【应用】国产工业级触摸按键助力镜面触摸开关设计,多种按键数量可对应不同需求

2021-01-28 晶尊微电子
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镜面触摸开关可以安装在化妆和卫浴等镜子上,利用触摸感应芯片原理控制镜灯,具有操作安全方便、更加智能及美观等传统开关不可比拟的优势。目前镜面触摸开关已被广泛应用于智能家居、高档宾馆、展厅等,起到很好的装饰作用。

触摸开关主要是用来调整镜面背光的亮度、控制加热除雾及智能连接调整等功能。应用场合有卫浴智能镜灯、浴室防雾灯镜、LED灯镜(镜柜)等。

 

镜面结构设计

1、常见的镜面的结构和材质如图所示:

镜面玻璃厚度5mm左右。

反射镀银层为导电层。

浮法玻璃的介电常数4.0~5.0之间。

 


2、由于玻璃镜面存在反射镀银层导体膜。这个在电容触摸方面运用是没有办法实现,需要触摸按键区域部位进行抛光隔离,才能实现正常触摸。常见的抛光的结构有正方形和圆形,从来理论上去推理,正方形的图标的会更好,抛光模型如下所示:

 

注意:

抛光区域要抛光的干净,与边缘大面积镀银层区域完全隔离;抛光区域与大面积镀银层之间的间距越大越好,至少要保证2mm以上。降低寄生电容,及在安装时候也容易去对准感应区域;丝印上图形抛光区域面积越大越好,灵敏度会越高。

 

触摸应用

1、按键数量:

常见的镜面触摸按键数量在1 ,2,4及6个等。4个按键以上基本是用于智能调控类的镜面触摸,带有wifi或者蓝牙等等。常规的运用还是还是1~4个按键为主。

ICman晶尊微电子可以对应的触摸按键型号有:SC01SC02ASC02BSC04ASC04BSC09A等。

 

2、触摸传感器:

(1)常规选择会选择会喇叭口弹簧,中间镂空用于透光。如下图:

(2)另外一种常用会选择添加一个导光板,紧贴到镜子背面,按键部位发光较为均匀,如下图所示:


感应盘的设计一般为正方形或者圆形,由于客户希望做成兼容的产品,所以在设计时候,一般会考虑用圆形,从来理论上去推测,方形的接触面积会更大,灵敏度效果会更好。常规的方形面积大概15mm*15mm左右,而圆形直径一般也设计在15mm左右。


导光板,一般建议选择较为薄的导光板,玻璃厚度为5mm,导光板厚度越厚,灵敏度会较差。

由于检测导光板及玻璃叠加起来较厚,建议触摸感应盘的铺地要远离感应PAD,至少要保证3mm以上。且触摸感应区背面要镂空。

 

(3)感应盘的电线先会通过导光板,及镜面上镀银层,到达镜子表面,与人手指接触实现感应。示意图如下所示:


从电容的角度的来看的,我们可以把人手指对应感应盘的电容的影响看成是串联及并联结构,如下示意图

假设感应盘电容10PF,镀银层对感应盘之间电容5PF,人手指对感应盘产生电容影响为10PF,直接作用在感应盘5PF,而剩下5PF是作用在镀银层上。

原本没有镀银层在,人手指10Pf直接的作用在感应盘,引起10PF的改变,增加镀银层之后,人手指对感应盘的变化就变成:5+2.5 = 7.5PF。

简单理解:镀银层会产生的产生一个逆向的电场削弱手指对感应盘的作用。

 

ICman在镜面触摸上运用的优势

ICman在镜面触摸的运用有的如下优势点:

1、ICman有对应的不同按键数量的芯片,能够对应镜面触摸不同按键的需求,性价比高。

2、ICman芯片为工业级设计标准,性能好,稳定性强,防水效果好,抗干扰能力等级高。

3、从运用上,ICman产品方案设计的简单,只需要通过调整电容,即可满足客户灵敏度需求。

4、镜面触摸上应用客户比较多,经验丰富,能够迅速导入客户应用的场景。

5、提供一流的技术支持服务,能够快速应对各种干扰环境,提供有效的解决方案。


ICman在镜面触摸存在的问题及解决方法:

问题1、触摸不灵敏?

解决:选择弹簧直接太小,玻璃厚度太厚。或者导光板与玻璃表面位置没有对准,灵敏度电容偏高导致的。

问题2:触摸不到?

背面镀银层没有刮干净,导致弹簧跟整个镀银层连接在一起。触摸感应盘与顶部玻璃镂空区域没有对准。

问题3:弹簧顶到镜子背面触摸就直接响应?或者导光板粘贴在镜子背面就出现感应现象?

解决:触摸灵敏度太高,应该先固定好结构,重新上电去检测。

问题4:触摸时而灵敏,时而不响应?

镀银掏空不过完整,距离感应弹簧比较近,镀银层掏空厚与按键之间距离要大于玻璃厚度2倍以上最好,距离太近,镀银层本身是一个大电容,会与触摸弹簧之间形成一个电容,这个时候手指触摸镀银层有可能改变弹簧与镀银层之间电容的大小,从而改变灵敏度。

解决方法:1、加大弹簧与镀银层之间的距离,最好大于玻璃厚度2倍以上。

2、将镀银层接地,会适当降低灵敏度,但是能够保证触摸弹簧本身寄生电容一致性。

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