過去我們所見的電子設(shè)備、手機總是機械按鍵為主,但自從智能機流行以來,電容按鍵逐漸開始流行起來。
與傳統(tǒng)的機械式按鍵相比,電容式觸摸感應(yīng)按鍵美觀、耐用、壽命長。電容式觸摸感應(yīng)按鍵實際只是PCB上的一小塊“覆銅焊盤”,與四周“地信號”構(gòu)成一個感應(yīng)電容,觸摸該按鍵會影響該電容值。通過檢測電容值的變化從而判斷是否有按鍵操作,這就是它的簡單原理。
現(xiàn)在檢測容值的方法有很多種,如電流與電壓相位差檢測、由電容構(gòu)成的振蕩器頻率檢測、電容橋電荷轉(zhuǎn)換檢測。
而這里則是利用感應(yīng)電容與電阻構(gòu)成的RC回路,檢測充放電時間的變化量,不需要專用檢測電路。
RC采樣原理就是通過測量觸摸電極電容的微小變化,來感知人體對電容式觸摸感應(yīng)器(按鍵、滾輪或者滑條)的觸摸。
電極電容(C)通過一個固定的電阻(R)周期性地充放電。 電容值取決于以下幾個參數(shù):電極面積(A),絕緣體相對介電常數(shù),空氣相對濕度,以及兩個電極之間的距離(d)。電容值可由下列公式得出:
圖1:RC電壓檢測。
固定電壓施加在電容C的電壓隨著電容值的變化而相應(yīng)增加或者降低,如圖2所示。
圖2:測量充電時間。
通過計算VOUT的電壓達到閥值VTH所需要的充電時間(TC)電容式,來得到電容值(C)。 在觸摸感應(yīng)應(yīng)用中,電容值(C)由兩部分組成:固定電容(電極電容,CX)和當人手接觸或者靠近電極時,由人手帶來的電容(感應(yīng)電容電容式,CT)。電極電容應(yīng) 該盡可能的小,以保證檢測到人手觸摸。因為通常人手觸摸與否,帶來的電容變化一般就是幾個pF(通常5pF)。 利用該原理,就可以檢測到手指是否觸摸了電極。
圖3:觸摸感應(yīng)。
這就是用于檢測人手觸摸的觸摸感應(yīng)軟件中感應(yīng)層所采用的基本原理。
文章由啟和科技編輯
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