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  • 适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南

    • ZHCAC51A February   2017  – February 2023 LDC2112 , LDC2114 , LDC3114 , LDC3114-Q1

       

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  1.   适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南
  2. 1机械设计
    1. 1.1 工作原理
    2. 1.2 按钮结构
    3. 1.3 机械偏转
    4. 1.4 影响灵敏度的机械因素
      1. 1.4.1 目标材料选择
        1. 1.4.1.1 材料刚度
        2. 1.4.1.2 材料导电性
      2. 1.4.2 按钮几何形状
      3. 1.4.3 目标和传感器之间的间距
    5. 1.5 触控按钮层堆叠
      1. 1.5.1 导电表面
      2. 1.5.2 非导电表面
    6. 1.6 传感器安装参考
    7. 1.7 传感器安装技术
      1. 1.7.1 基于粘合剂
      2. 1.7.2 基于弹簧
      3. 1.7.3 基于插槽
    8. 1.8 机械隔离
  3. 2传感器设计
    1. 2.1 概述
      1. 2.1.1 传感器电气参数
      2. 2.1.2 传感器频率
      3. 2.1.3 传感器 RP 和 RS
      4. 2.1.4 传感器电感
      5. 2.1.5 传感器电容
      6. 2.1.6 传感器品质因数
    2. 2.2 电感式触控
    3. 2.3 LDC211x/LDC3114 设计边界条件
    4. 2.4 传感器物理结构
      1. 2.4.1 传感器物理尺寸
      2. 2.4.2 传感器电容器位置
      3. 2.4.3 屏蔽 INn 走线
      4. 2.4.4 屏蔽电容
      5. 2.4.5 CCOM 容值调整
      6. 2.4.6 多层设计
        1. 2.4.6.1 传感器寄生电容
      7. 2.4.7 传感器垫片
      8. 2.4.8 传感器加固基板
      9. 2.4.9 跑道式电感器形状
    5. 2.5 示例传感器
  4. 3总结
  5. 4修订历史记录
  6. 重要声明
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APPLICATION NOTE

适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南

本资源的原文使用英文撰写。 为方便起见,TI 提供了译文;由于翻译过程中可能使用了自动化工具,TI 不保证译文的准确性。 为确认准确性,请务必访问 ti.com 参考最新的英文版本(控制文档)。

1 适用于 HMI 按钮应用的电感式触控系统设计指南

“电感式触控系统设计指南”概述了适用于人机界面 (HMI) 按钮应用的典型传感器机械结构和传感器电气设计。“机械设计”一章讨论了影响按钮灵敏度的几个因素,包括金属选择、传感器几何形状、目标到线圈距离对灵敏度的影响以及机械隔离,还提供了两个用于电感式触控按钮的通用层堆叠选项。“传感器设计”一章重点介绍了柔性 PCB 传感器的电气要求和实现出色灵敏度的注意事项。

1 机械设计

实现有效的电感式触控解决方案需要适当的系统机械设计和匹配的传感器设计。机械设计应考虑材料属性、按钮几何形状以及传感器结构和安装方式。以下各节将分别讨论这些主题。

1.1 工作原理

要与电感式线圈传感器保持固定距离,可考虑扁平金属板,如#T4726003-1 所示。如果对金属板施加力,金属会略微变形。例如,对 15mm × 15mm × 1mm 的铝板施加 1N(大约为计算机鼠标的重量)的力时,会发生大概 0.2µm 的变形。这样的变形会使板的另一侧更靠近 LDC 传感器。在撤除作用力后,该按钮表面会恢复至原始形状。

当导电材料靠近电感器时,磁场会在导体表面感应出循环涡流。涡流是导体的距离、尺寸和成分的函数。如果导体向电感器偏转(如#T4726003-1 所示),将产生更多涡流。

GUID-D8F062CB-A1C5-44DD-ABF8-CC34BF1B3FCB-low.gif图 1-1 金属偏转

涡流会产生自己的磁场,这与电感器产生的原始磁场相反。这种效应会降低系统的电感,从而增加传感器频率。当导电目标靠近传感器时,它们之间的电磁耦合会变得更强。因此,传感器频率的变化也更加显著。

 

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