我正在研究一个需要通过 5 毫米厚的玻璃桌进行某种触摸检测的项目。
在玻璃的一侧使用具有适当图案的 PCB 和 mTouch/QTouch/capSense 微控制器是否可行,如果 PCB 之间有间隙,期望它能够检测到玻璃另一侧的触摸和玻璃?我正在考虑在 PCB 靠近玻璃的一侧安装 SMD LED。也欢迎填补空白的想法。
我确实对此进行了一些研究,并且我看到这里的一些人已经设法让无间隙传感器通过玻璃工作,但我不确定这将如何处理其中的间隙。
我正在研究一个需要通过 5 毫米厚的玻璃桌进行某种触摸检测的项目。
在玻璃的一侧使用具有适当图案的 PCB 和 mTouch/QTouch/capSense 微控制器是否可行,如果 PCB 之间有间隙,期望它能够检测到玻璃另一侧的触摸和玻璃?我正在考虑在 PCB 靠近玻璃的一侧安装 SMD LED。也欢迎填补空白的想法。
我确实对此进行了一些研究,并且我看到这里的一些人已经设法让无间隙传感器通过玻璃工作,但我不确定这将如何处理其中的间隙。
下图选择的 0.5 毫米间隙尺寸非常适合引导边缘场通过 10 毫米的玻璃覆盖层。这里按钮尺寸 = 玻璃厚度增加 5mm 以获得更好的响应。您需要为玻璃提供机械支撑,当然还需要有机玻璃或等效物将按钮上的轨道连接到玻璃。所以10mm的整体厚度是实用的,可能更多一点。
在板子和玻璃之间使用合适的有机玻璃垫片来填充按钮上方的气隙,我认为这是非常可行的。但如果没有那将是非常危险的。
使用玻璃和有机玻璃无间隙填充每个手指轨道和超过 10 毫米的接地轨道是可能的,但由于空气与玻璃的低电容耦合,在 RF 焊盘周围使用接地保护装置时,可能只有约 1 毫米的空气间隙是实用的。
8mm 玻璃相当于 1mm 气隙,您需要 5mm 气隙加上玻璃,所以考虑用硅垫填充延伸几何形状,支撑玻璃并桥接间隙,以便手指垫可以关闭表面下方的射频电容器塑料垫。只要间隙电容大于<1pF的手指间隙。 BTW 1pF 在 24MHz 时约为 10KΩ
SMD 金线键合内部接头可能会受到玻璃的压力。您可以使用带有硅的烟熏或蒙版涂漆玻璃来填充玻璃下方传感器上方的间隙吗?这可能会提高焊盘上的介电常数,并提供结构刚性的奖励,并将 LED 指示灯扩散到触摸板点上或用作反馈指示灯。
考虑到这一点,也许您可以将红外发射器反射器对用于非接触式玻璃的触摸板点,只需指向设置为短接近阈值的发射器。检测器对。
您还可以使用有机玻璃垫片将焊盘形状延伸到玻璃,它们都具有相似的 epsilon 值 8,并在组件侧使用薄粘合剂并在 LED 周围使用类似的垫片来保护薄玻璃免受应变。
这是来自赛普拉斯电子表格
输入参数值单位
覆盖层厚度 2 mm 覆盖层 - 介电常数 2.8 法拉/米 每英寸迹线电容 2 pF
最小推荐按钮直径
(基于最小 0.25pF 手指响应)
噪声条件 - 低(0.05 pF 噪声) 7 mm 噪声条件 - 中(0.075 pF 噪声) 9 mm 噪声条件 - 高(0.1 pF 噪声) 11 mm
最大走线长度
噪声条件 - 低(0.05 pF 噪声)400 mm 噪声条件 - 中(0.075 pF 噪声)387 mm 噪声条件 - 高(0.1 pF 噪声)374 mm
按钮离地间隙 2 mm
电容式触摸传感器测量电容的变化。平行板电容器的电容约为 C = A/d。
如果当玻璃顶面距离金属焊盘 1 毫米时电容变化为 1 pf 时电容感应设备工作正常,它无法分辨出差异——而且它也能正常工作——如果您可以进行装配,因此当玻璃的顶面距离为 10 毫米时,我们可以得到大约相同的 1 pf 电容变化。
一种方法是使用简单的缩放。如果您希望玻璃 + 气隙距离 (d) 是 capsense 演示板上的 64 倍,请使用大约 64 倍的面积 (A) - 使金属焊盘宽 8 倍,高 8 倍,而不是使用 1 个指尖,使用整个手。
因为每增加 1 毫米的气隙与增加 5 毫米的玻璃厚度一样糟糕(玻璃的相对介电常数大约是空气的 5 倍),所以大多数人会尝试将电容感应板直接压在玻璃上而没有任何气隙。一种方法是使用金属弹簧来电连接 PCB 上玻璃焊盘背面的金属。弹簧本身的金属可能就足够了。有些人将金属板连接到弹簧上,让弹簧将板压在玻璃上。其他人将导电透明板粘在玻璃上。(参见“AN2869:设计触摸感应应用程序的指南”的第 3.5.3 节, “AN0040:电容式触摸的硬件设计”的第 4.3.2 节,危险原型:《应用笔记:使用Philipp springs to create touch keys》,《QTAN0079:Buttons, Sliders, and Wheels: Sensor Design Guide》第3.3.1节等)