电容屏Sensor基础知识简介
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电容屏原理1.通过检测电容传输的能量来检测电容振荡器输出正弦波加到电容一端信号检测处理电路接电容另一端根据接收点信号电平高低判断电容的大小通过检测张弛振荡器频率来检测电容2.一个恒流源给电容充电一个受反馈控制的开关给电容放电迟滞比较器把电容电压变化整形方波3.首先,感应电容充电其次,把感应电容的电荷转移到另一个电容通过检测电荷转移量来检测电容的大小电容屏的分类•自电容–利用单个电极自身的电容–一端接地,另一端激励或采样电路•互电容–利用两个电极传输电荷–通常一端接激励,另一端接采样电路•自电容–self-capacitor–测量信号线本身的电容–优点:简单,计算量小–缺点:虚拟两点,速度慢•互电容-mutual capacitor–测量垂直相交的两根信号之间的电容–优点:真实多点,速度快–缺点:复杂,功耗大,成本高电容触控技术要点电容触控技术是利用手指近接电容触控面板时所产生电容变化的触控技术。
荧茂光学触控面板事业处营销部区域经理罗毅真表示,电容触控有两个重要电容参数,其一是手指和上层感测材质(例如ITO)之间的感应电容,其二是感测材质之间(例如ITO上下层)或感测材质与光学面板之间(例如ITO和LCD)的寄生电容。
Cypress产品经理王一杭表示,导体与导体之间会产生寄生电容,而当手指导体接近不同电压的感测导体时,也会产生感应电容变化。
电容感测效应便是如何在较大的寄生电容值(30 pico Farad;pF)下,侦测到0.1~2个pF单位微小的感应电容变化。
盛群半导体设计中心产品二处处长王明坤认为,电容触控技术较为稳定、可靠度高,藉由人体本身就是一个电容体的特性,在接触触控面板时所产生的电容变化达到感测触控效果。
Atmel市场总监Christopher Ard表示,传感器设计可以是单面ITO图形,用于最低功能性接口,例如单触摸点用于大型虚拟按钮、滑块等应用,不过更常见的实施方案是两层设计(单独的X和Y层),这便需要复杂度更高的性能和精准度。
手机电容传感器的原理与应用1. 什么是手机电容传感器手机电容传感器是一种利用电容变化来实现触摸感应的技术。
它通过检测人体电容的变化来感知触摸操作,实现对手机屏幕上的手指或者其他物体的位置感知。
2. 手机电容传感器的原理手机电容传感器的工作原理主要包括电容分布和电容变化两个方面。
2.1 电容分布手机电容传感器利用了电容的基本原理,即两个导体之间的电容与它们之间的距离、形状和相对介电常数有关。
在手机屏幕上,通常会涂覆一层透明的导电材料,如ITO导电膜,形成一个电容。
当手指或其他导电物体接触到屏幕上时,会改变电容的分布情况。
2.2 电容变化当手指接触到屏幕时,手指和屏幕之间的电容会发生变化。
手机电容传感器会监测这种电容变化,并将其转换为触摸信号。
3. 手机电容传感器的应用手机电容传感器的应用广泛,主要包括以下几个方面:3.1 触摸屏幕手机电容传感器最常见的应用就是用于触摸屏。
它可以感知用户的手指在屏幕上的位置和动作,从而实现各种操作,如点击、滑动、缩放等。
3.2 手势识别手机电容传感器还可以用于手势识别。
通过检测手指在屏幕上的移动轨迹和压力变化,可以识别出用户的手势操作,如上下滑动、放大缩小等。
3.3 近距离检测手机电容传感器还可以实现近距离检测。
通过监测用户手指或者其他物体与屏幕的距离变化,可以实现一些特殊功能,如自动亮度调节、接近耳朵时自动关闭屏幕等。
3.4 物体识别手机电容传感器还可以用于物体识别。
通过检测不同物体与屏幕之间的电容变化,可以实现对不同物体的识别,如电容笔的识别。
4. 其他相关技术除了手机电容传感器,还有其他一些与之类似的触摸技术,包括电阻式触摸屏、声纳触摸屏和光学触摸屏等。
每种技术都有自己的优势和应用场景,在不同的设备上有不同的应用。
5. 总结手机电容传感器是一种利用电容变化来实现触摸感应的技术。
它通过检测人体电容的变化来感知触摸操作,实现对手机屏幕上的手指或者其他物体的位置感知。
