新一代人机端口电容式触摸感应芯片

可能你会对“电容式触摸感应”这名词感到陌生，但如说就像“iPod”上的圆型触控面板，LG的“巧克力”手机上的触控按钮，还有一些电磁炉的面板，可能会马上明白。多谢这些产品令用户开始接触此类新的人机端口，也令半导体行业对此类蕊片需求关注起来。其实市场是有此类需求的。首先，传统按键的设计总会有空隙，以致有入水的机会，令控制板失灵，如用上“触摸感应”的按键面板上，没有空隙的一体化的面板，容易清洁。另外，“触摸感应”对产品设计师来说是一个喜讯，因产品按键的大小或数量不受制于模具，按键布局完全取决于PCB的设，就是说，同一模具可以因PCB的设计而有不同的按键布局。

本文引用地址：优势

“电容式触摸感应”不一定是按键，可以设计成“滑条”(Slide Bar)或是其他形状。比如ATLAB的ATA2508芯片内置了最多十二个可编程I/O，可以设定成跟按键相配对的指示灯，指定型号内甚至有蜂鸣器驱动口，用作产生按键提示音。ATA2508的工作电流约为100uA，待机电流为60uA，休眠电流为0.1uA，功耗是其他品牌的十分之一，但却能提供每秒五千次的取样率，差不多是其他品牌的二十五分之一。由于是差分式输入，而且按键的旁边不需有接地，因此，即使是把水倒到按键面板上，也不会有误动作。每个按键可独立设定灵敏度：设定得愈小，就愈灵敏。相反，设定得愈大，就愈迟钝，对于厚度不一致的外壳，能独立作出调整。ATA2508在不同射频下(如900M~2.4GHz)都能正常工作，可以承受HMB mode: 8kV, Set mode 15k 的ESD。而有些应用内有AM收音机，它也不会对收音机产生干扰。即使天气冷热，湿度高低，都能维持设计好那时的灵敏感，这也是因为有自动阻抗调整功能。针对不同应用的需求，ATALAB 提供了有单键 / 双键 / 所有键输出模式。工作电路用了极少的零件，只需要几颗电阻电容，就能完成工作电路。

手感：跟传统按键比较，“触摸感应按键”面对最大的困难，就是不实在，没有按键的感觉，没有手感。举个例子，很多人打手机时，根本不需要看着数字键，已能确定数字键的位置；计算机上的键盘也是。这就是因为习惯了按键的感觉，所以这类应用是不合适的。但其他应用，也会出现没有手感的问题，不过很多产品工程师会在设计时，在按键动作出现时，配上LED或加上蜂鸣器，表示已按键。ATLAB ATA2508特别为此类问题而特别设计了最多十二个I/O口 (指定型号)，和用作驱动蜂鸣器的引脚 (指定型号)。

按键面板材料：十分简单，基本上只要是非导电的物质，都可以用作“触摸感应按键”的外壳材料，但问题在于印刷面板上按键图标和文字的颜料，如颜料之中用了一些含有导电成份的物质，那么就会完全影响了按键的效果，例如一开机，就已有按键给按下。

按键跟芯片的距离：最好是把芯片按键做在同一块PCB板，如果距离太远，PCB走线太长，会增加收到噪声的机会，而且会使整体的按键的阻抗值不匹配。老产品配合触摸感应按键：有些已经是成熟的老产品，本来的表键是用MCU的A/D来读电阻梯型式的按键，如想要加上触摸感应按键，但由于MCU部份可能不能改，所以无法直接换进去。如真的要用，可能要要加上一粒MCU来实现，或是用ATA2508提供的I/O输出作按键输出。

解决方案

威雅利公司推广ATA2508触摸感应芯片已有一段时间，做了不少参考设计，例如配合MCU做出一个完整方案，现在可以配合客户的设计需求，帮手布板。准备：如想为你的产品做“电容式触摸感应”按键，有些数据一定要先确定下来。例如外壳大小，镙丝孔位置，PCB的大小，按键的大小、形状、数量。面板的材料和厚度。PCB的型式，可以是单层/双层、软质PCB (又称FPC)、又或是薄膜 (ITO)。

参数调整： ATA2508的外围电路十分简单，大部分的设定都是通过I2C对指定地址设定，简单的灵敏度调整，都是通过改变ALPHA值，而过滤跳动时的误动作则需要改变BETA值，BETA值可以看成是一个门坎值，此数值一般都必需少于ALPHA 值。另外，还有Reference Delay，Integration Time，和Strength Threshold。最后关头才需要的外加电容：多数情况下，通过参数调整已足够做出效果不错的“触摸感应按键”。但有一些情况会需要加上某些按键加上电容，例如其中有一个按键与众不同，面积较其他的大很多、或是小很多。

简单测试：防水测试，把一些水倒在覆盖按键金属面的面板上，测试有否按键被误触发；电话干扰测试，把正在拨出电话的手机放近按键板的面板上，看看是否会被误触发。收音机测试；有些产品内有收音机部分，测试收音机会否被干扰。(ATLAB都可以通过以上测试)

应用分享

已计划或现正使用“电容式触摸感应”的产品多不胜数，比如如下几个方面。

洗衣机

传统的洗衣机的面板都是一些机械式按键，这些按键的使用次数不多，每次使用时，只是设定某些洗衣程序再按开始就可以了。而且，放洗衣精、洗衣液，或柔顺剂的时候, 总有不小心的时候，可能会把这些东西淋了在面板上，时间长了，渗入了按键内，甚至影响电路板工作。而用“触摸感应”方法的话，按键是做在面板上，跟主机一体化，清洁容易，而且有防水功能，不只是“触摸感应”按键，甚至可把洗衣机常见的“旋动选择”改成“触摸感应旋动选择”。

电磁炉

因电磁炉的高效加热原理十分之高效率，十分适合火锅或是烧水。电磁炉的按键一般都落在前方的表面。而这两种应用中，都涉及到“水”，尤其是当电磁炉用于火锅的时候，经常看到有人会不小心把“汤”浇在面板上，如果用传统的机械式按键，相信渗进电路板的机会很大。而ATA2508的防水功能，就十分合适。

电视

现在的电视，通常都用红外线遥控器，用家真的很少走到电视前去按面板的功能键，所以如果面板用了“触摸感应”方式的按键的话，可以节省了按键的成本，因只要把有按键形状的PCB线路板贴在面板内，就可以有按键，这样做也可以令同一模具有不同的按键布局。(备注:防水功能: 即使有水在按键上面都不会出现误动作，而在按键上有水的情况下按下按键，仍是正确的反应。)

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