电容式触摸的核心是一组与电场相互作用的导体

中国IC网 20230219

  • 电容式触摸传感器

电容式触摸的核心都是一组与电场相互作用的导体。人体组织的皮肤是一种有害的电解质,相当于导电电极。在简单的平行电容器中间隔一层电介质。系统中的大部分能量都聚集在电容器BU505电极板之间,一点点能量就会溢出到电容器电极板之外的区域。当手指放置在电容器触摸系统中时,相当于放置在能量溢出区(称为边缘场),增加了电容器系统的导电面积。

电容感应的方法分为两种:自电容感应、互电容感应技术——

自电容感应技术

自动电容器使用引脚,测量引脚和电源之间的电容。也就是说,驱动连接到传感器的引脚上的电流。因为手指放在传感器上,系统的电容会增加,所以电压也会增加。测量电压的变化可以检测是否有手指触摸。这种技术通常用于单点触摸或滑动。

互电容感应技术

互电容感应技术使用两个电容,一个是发送电极,另一个是接收电极。TX引脚提供数字电压,测量RX引脚上接收的电荷。在RX电极上接收的电荷与两个电极之间的相互电容成正比。当手指放置在TX和RX电极之间时,相互电容会降低,所以RX电极上接收的电荷也会降低。因此,通过检测RX电极上的电荷,可以检测触摸/无触摸状态。

按传感器感应维度,大致可分为按键传感器(0维)、滑动传感器(1维)、触摸传感器(2维)、接近感应传感器(3维)

零维传感器

零维传感器广泛应用于白色家用电器、照明控制等领域。它有两种输出状态:手指触摸和无手指触摸。例如,一个简单的按钮通过布线连接到控制器的引脚。

如果需要大量的按钮,例如计算器键盘,可以将电容传感器排列成矩阵

一维传感器

一维传感器,又称滑条传感器,适用于需要渐进调节的控制应用,如照明调光、音量控制、图形平衡器等。滑条传感器由一系列电容传感器组成,称为段。某个段落的运动会导致其他相邻传感器的一些运动。根据插值算法的中心位置计算,触摸位置的分辨率可大于滑条段的数量。

线性滑条连接每一个IO引脚的滑条段

双工滑条,每一个IO引脚连接两个不同的滑条段

辐射性滑条,这类滑条是连续的,无起点或终点。

两维传感器

例如触摸屏和触摸板,可根据X和Y模式设置的线性滑条确定手指的位置。

三维传感器

当手或其他导体靠近时,可以检测到接近感应传感器。实现接近感应的一种方法是在用户界面周围铺设一条长线,可以在很大范围内感知电容的变化,使系统更快地感知用户的触摸感应。


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