2.1電容檢測在汽中的應用

如今汽車的開關和按鈕要多得多。不僅數(shù)量眾多．而且還必需能夠很容易地安裝到外形日益多樣化的操縱面之中。另外．它們還需具備成本效益性，以取代密封型開關。一種熱門的方法是轉變?yōu)椴捎秒娙菔接|摸開關(CapSense)。由于未采用機械式部件而且能夠與成形操縱面相吻合，因此CapSense開關提供了汽車行業(yè)所需要的可靠性和價位。

*關于電容式開關

基于電容感測的技術而應運而生的組件逐漸問世，值此就電容式開關技術特征作分析介紹。

電容式開關基本上就是一個由兩根相鄰走線形成的電容器(見圖1(a))；根據(jù)物理定律在它們之間存在電容。如果把一個導體(比如：手指)放置在靠近這些極板的地方，則一個并聯(lián)電容將與該傳感器相耦合(見圖1(b))。當把手放置于電容式傳感器之上時，電容將增加。拿開手指后，電容將減小。在增加了用于測量電容變化的電路之后，就可以確定手指的存在與否了。

構造一個電容式開關需要：一個電容器和電容測量電路以及用于把電容值轉換成某種開關狀態(tài)的局部智能。

典型的電容式傳感器具有10pF-30pF的電容值。手指通過1mm的絕緣透明塑料膜耦合至傳感器的電容通常為1pF-2pF。當采用較厚的透明塑料膜時，耦合電容減小。為了檢測手指的存在與否．需要設計能夠測量出由手指引起的1％電容變化幅度的電容式觸摸感應電路。

弛張振蕩器是一種有效而簡單的電容測量電路。典型的弛張振蕩器電路拓撲結構示于圖4。該電路由4個元件組成，一開始．放電開關處于開路狀態(tài)。當該開關開路時，全部電流均進入傳感器。導致其電壓線性轉換。該充電操作持續(xù)進行。直至傳感器電壓達到比較器的門限電平為止。比較器隨后從低電平變換至高電平，導致放電開關閉合。電容式傳感器通過該低阻抗路徑迅速放電至地。該過程將使比較器的輸出從高電平變換至低電平．然后重復這一循環(huán)。如下面的公式所示，輸出頻率(fout)與充電電流成正比，而與門限電壓和傳感器電容成反比。測量該頻率．以確定傳感器電容：

當充電電流為5μA、比較器門限為1.3V且傳感器電容為30pf時，輸出頻率為128kHz。測量輸出頻率花費的時間越長，獲得的分辨率就越高。頻率分辨率的提高將改善電容測量的靈敏度。增加測量時間將提升測量電容分辨率。在每種應用中，可根據(jù)不同的傳感器尺寸和透明塑料膜厚度來相應地調整測量時間的變化。

*關于電容式感應技術

電容式感應技術正在迅速成為面板操作和多媒體交互的全新應用技術，其耐用性和降低BOM成本方面的優(yōu)勢，使這種技術在非接觸式操作界面上得到廣泛的應用。如采用PSoC（Programmable System-on-Chip）器件系列片上系統(tǒng)芯片，實現(xiàn)了非接觸式、穩(wěn)定可靠的電容式感應按鍵的設計。而1PSoC片上系統(tǒng)PSoC微處理器由處理器內核、系統(tǒng)資源、數(shù)字系統(tǒng)和模擬系統(tǒng)組成。

電容感應在感應有物體接近而非實際的觸摸時，尤為重要。這就是“接近探測”(proximity detection)的概念。汽車門鎖和門禁控制就是接近探測的一個應用實例。一旦授權用戶用手接近車門，車門即可打開或者啟動引擎。當然，還有很多其他產品功能與接近事件相關。“接近探測”的其他應用還包括快速喚醒PC外設。例如，“接近探測”可集成在無線鼠標或鍵盤中，從而能從休眠狀態(tài)中快速喚醒。通常情況下，無線設備在長時間無動作后進入休眠狀態(tài)后，再次喚醒就需要在PC主機和外設之間重新綁定。應用了接近探測技術后，在進行接觸前即可喚醒無線外設，從而可以省去綁定時間。

2.2電容感應在便攜設備中的應用

電容感應是利用人體本身的電容或者導電鐵筆來產生接觸界面，以替代傳統(tǒng)的機械控制。這一技術有很多優(yōu)勢：工業(yè)設計差異化、內部完全密封防水、界面壽命、允許接近探測及電容式觸摸屏應用。

電容感應已經獲得了廣泛的工業(yè)支持。由于當今的家電更注重產品設計而非功能設計，可以預計電容感應將應用于更廣泛的家電控制領域。電冰箱、洗碗機、灶具等等，都有獨特的應用環(huán)境，向電容感應的應用提出了挑戰(zhàn)。由于感應元件是完全密封在沒有運動部件的表面下面，噴濺在控制面板上的液體不會損壞系統(tǒng)，并很容易被清除。對于汽車和白色家電，由于更新速度不像消費電子產品那么快，所以對控制界面的壽命提出了較高的要求。電容感應很適合這兩類產品的需要。由于沒有機械運動部件，也就沒有了磨損。從第一次到每一次觸摸，電容感應都是十分完美的。