电容触摸感应原理与应用1.电容触摸感应基本知识首先,人体是具有一定电容的。
当我们把PCB上的铜画成如下形式的时候,就完成了一个最基本的触摸感应按键。
上图左边,是一个基本的触摸按键,中间圆形绿色的为铜(我们可以称之为“按键”),在这些按键中会引出一根导线与MCU相连,MCU通过这些导线来检测是否有按键“按下”(检测的方法多种多样,这将在后面章节中谈到);外围的绿色也是铜,不过外围的这些铜是与GND大地相连的。
在“按键”和外围的铜之间是空隙(我们可以称为空隙d)。
上图右边是左图的截面图,当没有手指接触时,只有一个电容Cp ,当有手指接触时,“按键”通过手指就形成了电容Cf 。
由于两个电容是并联的,所以手指接触“按键”前后,总电容的变化率为C% = ((Cp+Cf)-Cp)/Cp = Cf/Cp ………………公式1下图更简单的说明了上述原理。
2.电容感应触摸器件的参数选择弄清楚了上述原理后很自然的就会想到下面两个问题:①空隙d的大小应该为多少呢?即“按键”与地之间的距离为多少?d 的大小会不会影响“按键”的性能?②“按键”的大小应该为多少呢?它的形状、大小会不会影响“按键”的性能呢?为了弄清楚这两个问题,我们首先介绍公式2:在这个公式中d就是我们所说的空隙的间距,A表示的“按键”面积的大小,C表示没有手指接触按键时电容的大小Cp。
显然,空隙间距d越大,Cp越小;面积A越大,Cp越大。
已知手指触摸产生的电容范围为5~15pf,这是一个非常小的容值。
当Cp非常小时,公式1中的C%将会比较大,也就是说MCU更加容易检测到这个电容值的变化。
基于这种考虑,对于FR4 材料的PCB(1~1.5mm 厚度)板来说我们一般选取d=0.5mm,按键的面积A一般选取成人手指大小即可。
3.电路板底层的覆铜处理前面我们说的都是在电路板的顶层如何绘制触摸按键。
下面我们来看看电路板的底层如何覆铜。
首先,在电路板底层覆铜是很有必要的,这些接地的覆铜能够最大限度的降低触摸按键的噪声以及外部环境对触摸按键的影响。
电容式触摸屏的工作原理与多点触控技术电容式触摸屏作为当今最常用的触摸屏技术之一,广泛应用于智能手机、平板电脑和其他电子设备中。
它通过感应人体手指的电荷来实现触摸操作,并且可以支持多点触控技术,实现多点操作和手势识别。
本文将详细介绍电容式触摸屏的工作原理和多点触控技术。
一、电容式触摸屏的工作原理电容式触摸屏由触摸面板和控制电路两部分组成。
触摸面板一般由导电的玻璃或薄膜材料制成,上面涂有透明的导电层。
传感器阵列或电容传感芯片则作为控制电路的核心。
当手指触摸触摸屏表面时,由于人体的电荷,手指和导电层会形成一个电容。
控制电路会传递微弱的电流到导电层,此时,形成的电场会发生改变。
通过测量这个电容变化,触摸屏可以确定手指的位置。
具体来说,电容式触摸屏采用了两种不同的工作方式:静电感应和电荷耦合。
1. 静电感应:静电感应是电容式触摸屏的基本工作原理。
触摸屏上的导电层形成了一个电场,当有物体进入此电场时,导电层上的电荷会发生变化,从而检测到触摸位置。
2. 电荷耦合:电荷耦合是一种更现代化的电容式触摸屏技术。
触摸面板和导电层之间有一层绝缘层,电荷通过绝缘层传递到导电层,然后被检测到。
相比静电感应,电荷耦合可以提供更高的灵敏度和精确度。
二、多点触控技术电容式触摸屏支持多点触控技术,使用户可以实现多个手指同时操作屏幕。
这种技术的实现依赖于两种主要方法:基于电容耦合和基于传感器阵列。
1. 基于电容耦合的多点触控:在基于电容耦合的触摸屏上,屏幕表面的导电层是横向和纵向形成交叉的电容线圈。
当多个手指同时触摸屏幕时,每个手指会影响到不同的电容线圈,通过检测这些线圈的电荷变化,触摸屏可以确定多个手指的位置。
2. 基于传感器阵列的多点触控:基于传感器阵列的触摸屏将传感器分布在整个屏幕下方。
当手指触摸屏幕时,每个触摸点都可以检测到对应的位置。
通过分析多个触摸点的位置和变化,触摸屏可以实现多点触控和手势识别。
三、电容式触摸屏的优势和应用电容式触摸屏相比其他触摸屏技术具有以下几个优势:1. 灵敏度高:电容式触摸屏对触摸手势的反应速度非常快,可以实现流畅的滑动和操作。
