觸摸感應開關我們應該知道的原理——觸摸按鍵

觸摸開關,你絕對不陌生吧!傢裡到處都是,比如我們的傢電,每天都在使用的電子產品;工業控制和移動設備等。

可你知道它的工作原理嗎?其實很簡單,它隻需要一個電容式觸摸按鍵,為什麼呢?

因為電容式觸摸按鍵在外形美觀和使用壽命等方面都優於傳統的機械按鍵,所以在電子產品上非常受歡迎。

本文主要講一個基於觸摸檢測IC(TTP223B)的電容式點動型觸摸開關模塊

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電容式觸摸按鍵模塊

》》》 工作原理

任何兩個導電的物體之間都存在著感應電容,一個按鍵即一個焊盤與大地也可構成一個感應電容,在周圍環境不變的情況下,該感應電容值是固定不變的微小值。

當有人體手指靠近觸摸按鍵時,人體手指與大地構成的感應電容並聯焊盤與大地構成的感應電容,會使總感應電容值增加。

電容式觸摸按鍵IC在檢測到某個按鍵的感應電容值發生改變後,將輸出某個按鍵被按下的確定信號。電容式觸摸按鍵因為沒有機械構造,所有的檢測都是電量的微小變化,所以對各種幹擾會更加敏感,因此觸摸按鍵設計、觸摸面板的設計以及觸摸IC的選擇都十分關鍵。

而我們今天要講的這款電容式觸摸按鍵就是基於觸摸檢測IC(TTP223B)的電容式點動型觸摸開關模塊

TTP223B 芯片參數:

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TTP223B 芯片參數

》》》觸摸IC選用

目前,世界知名電子元器件供應商均加大瞭對電容式觸摸按鍵IC的應用研究,並推出瞭眾多的專業芯片(本文簡稱觸摸芯片),也有眾多基於MCU集成類的IC,設計人員選擇空間較大,可以根據功能的需求和芯片的性價比來選擇適合設計需要的IC,也可以自己設計基於MCU的A/D口實現觸摸IC。

》》》觸摸PAD設計

a. 觸摸PAD材料

觸摸PAD可以用PCB銅箔、金屬片、平頂圓柱彈簧、導電棉、導電油墨、導電橡膠、導電玻璃的ITO層等。不管使用什麼材料,按鍵感應盤必須緊密貼在面板上,中間不能有空氣間隙。當用平頂圓柱彈簧時,觸摸線和彈簧連接處的PCB,鏤空鋪地的直徑應該稍大於彈簧的直徑,保證彈簧即使被壓縮到PCB板上,也不會接觸到鋪地。

b. 觸摸PAD形狀

原則上可以做成任意形狀,中間可留孔或鏤空。作者推薦做成邊緣圓滑的形狀,可以避免尖端放電效應。一般應用圓形和正方形較常見。

c. 觸摸PAD面積大小

按鍵感應盤面積大小:最小4mm×4mm,最大30mm×30mm。實際面積大小根據靈敏度的需求而定,面積大小和靈敏度成正比。一般來說,按鍵感應盤的直徑要大於面板厚度的4倍,並且增大電極的尺寸,可以提高信噪比。各個感應盤的形狀和面積應該相同,以保證靈敏度一致。通常在絕大多數應用裡,12mm×12mm是個典型值。

d. 觸摸PAD之間距離

各個觸摸PAD間的距離要盡可能的大一些(大於5mm),這樣可以減少它們形成的電場之間的相互幹擾。當用PCB銅箔做觸摸PAD時,若觸摸PAD間距離較近(5mm~10mm),觸摸PAD必須用鋪地隔離。如果各個觸摸PAD距離較遠,也應該盡可能的鋪地隔離。適當拉大各觸摸PAD間的距離,對提高觸摸靈敏度有一定幫助。

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》》》觸摸按鍵模塊基本參數和優勢:

觸摸面規格:1.4*1.4cm

具備模式:點動、自鎖

供電電壓:2.5-5.5V

穿透距離:5mm左右(非金屬材質)

本模塊是一個基於觸摸檢測IC(TTP223B)的電容式點動型觸摸開關模塊。

本模塊默認狀態輸出低電平,模式為低功耗模式;當用手指觸摸相應位置時,模塊會輸出高電平,再次觸摸又恢復低電平。模式切換為快速模式;當持續12秒沒有觸摸時,模式又切換為低功耗模式。

可以將模塊安裝在非金屬材料如塑料、玻璃的表面,另外將薄薄的紙片(非金屬)覆蓋在模塊的表面,隻要觸摸的位置正確,即可做成隱藏在墻壁、桌面等地方的按鍵。

該模塊可以讓你免除常規按壓型按鍵的煩惱;關鍵價格還非常非常便宜。

安裝要註意——固定好模塊後,再通電,這樣他才能記住隔板的厚度,上電之後需要約1S的穩定時間,此時間段內不要對鍵進行觸摸。

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