S-TouchTM 電容式觸摸控制器PCB布局指南

把方形觸摸按鍵按順序緊密排列在一起，即可以設(shè)計(jì)成觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條。

圖.6 觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條的實(shí)現(xiàn)

位置傳感器開啟（ON）

表1 觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條的設(shè)計(jì)

當(dāng)檢測(cè)到某傳感通道處于開啟狀態(tài)時(shí)，就能確定手指在觸摸滑動(dòng)條上的位置。 在上例中，使用了5個(gè)傳感通到來檢測(cè)9個(gè)位置。 如果S1 和S2 通道同時(shí)處于開啟狀態(tài)，就意味著手指的位置位于位置2。

對(duì)于覆蓋有2-3毫米的丙稀酸塑料層外殼的應(yīng)用，建議使用最小尺寸為10 x 10毫米的傳感電極?；瑒?dòng)條傳感器之間的間隙值建議為0.75毫米。兩個(gè)相鄰傳感電極之間的間隙不要超過1毫米。這是為了確保當(dāng)手指正好位于間隙內(nèi)時(shí)，兩個(gè)傳感器通道能夠同時(shí)開啟。

觸摸狀態(tài)滑動(dòng)條的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，在噪聲環(huán)境下具有較高的穩(wěn)定性。 然而，如果需要數(shù)量較多的位置，該方法則會(huì)因?yàn)樾枰^多傳感器通道而無法實(shí)施。

另一種方法是使用比例計(jì)量滑動(dòng)條。 該方法不是通過檢測(cè)每個(gè)傳感通道上的觸摸狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)，而是根據(jù)每個(gè)傳感器通道所測(cè)得的確切電容變化來確定手指的位置。 當(dāng)測(cè)得每個(gè)傳感通道的確切電容變化后，通過進(jìn)行比例計(jì)算來確定手指的確切位置。

圖.7 比例計(jì)量滑動(dòng)條的實(shí)現(xiàn)

上述位置中的手指觸摸會(huì)導(dǎo)致三個(gè)傳感通道電極的電容增加。 由于手指覆蓋面積的不同，每個(gè)傳感器所增加的電容值也不相同。 然后，對(duì)傳感器的原始電容數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，就可以獲得手指在滑動(dòng)條上的絕對(duì)位置。

觸摸旋轉(zhuǎn)器
同滑動(dòng)條一樣，觸摸旋轉(zhuǎn)器也是基于觸摸狀態(tài)和比例計(jì)量方法實(shí)現(xiàn)的。
應(yīng)用觸摸狀態(tài)方法的旋轉(zhuǎn)器通過檢查每個(gè)傳感通道的狀態(tài)來確定手指的位置。 應(yīng)用比例計(jì)量方法的旋轉(zhuǎn)器，通過測(cè)量由于手指觸摸而導(dǎo)致的各個(gè)傳感通道增加的確切電容來確定手指的位置。 手指在旋轉(zhuǎn)器上滾動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致幾個(gè)傳感通道的電容增大。 然后，通過計(jì)算這些傳感通道所增加的電容值，可以計(jì)算得出手指觸摸的確切位置。

圖.8 觸摸狀態(tài)和比例計(jì)量觸摸旋轉(zhuǎn)器的實(shí)現(xiàn)

觸摸旋轉(zhuǎn)器對(duì)于手指觸摸檢測(cè)的穩(wěn)定性取決于要求的分辨率和傳感通道的數(shù)量。 對(duì)于高分辨率的觸摸旋轉(zhuǎn)器來說，可能需要使用更多的傳感通道，而不一定像圖8中所示的那樣僅使用了三個(gè)傳感通道。

其他考慮因素
按照這些基本的設(shè)計(jì)指引進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)和布局，能夠使電容感應(yīng)應(yīng)用更加可靠。 在PCB設(shè)計(jì)中，還要考慮其他的重要因素，包括：
● PCB上無浮板/極板。 PCB 的空白區(qū)域可填充接地銅箔或留空。
● PCB應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)成所需要的參考電容值小于20 pF (該參考電容值是在硬件調(diào)整期間確定的)，并且各個(gè)通道的固有電容應(yīng)小于10pF。如果大于此值，則需要修改某些基本布局，如降低接地銅箔的密度，擴(kuò)大感應(yīng)輸入跡線/電極到接地銅箔的間距，縮小傳感器信號(hào)跡線的寬度，甚至去除接地銅箔。 如果感應(yīng)輸入電容的最大值超過 10 pF，則需要使用調(diào)諧電容進(jìn)行匹配設(shè)置。
● 盡可能地把各個(gè)感應(yīng)通道之間的固有電容的差別控制在10 pF 以內(nèi)(可在硬件調(diào)整期間測(cè)定這一差別)。 如果超過10 pF，需要降低跡線長度和傳感器電極尺寸的失配，來進(jìn)行重新布局以便把差別降至最低。
● 在I2C SDA和SCL線路中安裝串聯(lián)電阻器，以便過濾連接主板和觸摸模塊的線束所引起的噪聲干擾，或來自可能導(dǎo)致 I2C信號(hào)失真的電源噪聲的干擾。