CapSense技術(shù)就是利用電容感應(yīng)的原理來判斷手指或其他導(dǎo)體的存在與否,這是由CypressPSoC實(shí)現(xiàn)的。這種新型的方式可以替代機(jī)械按鍵,機(jī)械滑條,薄膜鍵盤等等。電容感應(yīng)典型的應(yīng)用有按鍵、滑條、觸摸板、觸摸屏、接近式感應(yīng)等等,Sensor可以是PCB上的銅箔。電容感應(yīng)原理是PCB板上相鄰的導(dǎo)線或銅箔之間存在寄生電容,可以稱它Cp,Cp大小同時(shí)和覆蓋物種類有關(guān),當(dāng)有手指接近或觸摸銅箔時(shí),相當(dāng)于附加了兩個(gè)電容并聯(lián)在Cp上,通過檢測電
CapSense技術(shù)就是利用
電容感應(yīng)的原理來判斷手指或其他導(dǎo)體的存在與否,這是由Cypress PSoC實(shí)現(xiàn)的。這種新型的方式可以替代機(jī)械按鍵,機(jī)械滑條,薄膜鍵盤等等。電容感應(yīng)典型的應(yīng)用有按鍵、滑條、觸摸板、
觸摸屏、接近式感應(yīng)等等,Sensor可以是
PCB上的銅箔。電容感應(yīng)原理是PCB板上相鄰的導(dǎo)線或銅箔之間存在寄生電容,可以稱它
Cp,Cp大小同時(shí)和覆蓋物種類有關(guān),當(dāng)有手指接近或觸摸銅箔時(shí),相當(dāng)于附加了兩個(gè)電容并聯(lián)在Cp上,通過檢測電容的變化就可以確定是否有手指存在,這就是電容感應(yīng)的基本原理。
CapSense實(shí)現(xiàn)方式有兩種,
CSA和CSD。CSA就是逐次逼近電容感應(yīng)(CapSense Successive Approximation)的簡稱,CSD就是Sigma-Delta調(diào)制電容感應(yīng)(CapSense Sigma-Delta Sigma Delta)的簡稱。
CapSense在白色家電中的應(yīng)用
電容感應(yīng)方式(CapSense)有很多優(yōu)點(diǎn),非常適用于白色家電。白色家電屬于家庭用品,美觀和性能是第一需求,此外還有防水、抗干擾等許多要求,對(duì)此,CapSense都能一一滿足。另外,白色家電還需要很多其他的控制,比如
LCD控制、馬達(dá)控制、溫度控制、水位控制等,Cypress PSoC可以實(shí)現(xiàn)上述全部需求。下面逐個(gè)介紹PSoC CapSense如何實(shí)現(xiàn)這些需求。
美觀和性能
把觸摸按鍵和傳統(tǒng)的機(jī)械按鍵做一下比較可以發(fā)現(xiàn),觸摸按鍵更加時(shí)尚美觀;不需要額外的按鍵,因而可以節(jié)省空間;再者,使用Cypress PSoC除了可以控制觸摸按鍵外,還可以實(shí)現(xiàn)其他功能,從而總體成本較低;使用觸摸按鍵,假如不破壞PCB,按鍵就不會(huì)破壞,從而保證更長的使用壽命;在白色家電關(guān)心的防水性能上,觸摸按鍵也凸顯優(yōu)勢。下表對(duì)這兩種按鍵進(jìn)行了比較:
目前被廣泛采用的觸摸按鍵/觸摸屏主要有兩種關(guān)鍵技術(shù),分別為
電阻式與電容式,電容式感應(yīng)技術(shù)由于具有耐用、易于低成本實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),從而逐漸成為觸摸控制的首選技術(shù)。我們 來比較一下這兩種觸摸技術(shù),首先,電容觸摸屏只需要觸摸,而不需要壓力來產(chǎn)生信號(hào);而且電容觸摸屏在生產(chǎn)后只需要一次或者完全不需要
校正,而電阻技術(shù)需要常規(guī)的校正,這主要是因?yàn)?b>ITO材料暴露在空氣或空氣隔層里會(huì)造成電阻的變化;電容方案的壽命也會(huì)長些,因?yàn)殡娙萦|摸屏中的部件不需要作任何移動(dòng);電阻觸摸屏中,上層的薄膜需要足夠薄才能有彈性,以便向下彎曲接觸到下面的薄膜,所以易損傷。下表對(duì)這兩種技術(shù)作了對(duì)比。
防水設(shè)計(jì)
在白色家電產(chǎn)品中,防水設(shè)計(jì)是關(guān)鍵,我們以Cypress PSoC為例介紹一下如何實(shí)現(xiàn)防水效果。
3個(gè)sensor為例描述了按鍵的防水設(shè)計(jì),可以設(shè)計(jì)成Sensor板和PCB板分開,這樣Sensor板可以更好的區(qū)分不同的狀況,比如板子上是否出現(xiàn)水珠。
Sensor板的設(shè)計(jì),板中央有三個(gè)觸摸按鍵,周圍有兩圈保護(hù)電極(Shield Electrode)和一圈防護(hù)Sensor(Guard Sensor)。內(nèi)圈的保護(hù)電極用來防止觸摸按鍵對(duì)水滴的誤判,防護(hù)Sensor用來判斷水流的存在與否,外圈保護(hù)電極可以避免保護(hù)Sensor對(duì)水滴的誤判。
抗干擾設(shè)計(jì)
抗干擾設(shè)計(jì)也是白色家電考慮重點(diǎn)之一,來看看 Cypress PSoC是如何完成的。
在CSA設(shè)計(jì)中,抗干擾能力體現(xiàn)在兩個(gè)方面,其一,采用了
開關(guān)電容電路,它和外部調(diào)制電容組成了低阻通路,感應(yīng)電容上的噪聲由于低阻通路的原因,在到達(dá)調(diào)制器之前已得到了很大的衰減。另外,CSA方式分為三個(gè)階段,階段1感應(yīng)電容連接內(nèi)部模擬