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AN-1141双按键触摸传感器

内容
参考文献
2.介绍
3.触摸传感器电路设计
4。结论

参考

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作者：Yurii Shchebel

介绍

这种简单，紧凑，低成本的触摸传感器可用于许多设备中，以检测触摸表面或双按钮区域的手指。

图1.触摸传感器演示板

它运行，因为用手指添加到电路的附加电容改变了发电机的频率。虽然电容增加，频率降低。GreenPak检测到这种变化。一个SLG46620V [5]足以实现两个按钮触摸传感器。

触摸传感器电路设计

在这种设计的核心，是两个独立的发生器（每个按钮），由具有启用（2L0和2L4）的逆变器组成。输入（引脚＃3和引脚＃13）和输出（引脚＃8和引脚＃18）与68K电阻连接（参见图2，图3，图4）。与电阻值相关的频率为​​约550 kHz。

当我们改变电阻时，发电机的频率将改变（电阻越低，频率越高）。此外，由于诸如温度，电源电压和普通芯片的外部因素，频率变化，芯片变化。这就是为什么使用单向自调谐电路。

设计的特点如下：

  1. 一个参考生成器，其产生具有占空比的脉冲，非常接近100％。
  2. 两个发电机，用于制作具有相同频率（由下降沿同步）的脉冲，但可以在内部更换占空比。
  3. 调谐过程调整占空比。
  4. 要乘以（乘552）触摸按钮引起的频率变化，使用延迟阻滞CNT0 / DLY0和CNT1 / DLY1具有时钟源（即每个按钮的生成器输出）。如果触摸按钮，则频率会更低，随后的延迟将更长。更改DLY输入信号的占空比，我们可以添加或减去额外的延迟并移动DLY的输出上升沿。这就是调整的完成方式。

CNT6 / DLY6用作参考延迟（DLY）。初始化应使得DLY0和DLY1的输出上升沿应该比参考DLY更早到来。当电路检测到上升沿不够接近（管道延迟0 - 管道延迟1 out1 PD编号，其中包含16个时钟），它会产生一段时间的适当的FSM（FSM0，FSM1），减少占空比参考生成器的循环。这为按钮延迟DLY0和DLY1增加了额外的延迟，并将其输出的上升沿移动以参考DLY输出上升沿。一旦按下按钮的上升沿足够接近，3L1和3L9将锁存高。

这意味着现在调整电路。唤醒和睡眠将被启用，相应的输出引脚＃10和引脚＃20将高亮，表示已触摸按钮。由于发电机的频率可以随时间和条件而变化，因此在某些情况下可能需要重置电路。

通过管道延迟0和管道延迟1 OUT0输出实现复位功能。复位条件应连续14次（由DLY7计数器数据定义），为系统进行重置。复位后，3L1和3L9将低至较低，并且FSMS将相对于初始化期间相对于CNT5参考（这将为0）相对移位（参见图5）。

图2.触摸传感器电路
图3.触摸传感器设计，矩阵0

此外，当任一按钮高达20秒或更多时，将完成强制重置。重置是共享按钮的。一旦被认为触摸按钮，它就无法导致系统复位。

唤醒和睡眠周期为50毫秒。它足以检测触摸和足够慢，使传感器具有低功耗。

未使用的引脚配置为推挽式，以连接到外部GND以进行噪声抑制。

图4.触摸传感器设计，矩阵1
图5.触摸传感器状态序列

虽然这种设计具有自我调整能力并且非常稳定，但有一些考虑因素：

  1. 如果在设备接通时触摸了任一按钮，则相应的输出将保持低位。其他按钮应该是可操作的。一旦触摸按钮被释放，它也会正确运行。
  2. 传感器无法识别慢的方法（〜1s触摸）。
  3. 复位是共享的。两个按钮都同时重置。
  4. 如果触摸第一个按钮（第一个输出高），并且第二个需要复位（电压或温度变化或因慢的方法），两个按钮都将被复位，两个输出都将低。
  5. 如果VDD速度比〜300mV / s更快，则任何输出（或两者）都可以锁存高。如果VDD在锁定时刻的VDD返回高VDD，它们会再次低得多。
  6. 如果触摸按钮，则无法调整。这就是为什么如果触摸两个按钮，系统无法重置。如果VDD减少超过〜200-300mv，则可以高出一个或两个输出锁定。
  7. 如果触摸按钮并且VDD增加超过〜200-300mv，则相应的输出将开始闪烁并降低。
  8. 触摸板尺寸会显着影响发电机的频率和功耗。可以为每个发电机添加额外的电容器以降低频率。但是，添加电容降低了触摸灵敏度。
  9. 电阻值可以增加，以降低频率和功耗。发电机的频率应高于550kHz以保持自调谐系统的操作。
  10. 如果触摸垫的布局彼此过于靠近，则触摸可以影响另一个。因此，人们可以观察到两个输出都会很高，电路将在〜1s后复位。

结论

使用单个SLG46620V，可以创建一个几乎独立的双键自调触摸传感器，可用于许多紧凑且低成本的设备。