所有的電容式觸摸的核心都是一組與電場相互作用的導(dǎo)體。
人體組織的皮膚是一種有損電解質(zhì),相當(dāng)于導(dǎo)電電極,在簡單的平行片電容中間隔著一層電介質(zhì),該系統(tǒng)中的大部分能量聚集在電容器極板之間,少許的能量會溢出到電容器極板以外的區(qū)域,當(dāng)手指放在電容觸摸系統(tǒng)時(shí),相當(dāng)于放置于能量溢出區(qū)域(稱為:邊緣場),并將增加該電容系統(tǒng)的導(dǎo)電表面積。
電容感應(yīng)的方法分為兩種:自電容感應(yīng)、互電容感應(yīng)技術(shù)——
自電容感應(yīng)技術(shù)
自電容使用一個(gè)引腳,并測量該引腳和電源地之間的電容。即:驅(qū)動與傳感器相連的引腳上的電流,由于將手指放在傳感器上,其系統(tǒng)的電容會增加,因此其電壓也會增加,實(shí)測電壓的變化即可檢測是否有手指進(jìn)行觸摸。這種技術(shù)一般用于單點(diǎn)觸摸或滑條。
互電容感應(yīng)
互電容感應(yīng)技術(shù)使用兩個(gè)電容,一個(gè)為發(fā)送電極、一個(gè)為接收電極,TX引腳提供數(shù)字電壓,并測量RX引腳上所接收到的電荷,在RX電極上接收到的電荷與兩個(gè)電極間的互電容成正比,當(dāng)TX和RX電極間放置手指時(shí),互電容降低,因此RX電極上接收到的電荷也會降低。由此通過檢測RX電極上的電荷檢測觸摸/無觸摸狀態(tài)。
根據(jù)傳感器感應(yīng)的維度,大致可以分為:按鍵傳感器(0維)、滑條傳感器(1維)、觸摸板傳感器(2維)、接近感應(yīng)傳感器(3維)
零維傳感器
零維傳感器在白色家電、照明控制等領(lǐng)域有眾多的應(yīng)用,其輸出兩種狀態(tài):有手指觸摸、無手指觸摸,如通過一根走線連接到控制器引腳的簡單按鍵。
當(dāng)需要大量按鍵時(shí),如計(jì)算器的鍵盤等,可以將電容傳感器排列成一個(gè)矩陣
一維傳感器
一維傳感器也稱滑條傳感器,適用于需要漸進(jìn)式調(diào)節(jié)的控制應(yīng)用,如照明調(diào)光、音量控制、圖示均衡器等,一個(gè)滑條傳感器由一系列稱為段的電容傳感器構(gòu)成,某一個(gè)段的動作會導(dǎo)致鄰近其他傳感器的部分動作,通過插值算法的中心位置計(jì)算方式可以使觸摸位置分辨率大于滑條段數(shù)量。
線性滑條,每個(gè)IO引腳連接一個(gè)滑條段
雙工滑條,每個(gè)IO引腳連接兩個(gè)不同的滑條段
輻射滑條,這種類型的滑條具備連續(xù)性,沒有起點(diǎn)或終點(diǎn)
兩維傳感器
如觸摸屏和觸控板,通過按X和Y模式設(shè)置的線性滑條,可以確定手指的位置
三維傳感器
接近感應(yīng)傳感器在手或其他導(dǎo)體靠近的時(shí)候就能檢測到,實(shí)現(xiàn)接近感應(yīng)的一種方法是圍著用戶界面鋪上一條長走線,該走線可在大范圍內(nèi)感應(yīng)電容的變化,由此使得系統(tǒng)對用戶的觸摸感應(yīng)顯得更加快速
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