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[参考译文] MSP430FR2522:CapTIvate 接近电池系统感应距离非常低

Guru**** 1831540 points
Other Parts Discussed in Thread: LDC2114
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/msp-low-power-microcontrollers-group/msp430/f/msp-low-power-microcontroller-forum/703339/msp430fr2522-captivate-proximity-battery-system-very-low-sensing-distance

器件型号:MSP430FR2522
主题中讨论的其他器件:LDC2114、Strike

您好!

在我们的 HMI 中、我们使用 CapTIvate 接近传感器。

我们的面板尺寸为7cm x 7cm、由电池驱动(3x 3V 钮扣电池)

我附上了该面板的图。

我们的目标是实现5cm 的感应距离。  

我们尝试了8种不同的传感器布局(不同的传感器尺寸、不同的 GND 布局、屏蔽等)

我们的问题是、只要我们使用纽扣电池作为电源、我们就根本无法到达距离。

当我们通过 UART 调试系统时、传感距离会更好。

因此、我们认为我们的问题是、如果我们使用纽扣电池、GND 基准会损坏。

您是否具有小型纽扣电池驱动型接近器件方面的经验?

是否有方法改进 GND 基准?

非常感谢、

Clemens Zintgraf

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    您好 Clemens。

    我不感到惊讶。 在调试时、您具有良好的接地连接、可以接地回接地。 在电池上运行时、您的电路接地现在松散地耦合到接地、而随着您的手接近、对电容变化的敏感度也会降低。

    这是一种"手持"设备、还是安装在墙壁上或坐在桌子表面等的设备 ?
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    尊敬的 Denis:

    感谢您的回答。

    遗憾的是、它不是"手持"设备、而是像您说的那样安装在墙上(通过胶带或螺钉)。

    • 那么、您认为我们不会达到4到5厘米的目标吗?
    • 是互接近传感器吗?
    • 使用 LDC2114的基于谐振的电容式感应是否是更好的选择?

    非常感谢、

    Clemens Zintgraf

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    大家好、Clemens、

    您可能会在某些方面尝试提高灵敏度。 最重要的是减小通常由接地层产生的寄生电容。 7cm x 7cm 是接近电极的尺寸还是产品的尺寸? 您是否有接地平面?
    您的 conversion 数和 conversion 增益设置是什么?

    自电容肯定比相互电容更敏感、因此请保持这一状态。

    最后、是的、LDC2114具有更高的灵敏度、但需要 MCU。
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    尊敬的 Dennis:

    7cm x 7cm 是 PCB 的尺寸。 9cm x 9cm 是原型切割的尺寸。

    接近电极是一个大约6cm x 6cm 的回路(我们尝试了1mm 和3mm)。

    我们已经使用非常高的 conversion 计数(1300)和 conversion 增益100。

    对于 LDC2114、使用纽扣电池也会降低灵敏度吗?

    此致、

    Clemens Zintgraf

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    是的、遗憾的是、这对没有良好接地耦合的应用来说是一种回退。 我不太了解 LDC2114、因此我建议为 LDC 布置一个不同的线程。
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    [引用 user="Clemens zintgraf"]是否有改进 GND 基准的方法?

    在电池供电系统中、系统没有接地参考。

    因此、您的感应区域必须分开以提供感应板和接地板。  

    尝试1/2分离板或4板检查板  

    对于1/2分割,请尝试1/3接地板、1/3空间、1/3感应板。

    Peter

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    您好、Peter、

    感谢您的回答!

    我不确定您的意思。

    您是说传感器内部应该有 GND 吗?

    您可以添加一张草图吗?

    此致、

    克莱明

     

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     [引用 user="Clemens zintgraf"]我们的面板尺寸为7cm x 7cm、由电池驱动(3x 3V 按钮电池)

    我要将上面的面板分为3  个23毫米 x 70毫米的区域。

    左侧区域接地。 (蓄电池负极)

    中间的区域只是空间、没有金属  

    右侧区域连接到您的电容传感器输入端。

     在2个导体板之间留出空间的想法是为了防止电场在传感器板附近走一条较短的路由。  

    这与磁力线类似。 ( 磁性记录头间隙)

    Peter

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    大家好、Clemens、

    已经有几天了、想知道 Peter 的建议是否对您有所帮助?
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    您好!

    谢谢 Peter 和 Dennis。

    遗憾的是、我们的 PCB 上没有这样的位置来实现这样一个校验板。

    我们尝试使用镀铬框架作为传感器。 这种方法效果非常好、可以接近3到6厘米。

    您是否具有可暴露在用户手中的电容式接近传感器的相关经验?

    这是否可能由于 ESD (4kV 接触放电8kV 空气放电)而发生故障?

    此致、

    克莱明

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    大家好、Clemens、

    如果您考虑一下、使用直接连接到 MCU 引脚的外露电极会违反良好的电气设计原理、只会产生问题。

    为了实现稳健可靠的设计、强烈建议使用覆层来隔离电极并最大限度地减少 ESD 放电击电极的机会。 不过、如果您必须将外露框架用作电极、我强烈建议您包含一些专用类型的 ESD 保护器件、例如 TVS 和串联电阻、470至1000欧姆。  依赖 MCU 的内部 ESD 保护二极管随时间推移提供唯一形式或保护可能不明智、并可能导致早期故障。 此外、ESD 冲击产生的强电场会破坏电容测量。

    在我看来、如果您将此设计用于产品、我会想两次、并找到另一种方法来实现这一目的。  如果您只是进行实验、您可能还可以。

    以下 是有关 EMC 设计的有用信息。

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    大家好、Clemens、

    自您上次响应以来已经有一段时间了、因此我假设您已经解决了您的问题、我将关闭此主题。
    如果情况并非如此、并且您需要其他帮助、则可以重新打开同一个线程。