【導讀】因電容式感應鈕令家電外觀(guān)時(shí)尚,避免磨損問(wèn)題,因此,相對機械按鈕成為了首選技術(shù)。那么,電容式傳感器是如何實(shí)現防水?如何使得電容式感應的電源避免產(chǎn)生假觸發(fā)現象呢?
因電容式感應鈕令家電外觀(guān)時(shí)尚,避免磨損問(wèn)題,因此,相對機械按鈕成為了首選技術(shù)。許多家電要在液體附近使用,需要有防水功能,以免有水情況下造成假觸發(fā)。圖1顯示了電容式傳感器印刷電路板(PCB)的典型布局。將圍繞傳感器(藍色)的交叉網(wǎng)格(hatched pattern)連接至保護電極(而不是接地)就可實(shí)現防水功能。

圖1:用保護電極實(shí)現防水
電極受連接到傳感器的相同信號驅動(dòng)。這樣,當水滴落到傳感器上時(shí),由于交叉網(wǎng)格和傳感器之間沒(méi)有電位差,也沒(méi)有額外的電容耦合到感應器上,因此可以實(shí)現防水功能。如果傳感器完全被水淹沒(méi),那么安全傳感器(guard sensor)就會(huì )啟用,同時(shí)禁用其它傳感器。
由于許多電器工作電流較大,負載電流和數字開(kāi)關(guān)的變化會(huì )讓電源輸出巨大噪聲/紋波,這可能會(huì )耦合到電容式傳感器并影響用戶(hù)界面的可靠性。遵守以下原理圖和布局指南,并通過(guò)接地線(xiàn)跡布局等技術(shù)可減少電源紋波,從而避免接地彈跳。不過(guò),徹底消除噪聲是極其困難的。如果參考電壓用電源的+ve線(xiàn)驅動(dòng),那么可能會(huì )引起電容式感應中的假警報。

圖2:在CY8C28x45中實(shí)施電容式感應技術(shù)
通過(guò)在GND和VREF(內部生成)之間切換傳感器,只要在器件規定的工作范圍內,電源的任何變化都不會(huì )造成假觸發(fā)。圖2顯示了傳感器電容在集成電容(Cmod)電壓和GND之間用兩個(gè)非重疊時(shí)鐘Sw1和Sw2切換時(shí)的技術(shù)實(shí)施情況。電路比較器的輸出通過(guò)觸發(fā)器作為定時(shí)器的使能信號,并通過(guò)調節電源來(lái)確保Cmod電壓與參考電壓(Vref)相同。由于輸入端上的任何信號都就n個(gè)時(shí)鐘周期求積分(n取決于分辨率),因此耦合到輸入端上的任何高頻噪聲都會(huì )通過(guò)積分效果被平均。