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电容式触摸感应键盘设计,告别你的停车烦恼

有时感觉停车票机器被故意忽略,因为人们无法或不愿意等待机器发挥足够功能而产生更多停车罚单他们的票根。当我遇到一个键盘上有故障按钮的时候,我有很大的挫败感,迫使我去寻找周围地区的一台真正有效的机器。在许多城市寻找停车场已经足够困难了,为什么它不能只是一个简单的工作机器过程?

机械键盘不可避免地因磨损或故意破坏而退化(我想起了我的宝贝)表弟曾经坐在我的膝盖上,从电脑键盘上取下了“e”,“g”和“v”键。我的任务是设计新的开放式停车场,我首先考虑的是用电容式触摸传感器代替机械键盘,以消除机械问题,同时使机器外观更加时尚,更精致。

电容式触摸感应键盘设计,告别你的停车烦恼

什么是电容式触摸感应

顾名思义,电容式触摸感应是指输入检测基于通常由人体触摸引起的电容变化的地方。一旦成为高级技术,电容式触摸传感现在通常用于各种电子产品中。智能手机,平板电脑,基本上任何可以通过触摸进行交互的屏幕都可以使用电容式触摸感应。

在电子产品中,电容式触摸传感已经彻底改变了传统的机械数字键盘工业和商业应用。需要个人识别码(PIN)的安全访问控制器已从机械键盘转换为电容式触摸传感器。这同样适用于开放式停车场,其中较新版本配备了电容式触摸感应键盘,因为它们不易受到室外环境的破坏和降级。

电容式触摸感应原理,尤其是键盘设计,是为了创造一系列人类手指与之相互作用的电极。然后将这些电极路由到电容式触摸传感控制器,在该控制器中测量电容并将其转换成数字值。电极投射电场,其中人手指的存在将改变在空闲状态下测量的电容。然后,电容感应控制器将电容的变化与基线电容进行比较,以确定是否发生了有效的触摸事件。

围绕角落的公园:电容式触摸感应键盘设计

电容式触摸传感键盘设计面临的最大挑战在于如何正确布局PCB布局。虽然看起来很简单,但在设计时需要考虑以下几个关键因素:

1。前面板材料:形成电极的PCB通常安装在传感装置的外壳中。因此,将电极与人体触摸分开的前面板对于电容式触摸感测本身的灵敏度是至关重要的。具有高介电常数的前面板材料允许更强的电场,因此具有更高的灵敏度。玻璃和塑料之类的材料通常是优选的,因为它们具有高介电常数。前面板材料的厚度也直接影响电容式触摸感应灵敏度。薄的前面板比较厚的前面板提供更好的灵敏度。

电容式触摸感应键盘设计,告别你的停车烦恼

具有高介电常数的玻璃作为前面板效果很好。

2。形状和尺寸:在电容式触摸传感方面,并非所有形状和尺寸都相同。圆形按钮是最佳选择,因为它提供按钮上方最强的电场。像角度小于90°的三角形这样的形状并不理想,因为锐角可能更敏感,从而形成非线性感应区域。不仅如此,锋利的边缘也容易产生更多的电磁干扰(EMI)发射。电极的灵敏度也受尺寸和覆盖层厚度的影响。区域直径越大 - 感应越好。覆盖层厚度 - 灵敏度随着增加而下降,情况正好相反。

3。跟踪:电容式触摸传感是指将模拟测量转换为数字值,并要求设计的迹线遵循最佳实践以获得最佳性能。迹线是电极本身的延伸,应布置在没有人体接触的区域。这是为了确保电容变化仅发生在电极本身。痕迹应尽可能短。电极迹线的宽度应保持最小,并且应在彼此之间保持足够的间隙。它们也应远离其他噪声信号,以避免交叉耦合。

4。接地浇注:为了获得电容式触摸传感的性能,电极需要以受噪声影响最小的方式进行设计。在电极周围浇注地平面似乎是合乎逻辑的步骤。然而,坚固的接地平面将增加感测区域的寄生电容并降低灵敏度。因此,阴影接地多边形是提供抗噪声和寄生电容之间平衡的最佳选择。

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保持电极迹线变薄和短路非常重要。

虽然您可能没有州长控制权来让当地城市更新他们的停车票机,但您至少可以知道如何生产这些机器可以更有效地工作,并且比他们使用的笨重和有缺陷的机器看起来更好。使用Altium的CircuitStudio®等智能PCB设计软件可以帮助您布局电路板,从而在更短的时间内实现更好的功能。