Touch系列之基于microchip mTouch&qTouch的传感器 (一)

关键字 :MicrochipTouch
基于microchip mTouch与qTouch电容传感器以及相关电子元件和软件来构建一个MOC触摸系统,而MOC设计的不同之处在于用一个悬放在电容触摸传感器上方.中间以薄间隔层隔开的导电目标层取代用户的手指。当用户按压目标层的时候,目标层就会产生轻微形变不会超过10um,从而更加接近传感器。这一间距的改变使传感器的电容发生可检测性的变化。电容触摸界面(电阻元件和软件)将检测电容的变化并将这一按压操作报告给系统。

这意味着传感器与环境实现了电气上的隔离。因而改善了噪声,接近和串扰问题。接地目标层为ESD能量提供了一个非破坏性的路径。同时,传感器与环境的隔离还消除了与水相联系的问题。由于传感器的驱动需要物流力,因此适用于文盲应用程序和戴手套的用户。而金属面板的使用令最终产品有了更专业的外观和触感。

要构建一个MOC传感器系统,我们需要一个标准的电容传感器,在一个传感器上方开孔的间隔层,以及一个导电的面板和目标层。如下图所示是一个典型的传感器叠层结构,在这个结构中,导电目标层充当了电容传感器的另一个极板,并且具备所需的弹性弯曲能力使得该面板可以在作用力撤销之后可以恢复原状。



        面板处于该叠层结构的顶面,带有标记和按键图例。可导电的目标层充当传感电容器的另一导电表面。二者一起向用户提供相关信息,构成传感电容器的另一个接地层。并实现了按键的机械弹性。在选择面板和目标层材料时需要考虑多向要素,包括按键按下需要多大的驱动力,所青睐的面板,环境因素,按键是否需要背光,以及面板和目标层是否需要背光。通常,我们最好要将面板和目标层的设计结合在一起,因为二者需要紧密合作才能正常进行。


       最简单的实现方法是使用单一的金属层来充当面板和目标层,即可将金属目标层上面的标记当做面板层,也可以粘和合在目标层上的印刷薄膜当做面板层。这种单一的金属层为按键和传感电容器(目标层)另一个接地极板提供了所以机械弹性如上图所示的就是一个典型的单层金属叠层结构。

       驱动力的大小由面板和目标层所使用的金属厚度,按键的大小,使用的金属弹性以及面板和目标层任何背面蚀刻之间的关系决定。大多数情况下,按键的大小和材料的厚度是主要因素。列如:不锈钢是一种易弯曲的金属其弹性确比不上航空级的铝材,而另一面,铝的屈服强度较低,在承受高驱动力时更容易产生凹陷和压痕。因此,选择材料时需要在保证底驱动力情况下有足够的弹性和保证高驱动力时有较高的屈服强度以避免损坏二者之间的平衡。

      在外观方面,现代丝网印刷和涂层工艺可以将金属片打造出从花岗岩到木材等各种材质的逼真纹理效果。我们可以将电镀将金属面板的表面全部或者有选择性的镀上其他金属以制作相关的标记和打造特定的外观。而阳极氧化铝甚至可以印上照片级效果的图像。与环境相关是两个问题是耐磨性和耐化学性,包括水在内,不锈钢可以耐受大多数常用的化学清洁剂,包括水,并具有良好的耐磨性。另一方面,普通钢材容易生锈,和产生化学变色现象,其耐磨性只属于中等水平,而经过阳极氧化出来的铝材则具有良好的耐磨性,但是阳极氧化层属于多孔结构,需要使用聚合物涂层进行密封,否则容易生锈。

      许多设计人员都倾向于避免使用金属面板,因为他们误以为金属面板不能实现背光功能,而事实上是可以实现的,只是比聚合物面板成本稍高一点。通常而言,我们可以有选择性的实施金属穿孔,并采用以聚合物合填密封来阻挡灰层和湿气的方式来实现背光。

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