【导读】因电容式感应钮令家电外观时尚,避免磨损问题,因此,相对机械按钮成为了首选技术。那么,电容式传感器是如何实现防水?如何使得电容式感应的电源避免产生假触发现象呢?
因电容式感应钮令家电外观时尚,避免磨损问题,因此,相对机械按钮成为了首选技术。许多家电要在液体附近使用,需要有防水功能,以免有水情况下造成假触发。图1显示了电容式传感器印刷电路板(PCB)的典型布局。将围绕传感器(蓝色)的交叉网格(hatched pattern)连接至保护电极(而不是接地)就可实现防水功能。

图1:用保护电极实现防水
电极受连接到传感器的相同信号驱动。这样,当水滴落到传感器上时,由于交叉网格和传感器之间没有电位差,也没有额外的电容耦合到感应器上,因此可以实现防水功能。如果传感器完全被水淹没,那么安全传感器(guard sensor)就会启用,同时禁用其它传感器。
由于许多电器工作电流较大,负载电流和数字开关的变化会让电源输出巨大噪声/纹波,这可能会耦合到电容式传感器并影响用户界面的可靠性。遵守以下原理图和布局指南,并通过接地线迹布局等技术可减少电源纹波,从而避免接地弹跳。不过,彻底消除噪声是极其困难的。如果参考电压用电源的+ve线驱动,那么可能会引起电容式感应中的假警报。

图2:在CY8C28x45中实施电容式感应技术
通过在GND和VREF(内部生成)之间切换传感器,只要在器件规定的工作范围内,电源的任何变化都不会造成假触发。图2显示了传感器电容在集成电容(Cmod)电压和GND之间用两个非重叠时钟Sw1和Sw2切换时的技术实施情况。电路比较器的输出通过触发器作为定时器的使能信号,并通过调节电源来确保Cmod电压与参考电压(Vref)相同。由于输入端上的任何信号都就n个时钟周期求积分(n取决于分辨率),因此耦合到输入端上的任何高频噪声都会通过积分效果被平均。