本文帶領(lǐng)讀者了解如何在設(shè)計中規(guī)避水珠的干擾，以及電容式觸控感測器設(shè)計選型應(yīng)用中的一些小技巧。

你是否碰到過觸控面板上面有水漬，然后觸控按鍵好像就失靈了一樣，各種不聽使喚的狀況頻出，令人心情煩躁？

圖1

水珠引起的誤觸發(fā)，如何避免？

為什么水珠會誤觸發(fā)？

如下圖，觸控感測的部分是用PCB板制作的，當表面殘留水珠的區(qū)域橫跨兩個電極的時候，就會造成這兩個電極短路，從而導(dǎo)致誤觸發(fā)。

圖2

怎么解決水珠誤觸發(fā)？

圖3

解決這個誤觸發(fā)的問題，可以采用Driven Shield技術(shù)。簡而言之，該技術(shù)就是在電極和電極之間增加遮罩層，并且主動給遮罩層加電壓，使得感測器在掃描其他按鍵的時候，遮罩罩的電壓和電極上的電壓一致。這樣就可以把水珠對觸控按鍵的影響減到很小。

Driven Shield技術(shù)使用效果如何？

使用Driven Shield技術(shù)是否能夠有效解決水珠誤觸發(fā)的問題？讓我們來看看下圖中的結(jié)果比對：

圖4

可以看到，增加了Driven Shield之后，水珠對于操控的影響明顯減小了。 Driven Shield 解決方案，幾乎沒有什么缺點，但是該技術(shù)也有局限性——其僅對自電容測量方式起效。

（資料來源:Microchip線上課程）

測量方式的選擇：自電容還是互電容?

對于電容式觸控感測器測量方式，主要有兩種：自電容與互電容。這兩種方式各有優(yōu)缺點。

? 自電容測量的是極對地的電容變化，帶一個厚手套也可以操作，支持接近感應(yīng)，并且支持Driven Shield設(shè)計，但每個感測器需要占用一個引腳，效率不高。

? 互電容測量的是電極之間的電容變化，每行和列一個引腳，支援多個按鍵的應(yīng)用場景。

圖5

可見，選擇自電容還是互電容，主要看使用場景：

? 如果要求多個按鍵的場景，使用互電容這種方式比較多。

? 如果對于接近感應(yīng)有要求，往往使用自電容比較多。

（source：Microchip電容式觸控感測器設(shè)計指南）

電容觸控應(yīng)用設(shè)計

電容式觸控感測器應(yīng)用設(shè)計，主要可以分成三個部分：控制器MCU、檢測電路、觸控感測器。分別介紹如下:

圖6

控制器MCU

有些MCU帶自帶觸控感測器檢測功能。比如Microchip PIC XLP mTouch 16F系列，不用額外的外設(shè)，直接可以檢測電容式觸控感測器。如圖，充電和檢測電路之間共用電荷，之后再進行信號處理。

圖7 : （source：得捷電子/Digi-Key）

（資料來源:Microchip線上課程“電容式觸控原理、設(shè)計挑戰(zhàn)和解決方案”）

電容式觸控感測器檢測電路

當然也可以使用專門的電容式觸控感測器晶片。

通過Digi-Key網(wǎng)站，可以方便地根據(jù)應(yīng)用類型、解析度、介面等條件篩選出合適的晶片產(chǎn)品。

圖8

有些專用晶片整合了Driven Shield功能：比如Microchip MTCH102 。

圖9 : （source：得捷電子/Digi-Key）

上面是最簡單的應(yīng)用，只需一個感測器加一個Driven Shield遮罩層，就可以實現(xiàn)單點觸控。

觸控感測器

除了在Digi-Key網(wǎng)站上選擇電容式觸控感測器外，也可以自己在PCB板上進行設(shè)計。

圖10 : （source：得捷電子/Digi-Key）

結(jié)語

我們的生活越來越離不開電子設(shè)備，而設(shè)備的人機介面也變得也越來越重要，好的交互設(shè)計會極大的增加用戶的體驗感。隨著電容式觸控感測器在人機交互設(shè)計中應(yīng)用越來越多，了解電容式觸控感測器的原理，懂得如何選型，專精于設(shè)計應(yīng)用，就會讓自家產(chǎn)品脫穎而出。

（作者Alan Yang任職于得捷電子；本文由Digi-Key Electronics提供）

參考資料

[1]Microchip Techniques for Robust mTouch Touch Sensing Design