【成功案例】SNR达270:1的高抗噪电容触控解决方案

2019-09-05 世强 summer
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随着科技的不断进步,工业电子类产品也越来越注重产品美观和用户体验,人机交互无疑是最直观的改变,从最初的简单机械开关到触摸开关,从电阻式触摸到电容式触摸,都在时刻改变着人机交互体验。


工程师们,你们在用什么人机交互开关?像这样传统的机械按键?


 

图1机械按键

还是防水防腐蚀更好一些的薄膜按键?

 

图2薄膜按键


还是具有高抗噪更灵敏更炫酷的电容式触摸按键?


 

图3电容触摸按键

三种方式各有优缺点:

●机械按键:优点是价格低,使用简单;缺点是其使用寿命短的,易腐蚀,体积大。

●薄膜按键:优点是价格低,有保护层隔绝,具有良好的抗腐蚀能力,缺点是使用寿命较短。

●电容触摸按键:优点是使用寿命长,无噪音,可完全隔绝空气使用,可以做到完全抗腐蚀,灵敏度更高。缺点是电容型的触控开关容易受到外界电磁干扰。


自己曾经做过的智能型人体静电释放报警仪的项目,由于设备长期使用在户外,并且采用电池供电,并且需要进行灌胶处理。


项目初始方案:

设备功能按键采用薄膜按键方案,如下图所示,此方案功能正常,但是由于采用灌胶工艺,接口处容易进胶导致按键失效,次品率较高。排线材质为银浆,在潮湿环境下容易腐蚀,并且薄膜按键使用次数有限,长期使用容易损坏。

 

图4 薄膜按键实物图


 

图5薄膜按键应用图


项目优化方案:

采用SILICON LABS推出的高抗噪电容触控芯片CPT007B,将触控芯片和电路板直接胶封在壳体内部,电路板无外露,不用担心腐蚀问题,不用担心长期使用按键机械损耗而造成失效的问题。

 

图6电容触摸按键应用

另外CPT007B还有以下优点:

●超低功耗:工作电流低至200μA,休眠电流<1μA(适用于电池长期供电,本产品采用4000mAh锂电池寿命长达10年以上);

●抗干扰能力强:SNR为270:1可以轻松躲避公频干扰 ;

●多达7路电容传感器输入(CPT112S为I2C接口12路输入)可直接驱动蜂鸣器和LED灯;

●很强的环境适应能力,防潮防腐蚀;

●外形尺寸小(3mm×3mm封装)更好的应用在空间有限的地方。


另外需要注意的是电容触摸板的PCB设计,根据此次项目的设计经验有一些几点需要注意:

1、PCB触摸板尺寸应遵循一下原则(参考介质为亚克力)理论上感应面积越大越灵敏。

2、触摸介质不同需要适当调整PCB板大小(介质常量越大触摸越灵敏)。

3、PCB触摸板的触摸盘正面、背面不铺铺地,灵敏度有较大幅度提升,但同时降低了抗干扰能力。一般建议在保证灵敏度的情况下触摸盘周围铺地,以提高抗干扰能力。

4、PCB触摸板走线尽量细,一般建议10mil以内,走线越宽抗干扰性能越差。

5、PCB触摸板以及走线应尽量远离干扰源,例如开关电源、LED灯源、交流电源、高频信号源。


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  • 用户14629492 Lv7. 资深专家 2019-05-20
    了解
  • 福如东来 Lv7. 资深专家 2019-04-19
    学习了
  • 独一无二No1 Lv7. 资深专家 2019-04-15
    学习一下
  • wch7475 Lv8. 研究员 2019-04-08
    学习
  • Jin Lv8. 研究员 2019-03-25
    好东西!
  • 用户83734992 Lv6. 高级专家 2019-02-18
    学习
  • 33活在当下 Lv5. 技术专家 2019-02-12
    学习了
  • yingqiming Lv7. 资深专家 2019-01-28
    不错
  • duanmaxie Lv8. 研究员 2019-01-20
    学习
  • 小旺 Lv7 2019-01-17
    不错的方案
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2112141150 Addendum to 2110201128 New Universal Inner Intermediate Label for IC Pckgs

型号- 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

产品变更通知及停产信息  -  SILICON LABS  - Dec 14, 2021 PDF 英文 下载

2112141154 Minimum Order Quantity (MOQ) Increase for all IC and SiP Module Products

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

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TouchXpress™ Family CPT007B Data Sheet

型号- CPT007B-A02-GM,CPT007B-A02-GMR,CPT007B,CPT007B-A02-GU

数据手册  -  SILICON LABS  - Rev. 0.2  - August 12th, 2016 PDF 英文 下载 查看更多版本

2201181164 Drop shipment site change at ASE Chung-Li

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产品变更通知及停产信息  -  SILICON LABS  - Jan 18, 2022 PDF 英文 下载

【应用】CPT007B低功耗触摸芯片在智能面板开关中的应用,可提供 7 通道电容触摸按键

智能面板开关方案采用Silicon Labs 的触摸芯片CPT007B实现触摸按键功能,作为TouchXpress系列的一部分,CPT007B支持7路电容式传感器输入,可编程的灵敏度,7个通用的输出(GPO)与主机处理器通信。其具有低功耗(睡眠电流0.78uA),SNR高达270:1等优势。

应用方案    发布时间 : 2018-12-20

CAD模型库  -  SILICON LABS  - 2023/10/26 BXL 英文 下载

2201251170 Addendum to 2112141154 MOQ Increase for all IC and SiP Module Products(2022-01-11-1170)

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产品变更通知及停产信息  -  SILICON LABS  - Jan 11, 2022 PDF 英文 下载

汽车触控板项目Touch IC选型需求 1. 工规或车规等级都可接受; 2. 支持7寸左右,通道数为26+17即可; 3. 支持手套,支持一定的水渍触摸;

可以看一下芯海科技的CSA37F60压力触控芯片,支持15路电容触摸输入;Silicon labs的电容触摸接口芯片CPT112S-A02-GMR支持15路电容触摸输入。如需手势操控功能,世强这边Silicon labs的手势传感器SI114X系列的手势/接近检测传感器。另外,MELEXIS还有结构光的方案,如MLX75027。

技术问答    发布时间 : 2020-01-03

CAD模型库  -  SILICON LABS  - 2023/10/26 BXL 英文 下载

产品变更通知及停产信息  -  SILICON LABS  - 2016年09月27日 PDF 英文 下载

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