電容式觸摸按鍵解決方案

1、電容式觸摸按鍵解決方案、方案簡(jiǎn)介在便攜式媒體播放器和移動(dòng)手持終端等大容量、高可視性產(chǎn)品的應(yīng)用中，觸摸按鍵已 被廣泛采用。由于其具有方便易用，時(shí)尚和低成本的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品開(kāi)始從傳 統(tǒng)機(jī)械按鍵轉(zhuǎn)向觸摸式按鍵。觸摸按鍵方案優(yōu)點(diǎn)：1、沒(méi)有任何機(jī)械部件，不會(huì)磨損，無(wú)限壽命，減少后期維護(hù)成本。、其感測(cè)部分可以放置到任何絕緣層（通常為玻璃或塑料材料）的后面，很容易制成 與周?chē)h(huán)境相密封的鍵盤(pán)。以起到防潮防水的作用。、面板圖案隨心所欲，按鍵大小、形狀任意設(shè)計(jì)，字符、商標(biāo)、透視窗等任意搭配， 外型美觀、時(shí)尚，不褪色、不變形、經(jīng)久耐用。從根本上解決了各種金屬面板以及各種機(jī) 械面板無(wú)法達(dá)到的效果。其可靠性

2、和美觀設(shè)計(jì)隨意性，可以直接取代現(xiàn)有普通面板（金屬 鍵盤(pán)、薄膜鍵盤(pán)、導(dǎo)電膠鍵盤(pán)），而且給您的產(chǎn)品倍增活力！、如果有開(kāi)發(fā)需求：李。、觸摸按鍵板可提供、等多種接口，滿(mǎn)足各種產(chǎn)品接口需求。二、原理概述如圖所示在上構(gòu)建的電容器，電容式觸摸感應(yīng)按鍵實(shí)際上只是上的一小塊“覆銅焊盤(pán)”， 觸摸按鍵與周?chē)摹暗匦盘?hào)”構(gòu)成一個(gè)感應(yīng)電容，當(dāng)手指靠近電容上方區(qū)域時(shí)，它會(huì)干擾 電場(chǎng)，從而引起電容相應(yīng)變化。根據(jù)這個(gè)電容量的變化，可以檢測(cè)是否有人體接近或接觸 該觸摸按鍵。接地板通常放置在按鍵板的下方，用于屏蔽其它電子產(chǎn)品產(chǎn)生的干擾。此類(lèi)設(shè)計(jì)受上 的寄生電容和溫度以及濕度等環(huán)境因素的影響，檢測(cè)系統(tǒng)需持續(xù)監(jiān)控和跟蹤此變化并作出

3、基準(zhǔn)值調(diào)整?；鶞?zhǔn)電容值由特定結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，介質(zhì)變化時(shí)，電容大小亦發(fā)生變化。Suncor Pad圖上構(gòu)建開(kāi)放式電容器示意圖三、方案實(shí)現(xiàn)該系列電容式觸摸按鍵方案，充分利用觸摸按鍵芯片內(nèi)的比較器特性，結(jié)合外部一個(gè) 電容傳感器，構(gòu)造一個(gè)簡(jiǎn)單的振蕩器，針對(duì)傳感器上電容的變化，頻率對(duì)應(yīng)發(fā)生變化，然 后利用內(nèi)部的計(jì)時(shí)器來(lái)測(cè)量出該變化，從而達(dá)到響應(yīng)觸摸功能的實(shí)現(xiàn)。該芯片內(nèi)部本身集成了電容式觸摸傳感模塊，可以做到一個(gè)對(duì)應(yīng)一個(gè)按鍵，外圍電 路簡(jiǎn)潔、無(wú)需外部組件的情況下即可通過(guò)片上振蕩器和電容式觸摸感應(yīng)實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵接口;寬電壓工作范圍，支持電池供電。超低功耗觸摸按鍵待機(jī)電流消耗可低至、最大工作電流 ；內(nèi)部的數(shù)控振蕩器

4、（），可提供高達(dá)的頻率，能在時(shí)間內(nèi)激活并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定工作。上電啟動(dòng)自動(dòng)校準(zhǔn)，生產(chǎn)、測(cè)試過(guò)程簡(jiǎn)單；可支持按鈕、滑塊、滾輪以及近距離傳感器；適用于以?xún)?nèi)的任何絕緣材料、如玻璃、陶瓷、塑料等；靈敏度可調(diào)節(jié)，具有很高的調(diào)節(jié)性；具有先進(jìn)的防干擾措施，防止按鍵誤動(dòng)作，全自動(dòng)補(bǔ)償，不受環(huán)境溫濕度影響。通訊接口多樣性：提供、等接口。Capacitive keys (built into PCB layers )MCU(Measure Jan *or gnch sensor and determine the v location of a single touch)Control/ communicate syst

5、em activity圖方案示意圖四、觸摸按鍵原理圖五、實(shí)物圖片0圖子機(jī)鍵觸摸按鍵方案原理圖±TIwrr J孤E： 111s a -rACOPADUPAD11PAES，W1PAMFM>21PA»PAW圖無(wú)繩子機(jī)鍵六、電路板布局注意事項(xiàng)：.將電路連接到觸摸板由于電線會(huì)增加基準(zhǔn)電容，因此應(yīng)盡量縮短觸摸板的連接線。由于彎曲可能影響整個(gè)電容變化，連接線應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定的形狀，這點(diǎn)同樣非常重要。由于觸摸板驅(qū)動(dòng)電路本身具有高阻抗，因此應(yīng)避免將高速或大電流驅(qū)動(dòng)電線靠近觸摸板電線。1 .觸摸板的形狀和大小可使用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)體填充的圓形或方形按鍵板。可在按鍵板上鉆孔以便提供背光，這不會(huì)影響電

