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电容式触摸感应技术在中小型家电的作用

时间:2013-02-25 14:36来源:未知 作者:admin
文/ 骏源电子 在21世纪的电子时代,中小型家用电器已经成为每个家庭必用工具,所以以下介绍下:购买家用电器时最重要的因素包括产品外观及其支持的高端特性。采用当今高度集成

  文/骏源电子

在21世纪的电子时代,中小型家用电器已经成为每个家庭必用工具,所以以下介绍下:购买家用电器时最重要的因素包括产品外观及其支持的高端特性。采用当今高度集成的片上系统(SoC)处理器,设计人员不仅能在电容式感应技术基础上推出全新用户界面,而且还能集成其它系统功能,从而降低系统成本并节约板卡空间。与此同时,由于构建系统所需的许多组件现在已经集成在统一的芯片中,因此SoC可显著加速产品上市进程。此外,连接多个器件和用于故障调试所需的时间也可大幅缩短。

图1所示为电磁炉的方框图。这种电器必须提供以下关键功能:

1、保持平锅的温度:需要脉冲宽度调制(PWM)来设置加热线圈的点火持续时间;
2、风扇控制:需要温度传感器和PWM来驱动风扇电机;
3、过电流和过电压保护:需要ADC和比较器;
4、平锅自动检测:需要电感感应功能;
5、基于时间的烹饪功能:需要实时时钟(RTC);
6、用户界面——显示屏:需要LED驱动器或LCD玻璃显示屏;
7、用户界面——按键:需要电容式触摸感应和检测功能。

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图1. 电磁炉框图

一、电容式感应技术

基于电容式感应技术的按键使电器外形时尚美观,消除了磨损问题,与机械按键相比更受欢迎。许多电器都要在靠近液体的环境下使用,因此要考虑防水功能,避免水溅上去而产生错误的按键触发。图2给出了电容式传感器印刷电路板(PCB)的典型布局。通过连接保护电极可实现防水性,而不是将传感器周围的阴影部分(蓝色)接地。

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图2. 使用保护电极实现防水功能

驱动这个电极的信号与连接到传感器的信号一样,因此水滴滴落在传感器上时不会形成阴影区和传感器之间的电势差,传感器上不会耦合更多电容,因此就能实现防水效果。如果传感器完全浸入水中,则会激活保护机制来禁用传感器的工作。

由于许多电器都要用大电流工作,因此电源通常会因负载电流和数字开关的变化而产生巨大的噪声/波纹,数字开关也会耦合到电容式传感器上,从而影响用户界面的可靠性。根据正确的原理图和布局指南,我们可通过接地线布局等技术来减少电源中的波纹,确保不出现接地反弹。但是,我们很难完全去除噪声。如果用电源的+ve线路驱动参考,可能会产生电容式感应的误报警。


 

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