所有的電容式觸摸的核心都是一組與電場(chǎng)相互作用的導體。
人體組織的皮膚是一種有損電解質(zhì),相當于導電電極,在簡(jiǎn)單的平行片電容中間隔著(zhù)一層電介質(zhì),該系統中的大部分能量聚集在電容器極板之間,少許的能量會(huì )溢出到電容器極板以外的區域,當手指放在電容觸摸系統時(shí),相當于放置于能量溢出區域(稱(chēng)為:邊緣場(chǎng)),并將增加該電容系統的導電表面積。
電容感應的方法分為兩種:自電容感應、互電容感應技術(shù)——
自電容使用一個(gè)引腳,并測量該引腳和電源地之間的電容。即:驅動(dòng)與傳感器相連的引腳上的電流,由于將手指放在傳感器上,其系統的電容會(huì )增加,因此其電壓也會(huì )增加,實(shí)測電壓的變化即可檢測是否有手指進(jìn)行觸摸。這種技術(shù)一般用于單點(diǎn)觸摸或滑條。
互電容感應
互電容感應技術(shù)使用兩個(gè)電容,一個(gè)為發(fā)送電極、一個(gè)為接收電極,TX引腳提供數字電壓,并測量RX引腳上所接收到的電荷,在RX電極上接收到的電荷與兩個(gè)電極間的互電容成正比,當TX和RX電極間放置手指時(shí),互電容降低,因此RX電極上接收到的電荷也會(huì )降低。由此通過(guò)檢測RX電極上的電荷檢測觸摸/無(wú)觸摸狀態(tài)。
根據傳感器感應的維度,大致可以分為:按鍵傳感器(0維)、滑條傳感器(1維)、觸摸板傳感器(2維)、接近感應傳感器(3維)
零維傳感器
零維傳感器在白色家電、照明控制等領(lǐng)域有眾多的應用,其輸出兩種狀態(tài):有手指觸摸、無(wú)手指觸摸,如通過(guò)一根走線(xiàn)連接到控制器引腳的簡(jiǎn)單按鍵。
當需要大量按鍵時(shí),如計算器的鍵盤(pán)等,可以將電容傳感器排列成一個(gè)矩陣
一維傳感器
一維傳感器也稱(chēng)滑條傳感器,適用于需要漸進(jìn)式調節的控制應用,如照明調光、音量控制、圖示均衡器等,一個(gè)滑條傳感器由一系列稱(chēng)為段的電容傳感器構成,某一個(gè)段的動(dòng)作會(huì )導致鄰近其他傳感器的部分動(dòng)作,通過(guò)插值算法的中心位置計算方式可以使觸摸位置分辨率大于滑條段數量。
線(xiàn)性滑條,每個(gè)IO引腳連接一個(gè)滑條段
雙工滑條,每個(gè)IO引腳連接兩個(gè)不同的滑條段
輻射滑條,這種類(lèi)型的滑條具備連續性,沒(méi)有起點(diǎn)或終點(diǎn)
如觸摸屏和觸控板,通過(guò)按X和Y模式設置的線(xiàn)性滑條,可以確定手指的位置
三維傳感器
接近感應傳感器在手或其他導體靠近的時(shí)候就能檢測到,實(shí)現接近感應的一種方法是圍著(zhù)用戶(hù)界面鋪上一條長(cháng)走線(xiàn),該走線(xiàn)可在大范圍內感應電容的變化,由此使得系統對用戶(hù)的觸摸感應顯得更加快速。