6、容性能O按鍵板周?chē)ǔＪ墙拥貐^(qū)域。可以使用網(wǎng)狀和實(shí)體填充。與接地區(qū)域的間隙通常為按鍵板尺寸的如果使用 的按鍵板，則適合使用的間隙(請(qǐng)參見(jiàn) 圖)。D/20圖觸摸板的大小和形狀在滾動(dòng)條應(yīng)用中，按鍵板應(yīng)緊密地封裝在一起。在此情況下，未使用的相鄰按鍵板將通過(guò)器件接地O這將在活動(dòng)按鍵板周?chē)纬蓜?dòng)態(tài)接地平面。通常，按鍵板尺寸越大，其敏感度就越高。該限制是當(dāng)手指無(wú)法覆蓋按鍵板區(qū)域時(shí)，增加按鍵板尺寸并不會(huì)產(chǎn)生更好的效果。按鍵板與接地平面之間的間隙也會(huì)影響其敏感度。在滾動(dòng)條應(yīng)用中，按鍵板不能太大，這一點(diǎn)很重要。普通手指應(yīng)能覆蓋一個(gè)半大小的觸摸板。2 .厚度與非活動(dòng)表面接地由于電容器傳感器板通常放置在其它電子器件

7、的頂部，這有助于將地線排在的下側(cè)，使傳感器能夠屏蔽下方電子器件產(chǎn)生的輻射噪聲。如果采用 材料，的厚度對(duì)傳感器影響不大。若采用柔性材料，如聚酰亞胺薄膜(),那么材料越薄，下方的接地板就更靠近傳感器按鍵的表面，且可能干擾其電容性能。通過(guò)使用或更小的網(wǎng)狀接地可以減小耦合區(qū)域，從而能夠降低此影響。七、覆蓋.覆蓋材料選擇覆蓋材料時(shí)須考慮兩大因素: 電容耦合性能（介電常數(shù)） 靜態(tài)擊穿特性表顯示了一些常用材料的介電常數(shù):表1.常見(jiàn)材料的介電常數(shù)一材料，介電常數(shù)）空氣，1,0.玻璃，7.6 至 B.0，聚酯薄，膜32,ASS,3.S 至 4.5.,木頭，12 至 2.5 ,材料的介電常數(shù)越高，手指與傳感器板之

8、間的電容耦合性能就越佳。除空氣和某些木頭外，上述材料非常適合用作覆蓋材料。由于空氣具有較低的電容耦合特征，因此應(yīng)盡量不要在傳感器板與覆蓋材料之間留有空隙?？障哆€可能聚集水分，當(dāng)溫度突然改變時(shí)這些水分可能凝聚到傳感器表面。請(qǐng)參閱了解有關(guān)粘合和填充復(fù)合材料的信息。表顯示通過(guò)覆蓋一些常用材料，可避免出現(xiàn)損壞的最小厚度:表2. 12kV ESD保護(hù)的最小厚度門(mén)材料,最小厚度FR-4t0.4mm,聚歌亞胺薄膜0.04mm.,丙烯醛0 9mm ,聚碳酸能0 6mm ,玻璃門(mén)1.5 mm >ABS,O.Bmm n要增強(qiáng) 保護(hù)，可添加一層聚酰亞胺薄膜，這可以大幅提高覆蓋層的擊穿容限。.覆蓋層厚度與敏感度

9、對(duì)比覆蓋層厚度通常與敏感度成反比，也成反向指數(shù)關(guān)系諸多因素可能影響電容傳感板的敏感度：按鍵板尺寸覆蓋層材料及其厚度感應(yīng)方法增益（包括濾波器增益和時(shí)鐘速度）3 .粘合和其它填充復(fù)合材料在大多數(shù)應(yīng)用中，傳感器電極與覆蓋層材料之間應(yīng)密封耦合。設(shè)計(jì)人員可以在填充表中選擇以機(jī)械方式還是粘合方式將覆蓋層材料按壓在板上。選擇粘合劑時(shí)須考慮兩大因素：材料不得攜帶電荷并且不得影響電容性能（因此，它應(yīng)當(dāng)為絕緣體）。材料不會(huì)吸收水分。? 和高性能丙烯酸雙面膠帶具有磅涂有聚乙烯的牛皮卡紙，是此應(yīng)用的理想選擇。八、通訊協(xié)議描述：3.通訊總線：a.工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議。b.本部件工作在模式。c.可支持最大速率：。d.本部件地址（位）。*讀數(shù)據(jù)指時(shí)序： 發(fā)寫(xiě)命令（） 等待應(yīng)答 寫(xiě)字節(jié)偏移地址（）（本方案直接從開(kāi)始讀數(shù)據(jù) ） 等待應(yīng) 答 發(fā)讀命令（） 等待應(yīng)答 讀數(shù)據(jù) 非應(yīng)答Xia依寫(xiě)信移地址：5AA軻xDC發(fā)送速偏移地址。加0MasTri T: r,;.to :5 r二AAAK | KXXA5一OxDD穎故據(jù)12-n-l艮數(shù)一 MKer發(fā)送數(shù)據(jù)手闿a忙Master接收數(shù)據(jù)自Slave 開(kāi)蛤信號(hào)12c停止信號(hào)應(yīng)答應(yīng)答信號(hào)其它指令請(qǐng)參考標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，不再詳述。.中斷置低：檢測(cè)到按鍵，從地址開(kāi)始讀個(gè)字節(jié)按鍵數(shù)據(jù)。置高：無(wú)任何按