使用电容式触摸传感器设计触摸按键时,一些用户对于触摸面板上的水珠很头疼。水珠影响触摸按键的灵敏度,容易导致误触发。
其实,针对自电容测量方式,是有办法解决的。下面分享如何规避水珠的干扰,以及电容式触摸传感器设计选型应用中的一些小技巧。
1. 水珠引起的误触发,如何避免
1.1 为什么水珠会误触发?
如下图,触摸传感的部分可以用PCB板制作
当水珠残留在表面横跨两个电极的时候,使得这两个电极短路。
1.2 怎么解决?- Driven Shield 技术
Driven Shield 技术简而言之,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。这样可以把水珠对触摸按键的影响减到很小。
1.3 效果如何:
我们可以看到,增加Driven Shield之后,有效的减小了水珠对于操控的影响。
Driven Shield 解决方案,几乎没有什么缺点。但是有他的局限,仅对自电容测量方式起效。
资料来源:Microchip在线课程 “电容式触摸原理、设计挑战和解决方案”。
- 测量方式:选择自电容还是互电容
对于电容式触摸传感器测量方式,主要有两种:自电容与互电容。这两种方式各有优缺点。
自电容测量的是极对地的电容变化,带一个厚手套也可以操作,支持接近感应,并且支持Driven Shield设计,但每个传感器需要暂用一个引脚,效率不高。互电容测量的是电极之间的电容变化,每行和列一个引脚,支持多个按键的场景。
选择自电容还是互电容,主要看是使用场景。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。
2.电容式触摸应用:
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。
2.1 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。
资料来源:Microchip在线课程 “电容式触摸原理、设计挑战和解决方案”。
2.2 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
可以在Digi-Key网站方便的根据应用类型,分辨率,接口等条件筛选
有些专用芯片集成Driven Shield的功能:比如Microchip MTCH102
上面是最简单应用,一个传感器加一个Driven Shield屏蔽层,可以实现单点触控。
2.3 触摸传感器
除了在Digi-Key网站上选择电容式触摸传感器外,也可以自己在PCB板上设计。
具体设计详情, 请查看:
参考资料:Microchip Techniques for Robust mTouch Touch Sensing Design