电容触摸屏工作原理电容触摸屏是一种常见的触摸输入设备,被广泛应用于智能手机、平板电脑、电脑显示器和自动化控制系统等领域。
它通过电容传感器来监测触摸位置,实现了人机交互的功能。
本文将介绍电容触摸屏的工作原理及其相关技术。
一、电容触摸屏的基本原理电容触摸屏的基本原理是利用触摸物体与电容传感器之间的电容变化来识别触摸位置。
电容传感器由分布在触摸屏表面的导电层或导电线组成,触摸时,触摸物体(如人的手指)会改变电容传感器的电容值。
通过测量这种电容变化,可以确定触摸位置。
二、电容触摸屏的两种工作方式根据传感器结构和触摸检测方式的不同,电容触摸屏可以分为静电感应式和电容投射式两种工作方式。
1. 静电感应式电容触摸屏静电感应式电容触摸屏是最早出现的一种触摸屏技术。
它通常采用两层导电薄膜构成,一层作为传感器层,另一层作为控制电路层。
当触摸物体(即手指)接近传感器层时,电容传感器会感受到触摸物体的电荷,并通过传感器层和控制电路层之间的电容变化来确定触摸位置。
2. 电容投射式电容触摸屏电容投射式电容触摸屏相比于静电感应式有更好的灵敏度和透明度。
它采用了更复杂的传感器结构,一般使用透明导电材料构成传感器层,并利用投射电容检测触摸位置。
它的原理是通过传感器层上的行和列电极,在触摸位置形成一个电容,利用电容变化进行触摸检测。
这种技术可以实现多点触控,提供更丰富的操作体验。
三、电容触摸屏的工作流程电容触摸屏的工作流程一般包括物理层、驱动层和处理层三个部分。
1. 物理层物理层是由导电薄膜或导电线组成的传感器层,负责感知触摸物体的电容变化。
它可以分为均匀电场型和自由电场型两种。
2. 驱动层驱动层是负责对触摸屏进行扫描的部分,它根据预设的扫描频率和范围,对物理层进行扫描,并通过控制电流或电压的方式改变电容值。
常见的驱动方式包括串行驱动和并行驱动。
3. 处理层处理层是负责处理触摸信号的部分,它根据驱动层的扫描结果和预设的算法,对触摸位置进行计算和判断,并输出相应的触摸坐标。
电容式感应触摸开关专业知识触摸开关按开关原理分类有电阻式触摸开关和电容式触摸开关,在多种技术中,电容式触摸感应技术已经成为触摸感应技术的主流,在按键方案上,能为产品带来整体的外观档次提升。
电容式感应触摸开关可以穿透绝缘材料外壳 20mm (玻璃、塑料等)以上,准确无误地侦测到手指的有效触摸,保证了产品的灵敏度、稳定性、可靠性等不会因环境条件的改变或长期使用而发生变化,并具有防水和强抗干扰能力。
触摸开关按开关原理分类有电阻式触摸开关和电容式触摸开关,在多种技术中,电容式触摸感应技术已经成为触摸感应技术的主流,在按键方案上,能为产品带来整体的外观档次提升。
电容式感应触摸开关可以穿透绝缘材料外壳 20mm (玻璃、塑料等)以上,准确无误地侦测到手指的有效触摸,保证了产品的灵敏度、稳定性、可靠性等不会因环境条件的改变或长期使用而发生变化,并具有防水和强抗干扰能力。
多点触控技术分很多为种,但以下列4种较成熟。
1、“LLP(laser light plane)技术”,主要运用红外激光设备把红外线投影到屏幕上。
当屏幕被阻挡时,红外线便会反射,而屏幕下的摄影机则会捕捉反射去向。
再经系统分析,便可作出反应。
2、“FTIR(Frustrated Total Internal Reflection)技术”,会在屏幕的夹层中加入LED光线,当用户按下屏幕时,便会使夹层的光线造成不同的反射效果,感应器接收光线变化而捕捉用户的施力点,从而作出反应。
3、“T oughtLight技术”,运用投影的的方法,把红外线投影到屏幕上。
当屏幕被阻挡时红外线便会反射,而屏幕下的摄影机则会捕捉反射去向。
再经系统分析便可作出反应。
4、“Optical T ouch技术”,它在屏幕顶部的两端,分别设有一个镜头,来接收用户的手势改变和触点的位置。
经计算后转为坐标,再作出反应。
与传统开关相比电容式感应触摸开关不需要人体直接接触金属,可以彻底消除安全隐患,即使带手套也可以使用,并且不受天气干燥潮湿人体电阻变化等影响,使用更加方便。