1831年,法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)。他發(fā)現(xiàn),導(dǎo)體在穿過磁場時產(chǎn)生與移動速度直接成正比的電壓:導(dǎo)體移動速度越快,電壓就越高。現(xiàn)在,感應(yīng)式近接傳感器使用法拉第的電磁感應(yīng)定律,無需實際接觸傳導(dǎo)材料就能檢測到它們的距離。然而,這些傳感器的zui大不足之處是它們只能檢測金屬導(dǎo)體,并且不同類型的金屬對檢測范圍也會帶來一定影響。 另一方面,近接電容式傳感器遵守同一原理,但是能夠檢測具有傳導(dǎo)性的任何事物或不同于傳感器電極環(huán)境介電性能的任何事物。隨著人機界面設(shè)計更多地采用觸摸面板來可靠地響應(yīng)命令,近接電容式傳感器變得越來越普及?,F(xiàn)在在大量不同的控制面板應(yīng)用中,飛思卡爾的先進的MPR083和MPR084近接電容式觸摸傳感器控制器能夠取代開關(guān)和按鈕。MPR083 器件支持8方向旋轉(zhuǎn)界面,而MPR084 器件則能夠控制多達(dá)8個觸摸板。 
近接電容式傳感器概述 近接電容式傳感是一項支持觸摸檢測的技術(shù),它通過測量電容和展示電容變化來反映周圍材料的變化。某些傳感器通過生成電場并測量該電場所遭受的衰減,進而測出變化。與感應(yīng)式傳感器不同的是,近接電容式傳感器能夠檢測具有傳導(dǎo)性的任何事物或不同于傳感器電極環(huán)境介電性能的任何事物。它們是出色的觸摸板支持工具,由于我們?nèi)梭w的主要成分是水,具有很高的介電常數(shù);并且我們體內(nèi)包含離子物質(zhì),這使得人體成為很好的電導(dǎo)體。 在近接電容式傳感器中,飛思卡爾使用了多種技術(shù)。MC33794、MC33941和MC34940產(chǎn)品系列在傳感器集成電路(IC)中包含振蕩器電路,以生成高純度、低頻率5V正弦波,并由39000歐姆負(fù)載電阻器進行調(diào)節(jié)。這個AC信號被饋入復(fù)用器里,復(fù)用器然后將信號定向傳輸?shù)竭x定的電極/參考引腳或內(nèi)部測量節(jié)點上。IC自動把未選的節(jié)點連接到電路接地中,充當(dāng)創(chuàng)建電場電流所需的返回路徑。 
當(dāng)物體(例如我們高度絕緣和導(dǎo)電的身體上的一個手指)靠近金屬電極時,就形成了一條電路徑,從而導(dǎo)致電場電流發(fā)生變化。正常情況下,傳感器測量產(chǎn)生電的電場中的AC阻抗,并且將將測量轉(zhuǎn)化成DC輸出電壓。帶有模數(shù)控制器(ADC)的外部微控制器然后會處理這個信息,以執(zhí)行任意數(shù)量的功能,例如與觸摸板控制面板相關(guān)的功能。但是,我們更先進的MPR083和MPR084近接電容式觸摸傳感器控制器則通過帶定制尋址的內(nèi)置集成電路(I2C)生成數(shù)字輸出,因此不需要外部ADC。 |