針對家用電器的防水電容式觸摸感應技術
發布時間:2012-12-27 責任編輯:easonxu
【導讀】基(ji)於(yu)電(dian)容(rong)式(shi)感(gan)應(ying)技(ji)術(shu)的(de)按(an)鍵(jian)使(shi)電(dian)器(qi)外(wai)形(xing)時(shi)尚(shang)美(mei)觀(guan),消(xiao)除(chu)了(le)磨(mo)損(sun)問(wen)題(ti),與(yu)機(ji)械(xie)按(an)鍵(jian)相(xiang)比(bi)更(geng)受(shou)歡(huan)迎(ying)。許(xu)多(duo)電(dian)器(qi)都(dou)要(yao)在(zai)靠(kao)近(jin)液(ye)體(ti)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)使(shi)用(yong),因(yin)此(ci)要(yao)考(kao)慮(lv)防(fang)水(shui)功(gong)能(neng),避(bi)免(mian)水(shui)濺(jian)上(shang)去(qu)而(er)產(chan)生(sheng)錯(cuo)誤(wu)的(de)按(an)鍵(jian)觸(chu)發(fa)。
購買家用電器時最重要的因素包括產品外觀及其支持的高端特性。采用當今高度集成的片上係統(SoC)chuliqi,shejirenyuanbujinnengzaidianrongshiganyingjishujichushangtuichuquanxinyonghujiemian,erqiehainengjichengqitaxitonggongneng,congerjiangdixitongchengbenbingjieyuebankakongjian。yucitongshi,youyugoujianxitongsuoxudexuduozujianxianzaiyijingjichengzaitongyidexinpianzhong,yinciSoC可顯著加速產品上市進程。此外,連接多個器件和用於故障調試所需的時間也可大幅縮短。
圖1所示為電磁爐的方框圖。這種電器必須提供以下關鍵功能:
保持平鍋的溫度:需要脈衝寬度調製(PWM)來設置加熱線圈的點火持續時間;
風扇控製:需要溫度傳感器和PWM來驅動風扇電機;
過電流和過電壓保護:需要ADC和比較器;
平鍋自動檢測:需要電感感應功能;
基於時間的烹飪功能:需要實時時鍾(RTC);
用戶界麵——顯示屏:需要LED驅動器或LCD玻璃顯示屏;
用戶界麵——按鍵:需要電容式觸摸感應和檢測功能。

圖1:電磁爐框圖
電容式感應技術
基(ji)於(yu)電(dian)容(rong)式(shi)感(gan)應(ying)技(ji)術(shu)的(de)按(an)鍵(jian)使(shi)電(dian)器(qi)外(wai)形(xing)時(shi)尚(shang)美(mei)觀(guan),消(xiao)除(chu)了(le)磨(mo)損(sun)問(wen)題(ti),與(yu)機(ji)械(xie)按(an)鍵(jian)相(xiang)比(bi)更(geng)受(shou)歡(huan)迎(ying)。許(xu)多(duo)電(dian)器(qi)都(dou)要(yao)在(zai)靠(kao)近(jin)液(ye)體(ti)的(de)環(huan)境(jing)下(xia)使(shi)用(yong),因(yin)此(ci)要(yao)考(kao)慮(lv)防(fang)水(shui)功(gong)能(neng),避(bi)免(mian)水(shui)濺(jian)上(shang)去(qu)而(er)產(chan)生(sheng)錯(cuo)誤(wu)的(de)按(an)鍵(jian)觸(chu)發(fa)。圖2給出了電容式傳感器印刷電路板(PCB)的典型布局。通過連接保護電極可實現防水性,而不是將傳感器周圍的陰影部分(藍色)接地。

圖2:使用保護電極實現防水功能
驅(qu)動(dong)這(zhe)個(ge)電(dian)極(ji)的(de)信(xin)號(hao)與(yu)連(lian)接(jie)到(dao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)信(xin)號(hao)一(yi)樣(yang),因(yin)此(ci)水(shui)滴(di)滴(di)落(luo)在(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)時(shi)不(bu)會(hui)形(xing)成(cheng)陰(yin)影(ying)區(qu)和(he)傳(chuan)感(gan)器(qi)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)勢(shi)差(cha),傳(chuan)感(gan)器(qi)上(shang)不(bu)會(hui)耦(ou)合(he)更(geng)多(duo)電(dian)容(rong),因(yin)此(ci)就(jiu)能(neng)實(shi)現(xian)防(fang)水(shui)效(xiao)果(guo)。如(ru)果(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)完(wan)全(quan)浸(jin)入(ru)水(shui)中(zhong),則(ze)會(hui)激(ji)活(huo)保(bao)護(hu)機(ji)製(zhi)來(lai)禁(jin)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)工(gong)作(zuo)。
由於許多電器都要用大電流工作,因此電源通常會因負載電流和數字開關的變化而產生巨大的噪聲/波紋,數字開關也會耦合到電容式傳感器上,從而影響用
界(jie)麵(mian)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。根(gen)據(ju)正(zheng)確(que)的(de)原(yuan)理(li)圖(tu)和(he)布(bu)局(ju)指(zhi)南(nan),我(wo)們(men)可(ke)通(tong)過(guo)接(jie)地(di)線(xian)布(bu)局(ju)等(deng)技(ji)術(shu)來(lai)減(jian)少(shao)電(dian)源(yuan)中(zhong)的(de)波(bo)紋(wen),確(que)保(bao)不(bu)出(chu)現(xian)接(jie)地(di)反(fan)彈(dan)。但(dan)是(shi),我(wo)們(men)很(hen)難(nan)完(wan)全(quan)去(qu)除(chu)噪(zao)聲(sheng)。如(ru)果(guo)用(yong)電(dian)源(yuan)的(de)+ve線路驅動參考,可能會產生電容式感應的誤報警。
通過在GND和VREF(內部生成)之間切換傳感器,隻要在規定的產品工作限度之內,電源的任何變化均不會引發錯誤觸發。
更高的集成度,更低的成本
SoC具有集成型片上外設和基於硬件的特性,能幫助設計人員實施大多數乃至所有的電器功能。
在今天競爭激烈的消費類市場中,電器必須具有豐富的特性,集成型SoC不僅能集成越來越多的應用特性,還可降低整體係統成本,因此成為了OEM廠商的最佳選擇。這個方法同樣適用於電磁爐、微波爐等小型電器以及洗衣機、電冰箱等大型電器(當然大型電器對於FOC電動機控製等特定功能仍需要專用控製)。
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