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無所不在的觸摸屏—家電中的電容式觸摸感應技術

作者: Multitouch     時間:2014-04-14     源于:電子元件技術網    總點擊:
【導讀】: 基于電容式感應技術的按鍵使電器外形時尚美觀,消除了磨損問題,與機械按鍵相比更受歡迎。許多電器都要在靠近液體的環境下使用,因此要考慮防水功能,避免水濺上去而產生錯誤的按鍵觸發。圖2給出了電容式傳感器印刷電路板(PCB)的典型布局。通過連接保護電極可實現防

        由于構建系統所需的許多組件現在已經集成在統一的芯片中,因此SoC可顯著加速產品上市進程。此外,連接多個器件和用于故障調試所需的時間也可大幅縮短。

  圖1所示為電磁爐的方框圖。這種電器必須提供以下關鍵功能:

  ●保持平鍋的溫度:需要脈沖寬度調制(PWM)來設置加熱線圈的點火持續時間;

  ●風扇控制:需要溫度傳感器和PWM來驅動風扇電機;

  ●過電流和過電壓保護:需要ADC和比較器;

  ●平鍋自動檢測:需要電感感應功能;

  ●基于時間的烹飪功能:需要實時時鐘(RTC);

  ●用戶界面——顯示屏:需要LED驅動器或LCD玻璃顯示屏;

  ●用戶界面——按鍵:需要電容式觸摸感應和檢測功能。
  


 


 

  電容式感應技術


  基于電容式感應技術的按鍵使電器外形時尚美觀,消除了磨損問題,與機械按鍵相比更受歡迎。許多電器都要在靠近液體的環境下使用,因此要考慮防水功能,避免水濺上去而產生錯誤的按鍵觸發。圖2給出了電容式傳感器印刷電路板(PCB)的典型布局。通過連接保護電極可實現防水性,而不是將傳感器周圍的陰影部分(藍色)接地。

 

 

 

 

  
圖2. 使用保護電極實現防水功能
 

  驅動這個電極的信號與連接到傳感器的信號一樣,因此水滴滴落在傳感器上時不會形成陰影區和傳感器之間的電勢差,傳感器上不會耦合更多電容,因此就能實現防水效果。如果傳感器完全浸入水中,則會激活保護機制來禁用傳感器的工作。

  由于許多電器都要用大電流工作,因此電源通常會因負載電流和數字開關的變化而產生巨大的噪聲/波紋,數字開關也會耦合到電容式傳感器上,從而影響用戶界面的可靠性。根據正確的原理圖和布局指南,我們可通過接地線布局等技術來減少電源中的波紋,確保不出現接地反彈。但是,我們很難完全去除噪聲。如果用電源的+ve線路驅動參考,可能會產生電容式感應的誤報警。

  通過在GND和VREF(內部生成)之間切換傳感器,只要在規定的產品工作限度之內,電源的任何變化均不會引發錯誤觸發。

  更高的集成度,更低的成本

  SoC具有集成型片上外設和基于硬件的特性,能幫助設計人員實施大多數乃至所有的電器功能。

  在今天競爭激烈的消費類市場中,電器必須具有豐富的特性,集成型SoC不僅能集成越來越多的應用特性,還可降低整體系統成本,因此成為了OEM廠商的最佳選擇。這個方法同樣適用于電磁爐、微波爐等小型電器以及洗衣機、電冰箱等大型電器(當然大型電器對于FOC電動機控制等特定功能仍需要專用控制)。
 


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