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電容觸摸傳感技術簡介
來源: 日期:2013-12-14 9:26:30 人氣:標簽:
改變振蕩頻率的觸摸技術,使得可以對觸摸按鈕實現更為復雜的控制。其關鍵是要具有混合信號外設的單片機。單片機提供了完成電容觸摸傳感、決策、響應以及其他系統相關任務的能力。
1、構建良好的傳感器
觸摸傳感器的應用,主要包括pcb焊盤的自然電容和當手指觸壓焊盤時將發生的情況。常見的觸摸傳感器主要應用電容基礎原理,其分解圖見右圖。下圖是簡單的rc電路,電容量的計算則為:
右圖中,由于玻璃-手指-地之間產生電容,才能夠檢測到接觸電壓變化,該電容與電路對地的自然寄生電容并聯。當手指接近焊盤時,總電容將變大。
電容增量的百分比是:c%=((cp+cf)-cp)/cp=cf/cp。
電容增量是檢測依據,手指將引入額外的電容,導致振蕩器的rc時間常數改變。rc時間常數增加,振蕩器頻率減小,單片機將檢測這一頻率變化。
值得注意的是,希望cp比較小,因為cf非常小。如果cp較小,則電容和頻率的增量百分比將比較大。已知手指觸壓產生的電容范圍在5pf~15pf。手指電容不是常數,并且與環境有關。
應用時還需要一個振蕩器,其頻率取決于電容器的感應極板cs。下圖的電路能夠實現這一目標。該應用使用一個松弛振蕩器,其振蕩頻率取決于電容器的容量,而阻值是設計參數,用來確保振蕩頻率在l00khz~400khz范圍內。
頻率的精確值并不重要,但是在測量過程中,較高的頻率將產生更多的計數,因而精度要比較低頻率的高。
為了檢測按鈕是否按下,首先必須恰當地配置系統。然后有下列幾個關鍵步驟:
(i)通過傳感器電容發出振蕩信號。
(2)使用ticki對正沿進行計數。
(3)在固定的測量周期結束時,獲取讀數(頻率計數值)。
(4)判斷當前頻率是否低于未觸壓時的平均值。
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