- PSoC 4 and PSoC 6 CapSense 特性:
.支持所有基於自電容(CSD)和互電容(CSX)的觸控傳感器。
.提供最好的信噪比(SNR)等級,抗噪能力強並且高靈敏度 。
.提供接近感應(proximity sensing)功能,最高可達30公分的接近感應距離。
.防水功能,可耐受液體操作。
.在覆蓋材料和覆蓋厚度不同的條件下,仍提供高性能觸控感應。
.SmartSense自動調校技術
.支援展頻和可程式設計電阻開關功能,以降低電磁干擾(EMI)。
.低功耗和工作電壓最低1.71V.
- CapSense 設計流程:
CapSense 設計包含了一個「Tuning調校」的額外步驟, 其餘步驟與其他觸控系統的設計流程相似。
「調校」是使 CapSense 參數優化的過程,這些參數的設置取決於電路板佈局、傳感器尺寸、覆蓋材質厚度和客戶應用的要求,如功耗和回傳時間。通常只在預生產的開發設計階段才進行調校測試。
- CapSense 基本原理:
.電容式觸控傳感技術通過測量觸摸界面及其周圍環境之間電容的變化,來檢測觸摸表面上或附近是否有手指。
.典型的CapSense傳感器佈局在PCB表面的形狀和大小合適的銅箔組成,由一個不導電的覆蓋層作為按鍵的觸摸表面。
.CapSense傳感器將連接到PSoC的GPIO引腳做使用。
.PSoC內部的CapSense邏輯電路將電容值轉換為等效的數值,這些數值經由CPU處理後,即為檢測觸控感測結果。
.CapSense還需要外部電容Cmod或Cint,用於自電容(CSD)和互電容(CSX)的觸控傳感器。這些外部電容連接在專用GPIO引腳和地之間。
.如果屏蔽電極用於液體防水功能,或用於較大的靠近傳感距離,則可能需要一個額外的Ctank電容。
.在沒有觸摸的情況下,傳感器的電容稱為寄生電容CP。
.CP產生於傳感器和系統中的其他導體之間的電場。
- 自電容感測(Self-capacitance sensing)介紹:
.自電容使用一個引腳,並測量該引腳和電源地之間的電容值。
.自電容感測的工作原理,激活感測器相連的引腳上的電流並測量電壓。
.若將手指放在感測器上,則測得的電容值會增加。
.自電容感應最適合用於單點觸控,如按鍵和滑條。
.Cp:寄生電容。
.Cf:手指電容。
.Cs:加總電容。
.在没有触摸的情况下,Cs等于Cp。
- 互電容感測(Mutual-capacitance sensing)介紹:
.如圖為互電容觸控按鍵佈局。量測兩個電極之間的電容值,發射(Tx)電極和接收(Rx)電極。
.在互電容測量系統中,TX引腳提供數位電壓(VDD和地之間信號切換),測量RX引腳接收到的電荷量。RX接收到的電荷量與兩個電極之間相互的電容(Cm)成正比。
.當手指放在Tx和Rx電極之間時,互電容減小到C1m。由於互電容降低,從RX電極接收到的電荷量也減少了。
.CapSense系統測量接收到的RX電極上的電荷量,以檢測觸控或無觸控狀態。
- 資料來源 PSoC 4 and PSoC 6 MCU CapSense design guide: