手潮了也不怕!不怕水的电容触摸传感器,教你一招搞定!

出处:Digi-Key 发布于:2022-05-07 16:24:23

    你是否碰到过触摸面板上面有水渍,然后触摸按键好像就失灵了一样,各种不听使唤的状况频出,令人心情烦躁?

    本文带你了解如何在设计中规避水珠的干扰,以及电容式触摸传感器设计选型应用中的一些小技巧。

    水珠引起的误触发,如何避免?

    为什么水珠会误触发?

    如下图,触摸传感的部分是用PCB板制作的,当表面残留水珠的区域横跨两个电极的时候,就会造成这两个电极短路,从而导致误触发。

想了解更多传感器知识点击下方图片查看视频

   

    怎么解决水珠误触发?

    解决这个误触发的问题,可以采用Driven Shield技术。简而言之,该技术就是在电极和电极之间增加屏蔽层,并且主动给屏蔽层加电压,使得传感器在扫描其他按键的时候,屏蔽罩的电压和电极上的电压一致。这样就可以把水珠对触摸按键的影响减到很小。

     Driven Shield技术使用效果如何?

    使用Driven Shield技术是否能够有效解决水珠误触发的问题?让我们来看看下图中的结果比对:    

   可以看到,增加了Driven Shield之后,水珠对于操控的影响明显减小了。Driven Shield 解决方案,几乎没有什么缺点,但是该技术也有局限性——其仅对自电容测量方式起效。

    测量方式的选择:自电容还是互电容

    可见,选择自电容还是互电容,主要看使用场景:

     如果要求多个按键的场景,使用互电容这种方式比较多。

     如果对于接近感应有要求,往往使用自电容比较多。

    (资料:Microchip电容式触摸传感器设计指南)

    电容式触摸应用设计

    电容式触摸传感器应用设计,主要可以分成三个部分:控制器MCU检测电路、触摸传感器。下面我们分别做介绍。

   

    控制器MCU

    有些MCU带自带触摸传感器检测功能。比如Microchip PIC? XLP? mTouch? 16F系列,不用额外的外设,直接可以检测电容式触摸传感器。如下图,充电和检测电路之间共用电荷,之后再进行信号处理。

 

    资料:Microchip在线课程 “电容式触摸原理、设计挑战和解决方案”)

    电容式触摸传感器检测电路

    当然也可以使用专门的电容式触摸传感器芯片。

    通过Digi-Key网站,可以方便地根据应用类型、分辨率、接口等条件筛选出合适的芯片产品。

    有些专用芯片集成了Driven Shield功能:比如Microchip MTCH102。

   

    上面是zui简单的应用,只需一个传感器加一个Driven Shield屏蔽层,就可以实现单点触控。

    触摸传感器

     本文小结

    我们的生活越来越离不开电子设备,设备的人机交互界面也变得也越来越做重要,好的交互设计会极大的增加用户的体验感。随着电容式触摸传感器在人机交互设计中应用越来越多,了解电容式触摸传感器的原理,懂得如何选型,精于设计应用,就会让你的产品脱颖而出。


关键词:电容触摸传感器

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