智能门锁：触摸设计注意事项

在智能门锁的触摸方案中，有电感触摸、电容触摸和机械按钮触摸。根据成本、方案成熟度和结构空间限制，电容式触摸已成为智能门锁触摸的首选。在阅读本文之前，可以查看电容式触摸的基本原理。

触摸设计注意事项：覆盖层选择、电磁兼容性、PCB布局走线

覆盖物选择

考虑覆盖材料选择的关键因素：电容耦合性能(介电常数)

材料需要注意的是，介电常数越高，手指与传感器板之间的电容耦合性能越好。除空气和木材外，以下材料适用于覆盖材料。

结构必须注意的是，尽量不要在传感器和覆盖材料之间留下间隙，因为间隙可能会聚集水，当温度突然变化时，水可能会聚集在传感器表面，导致异常接触。

厚度必须注意的是，不同材料的触摸芯片会有最大的覆盖厚度限制。例如，大多数芯片方案玻璃的最大厚度必须控制在3mm超过此厚度后，触摸灵敏度显著降低。

电磁兼容性（EMC）

电磁兼容性与材料、结构、电路设计有关；

材料以下是一些常用材料12kV ESD在结构上，避免触摸板与外界直接物理接触；

电路设计参考以下几点：

1. 在触摸芯片VDD与GND并联放置0.1uf尽可能接近芯片电源的电容、起退耦和旁路功能；

2. 适当增加触摸按钮通道匹配电阻，如在芯片端附近串联100Ω电阻可以降低脉冲电平边缘的陡峭程度谐波。匹配电阻是否需要预留具体参考芯片推荐设计；

3. 铺地时，将触摸焊盘与芯片之间的接线包裹起来，吸收电磁辐射。此外，如果在焊盘背面铺设，可以采用网格铺设的方式，既保证了灵敏度，又提高了抗干扰能力。对于不同芯片的设计效果，可能会推荐一些方案

PCB布局走线

1. 尽量减少接线和触摸传感器的寄生电容器。当接线缩短变窄时，接线电容器会变小。为了调整接线电容器，一些芯片会在芯片端预留电容器位置，以调节灵敏度；

2. 查看芯片的推荐值，以查看接线宽度和间隙sypress Capsense以推荐为例：线路不得大于7mil（0.18mm），布线必须围绕网格接地，布线与接地之间的间隙介于 10 mil 到20 mil（0.25 mm 到 0.51 mm）之间；

3. 为避免信号串扰，不要在通信线路附近行走。如果必须交叉，则需要确保交叉点呈直角

4. 为了减少接线长度，过孔可以放置在传感器的导电片上

5. 接地时，在感应板的顶层和底层填充接地层。对于现场和网格地，包括网格地和间隙，由于现场和太密集GND它会增加电容，相对降低灵敏度，因此需要在保持良好的触摸信号和提高系统抗噪能力之间进行权衡。以sypress capsense以推荐为例，网格接地规格为:顶层25%(7) mil 线路， 45 mil 间距）和 17%在底层（7 mil 线路， 70 mil 间距）

6. 在选择芯片时，您可以注意是否支持接近感应功能。接近感应功能可以在手指接触覆盖材料之前打开快速检测功能，水滴引起的误触发可以通过添加屏蔽电极来屏蔽。

参考文献：

《Getting_Started_with_CapSense》

《CY8CMBR2044_CapSense_Design_Guide》

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