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          電容觸摸的基本知識(shí)與原理

          發(fā)布人:yingjian 時(shí)間:2024-06-07 來源:工程師 發(fā)布文章
          觸摸按鍵現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)非常普遍了,今天給兄弟們簡(jiǎn)單介紹下電容觸摸的入門知識(shí)。

          1 概述電容式觸摸感應(yīng),是一種通過電容的變化來檢測(cè)手指接近或觸及觸摸表面的技術(shù)。通過電容式感應(yīng), 機(jī)械開關(guān)和旋鈕可替換為外觀雅致的按鈕、 滑條和滾輪,以解決:

          1. 長(zhǎng)時(shí)間使用后磨損和可靠性降低

          2. 前面板與按鍵之間存在縫隙,容易被水分滲透,而引起不良

          3. 需施加力度才能觸發(fā)

          4. 前面板開孔會(huì)一定程度上增加成本

          5. 按鍵形狀較為固定電容觸摸技術(shù)支持按鍵,接近感應(yīng),滾輪,滑條,觸摸面板5種傳感器類型,支持多種覆蓋材料。具有功耗低,感應(yīng)技術(shù)強(qiáng)大穩(wěn)定,抗噪能力強(qiáng),支持防水功能的特點(diǎn)。

          硬件工程師煉成之路
          一個(gè)從業(yè)十多年的有追求的硬件工程師,我的追求:知其然并知其所以然。代表作有《硬件工程師煉成之路筆記》,《硬件工程師煉成之路器件篇》
          156篇原創(chuàng)內(nèi)容
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          2 基本原理常見的電容觸摸傳感器如圖2-1所示,一般以PCB上的覆銅作為電極。結(jié)構(gòu)上,頂層會(huì)覆蓋非導(dǎo)電性的防護(hù)層,如玻璃或塑料,利用膠水和PCB粘連。另外傳感器周圍會(huì)覆有網(wǎng)格地。

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          基于所檢測(cè)電容的類型,電容觸摸可分為自感型電容檢測(cè)(檢測(cè)單電極和地之間的電容值),互感型電容檢測(cè)(檢測(cè)雙電極之間的電容值)。2.1 自感型電容檢測(cè)

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          以最簡(jiǎn)單的單按鍵為例,自感型電容的檢測(cè)示意圖如圖 2-2 所示,檢測(cè)模型如圖 2-3 所示。自感型電容利用覆銅形成的單電極(接收電極Rx),來檢測(cè)電極對(duì)地的電容變化。按鍵對(duì)地的初始電容為Cp,當(dāng)人手觸摸時(shí),會(huì)給整個(gè)環(huán)路引入 Ct,Ch 與 Cg,從而使按鍵的對(duì)地電容增大。

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          說明:實(shí)線表示實(shí)際走線,虛線表示非實(shí)際走線。灰色元器件表示等效電容或電阻。

          Rh: 人體電阻。Rs: 串聯(lián)電阻,推薦值為 470Ω。Cp: 按鍵與所連導(dǎo)線的對(duì)電源地寄生電容。Cg: 電源地與大地之間的電容。對(duì)于電池應(yīng)用,大約為 1pF。對(duì)于接地應(yīng)用為短路。Ch: 人體與大地之間的串聯(lián)電容。Ct: 電級(jí)與人指尖形成的電容,類似于平板電容器結(jié)構(gòu)。Cd: 人手與電源地形成的電容。為便于分析,忽略 Rh,Rs 的影響。按鍵對(duì)地的等效電容如公式 1-1 所示。靈敏度可以表征為觸摸產(chǎn)生的電容變化與基礎(chǔ)電容之間的比,如公式 1-1 所示。其中由于 Ch 較于 Cg 和 Ct 較大,因此可忽略。在地平面較稀時(shí),

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