防水电容式感测技术-CypressSemiconductor.PDFVIP

防水電容式感測技術 Victor Kremin與Ruslan Bachunskiy 摘要 電容式感測系統能應用在各種暴露於雨天或潮濕的環境中，如汽車方面的應用、戶外設備、自動櫃員機（ATMs ）、公用系統、 手機或PDA等可攜式裝置、以及廚房及衛浴應用。本篇應用說明將討論使用電容感測技術的系統如何在潮濕、下雨或有水的環 境下仍能維持運作。即使感測範圍的表面完全被水覆蓋，電容式感測技術也能防止觸碰偵測誤判動作發生。 簡介 電容式感測技術能有效應用於可能暴露在潮濕、下雨、或有水的環境之裝置中。PSoC® CapSense讓您不需使用高成本的機械式開關，並能同時提昇裝置的可靠性與降低整體系統成本。 防水電容式感測技術的應用範圍相當廣。車內應用包括車門開啟裝置、密碼輸入系統、警報感測器、以及電容式近距停車感測器 等。防水電容式感測器亦可廣泛應用在居家生活中，包括廚房設備、浴室燈光開關裝置、自動式水龍頭、洗碗機或洗衣機等。此 外，防水電容式觸控螢幕也可應用於自動櫃員機（ATMs ）、PDA、手機、可攜式GPS導航系統、以及其他室外用的裝置。 本實驗主要是利用鍵盤上三個簡易式感測按鍵之模擬應用，針對防水電容式感測技術進行測試。您可以進一步修改擴充實驗規模 ，以符合您特定應用之需求，例如增加按鍵數目，使用不同尺寸與形狀的按鍵等。本實驗所用到的技術特性如表1所示。 表1. 鍵盤特性 特性 數值 按鍵數 3 感測器尺寸 15 x 15 mm 2 主機通訊介面 I C （除錯用） 絕緣覆蓋層厚度 1-5mm （玻璃或塑膠） 電源供應器之電壓 5 ± 0.25V 實驗安排 首先用一個簡單的試驗來測試水對於電容式感測介面的影響。測試裝置採用了CYC821x34 PSoC系列元件以及CSD （CapSense Sigma Delta ）使用者模組感測方法。PSoC元件置於感測器電路板上。為了顯示感測器狀態， Waterproof Capacitance Sensing Page 1 of 16 Published in Micro-Electronics June 2007 [+] Feedback 我們在另一小塊電路板上額外安裝了幾個LED燈，並連接至PSoC電路板上。此顯示用的電路板在測試時可以安置在不同的地點 ，以協助感測器狀態的觀察。 為了監測感測器、原始計次數值、以及其他即時測試所得資料，我們採用了I2C-USB橋接器。該橋接器的GUI PC工具可同時監測多項數據軌跡並記錄成檔，也可以根據所收集的資料計算數值規模與偏移係數。圖1所示為實驗環境。 圖1. 實驗環境 感測器建置於一片獨立的電路板上，並用軟質的電線與PSoC CapSense電路板相連接。由於感測器電路板與CapSense PCB 分開，因此感測器電路板能很輕易地運用在不同的狀況中，例如在感測器電路板上加上水流。此感測器電路板以2- mm厚的單面FR4銀箔材質製作而成。圖2所示為感測器電路板配置示意圖。 圖2. 感測器電路板配置示意圖 Waterproof Capacitance Sensing Page 2 of 16 Published in Micro-Electron