸傳感器

        除了在Digi-Key網站上選擇電容式觸摸傳感器外,也可以自己在PCB板上進行設計。



        具體設計這里就不多贅述,詳情請查看以下參考資料:
        Microchip Techniques for Robust mTouch Touch Sensing Design

        本文小結

        我們的生活越來越離不開電子設備,設備的人機交互界面也變得也越來越做重要,好的交互設計會極大的增加用戶的體驗感。隨著電容式觸摸傳感器在人機交互設計中應用越來越多,了解電容式觸摸傳感器的原理,懂得如何選型,精于設計應用,就會讓你的產品脫穎而出。
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