电容传感技术为开发人员提供了一种与用户互动的全新方式,在设计一个电容感应式触摸开关时,需要考虑许多不同的因素。从以往的使用经验来看,在各种不同的工作条件下,开关的灵敏性必须与多种情况相兼容。本节我们要讨论在设计电容感应式触摸开关PCB触点图形时,各种不同的排板设计对开关灵敏度的影响,包括电容式传感技术如何使器件具有更高的可靠性以及管理电容式传感技术的控制器如何通过提供更多功能为客户带来增值服务和降低维护成本。
机械开关比较容易磨损,甚至磨坏产品外壳,导致缺口或裂口处侵入污染物。电容式传感器就不会发生损坏产品外壳的情况,也不会出现缺口粘连物,更不会出现磨损。因此,采用这种技术的开关器件是替代多种机械开关产品的理想选择。
电容式传感器由两片电路极板及相互之间的一定空间所构成。这些电路极板可以是电路板的一部分,上面直接覆盖绝缘层,当然,也可以使极板顺应各种曲面的弧度。
构建电容式开关的要素包括:电容器、电容测量电路系统、从电容值转换成感应状态的局部智能装置。
典型的电容式传感器电容值介于10~30pF之间。通常来说,手指经由Imm绝缘层接触到传感器所形成的耦合电容介于1~2pF的范围。越厚的绝缘层所产生的耦合电容愈低。若要传感手指的触碰,必须实现能够检测到1%以下电容变化的电容传感电路。
增量求和调制器是一种用于测量电容的、简单的电路,下图给出了典型的拓扑结构。相位开关使传感器电容向积分电容中注入电荷。该电压持续升高,直到大于参考电压为止。比较器转为高电压,使放电电阻器开始工作。在积分电压降至参考电压以下时,该电阻器停止工作。比较器提供所需的负反馈,使积分器电压与参考电压相匹配。