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轻松实现电容式触摸感应按键开关设计

轻松实现电容式触摸感应按键开关设计

发布日期:2021/6/28 9:00:18

市场上的消费电子产品已开始逐步采用触摸感应按钮取代传统的机械按键。针对这种趋势,一种基于Silicon Labs的技术以登公司单片机作为电容式触摸感应按键的内核设计方案。一种基于电容器的内部开关电容式触摸开关。导电电容,如手指,可以改变它的电容,这种变化将被检测到内置到微控制器的电路。

  电容式触摸感应按钮的基本原理是一个不断充电和放电的张弛振荡器。如果没有触动开关,张弛振荡器有固定的充放电周期,频率是可测量的。如果用手指或触笔触摸开关,电容器的介电常数会增加,充放电周期会更长,频率也会相应降低。你可以通过测量周期变化检测触摸动作。

  具体的测量方法有两种:一种是在固定时间内测量张弛振荡器的频率,计算周期数。如果在固定时间内的周期数小于原来的在线校准,这称为开关被压;二是测量周期数计算系统时钟周期在固定数周的松弛。如果按下开关,则放松振荡器的频率,并且在相同的周期数下测量更多的系统时钟周期。C8051F9XX系列单片机,你可以用单片机的比较器和定时器来实现触摸感应按键功能,连接多达23个感应按钮。在没有外部设备的情况下,PCB线路/开关作为电容部分,通过内部触摸灵敏的按键电路来测量电容值的变化。与c8051f93x-f92x方案相比,唯一的外部设备需要的是(3 + N)电阻,其中n是数的开关和3个额外的端口连接,提供反馈。

  上述两项测量要求对测量值和预置阈值进行比较,以确定开关是否被按下。因此,需要对阈值进行适当的校准,以免影响开关的灵敏度。在系统中,可以对所有开关进行初始校准,并设置阈值。如果系统在动态变化的环境中工作,也应该在系统中添加周期性校准。如果阈值设置得离空闲值太远(开关的值没有被按下),那么开关事件就很难检测到,除非手指非常用力。如果阈值设置得过于接近空闲值,则当用户的手指未触及开关时,可能会错误地检测到开关事件。

  因为你想检测电容值的变化,所以我希望变化越大越好。现在,影响开关电容的主要因素有3个:变化范围:PCB上开关的大小、形状和结构。

  用户节点之间的CB路由和物料类型、连接交换机和MCU路由特性。测试结果表明,开关在一个特定区域越大,线路越多,开关的空闲容量就越高。由于开关上方的材料类型,电容和电容的变化率会受到影响。我们发现,尽可能使用薄型材料,使电容变化最大化,建议使用高介电常数材料、玻璃,如增加绝对电容开关。

  标签:东莞按键开关美观精巧

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