电容式触摸传感器原理

　　电容式触摸检测经由过程闭合导电物体（比方手指）而产生的电极处的电容变迁。电容的传感要领有多种。本项目采用了电容表中应用的积分要领。电容Cx的变迁异常小，约为1pF至10pF，但由于电容表已达到20fF的计数分辨率，是以能够轻松检测到。依据道理，被检测物体必需接地以构成 Cx 电路。然而，纵然人体与空中断绝，它也能失常事情。能够认为是如下缘故原由。

　　拥有必定表面积的导电物体拥有自电容。详细而言，C = 4πε 0 r，此中，球形时，ε 0为真空介电常数，r为半径。人体大约有 依据 ESD 测试人体模子，自电容为 100pF。与 Cx 相比，这曾经足够大了。是以，纵然人体没有接地，也能够被认为是接地导体。当然设置装备摆设也需求有地线或许相当于人体的自电容。然而，它经由过程种种杂散电容与大地或人体耦分开构成Cx电路。
　　检测器电极（触摸地区）是一块搁置在 PCB 上的 10mm 方形铜板，并遮盖有绝缘层（Kapton 胶带）。 接纳带有 1M 欧姆上拉电阻的 ATtiny2313。失常状态下的积分时候由上拉寄存器的值以及端口和电极上的杂散电容抉择。当用手指触摸电极时，积分时候增添而且能够检测到触摸。实践的积分时候酿成几μs到几十μs。
　　起首，校准每一个点（因为Cs失掉参考时候），而后开端以恒定周期扫描。当积分时候增添并跨越阈值时，判别为“检测到”。阈值需求有通畅，不然半触摸时输入将不稳固。每一个点的丈量时候即是积分时候，是以能够异常快地实现。
　　电容计经由过程模仿比拟器和输出捉拿功能以一个时钟（100ns）的分辨率丈量积分时候。然而，该性能并非在所有 I/O 引脚上都可用。为了在任何 I/O 引脚上完成触摸传感器，积分时候经由过程软件轮询来丈量，分辨率变成 3 个时钟（375ns）。失常状态下计数次数在80次摆布，关于触摸 来讲曾经足够了。
　 　论断
　　是以，我能够确认电容式触摸传感器能够轻松地在通用 上完成。为了保障精良的运转，塑料覆盖层的厚度可达 1 毫米（取决于介电常数）。当ATtiny2313用于触摸传感器模块时，它能够有15个触摸板。本项目应用的操纵步伐仅供试验应用，并未在嘈杂、湿润等邋遢环境下举行测试，是以实践使历时大概需求任何抗噪声算法。