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[FAQ] [参考译文] [常见问题解答]发光的电感式触控按钮

Guru**** 608155 points
Other Parts Discussed in Thread: LDC3114-Q1, LDC2114, LDC2112, LDC3114
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/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1174171/faq-illuminated-inductive-touch-buttons

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您如何实现需要点亮的电感式触控按钮?

  • 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。

    有关电感式触控按钮的基本信息、请参阅 《如何开始使用电感式触控按钮》E2E 常见问题解答。

     

    照明电感式触控按钮与普通触控按钮类似、但应牢记几个不同的注意事项。 当目标表面靠近传感器线圈时、PCB 布局中传感器线圈旁边的 LED 不会显著影响按钮性能。 对于按钮应用、我们建议将目标距离保持在线圈直径的20%以下、这样 LED 不会对线圈产生的磁场产生太大影响。  

    在外部触摸表面不导电的情况下、一种实现方法是在导电目标和触摸表面之间使用照明导轨。 照明导轨可以是任何能够很好地分散光线并且不占用大量空间的材料。 这种机械堆叠的示例如下所示:

     

     

    此实现方案的问题在于使目标、导轨和触摸表面保持足够薄、以便金属目标在按下时仍存在偏转。 更厚和更刚性的层将需要在按钮表面施加更大的力才能检测到按压事件。 LDC2112、LDC2114、LDC3114和 LDC3114-Q1等器件的按钮算法中包含一个增益设置、该设置有助于调整更刚性的按钮、但传感器上的任何噪声也会因增益而增加。 保持目标层较薄的一种方法是为此层使用铜或铝带等材料。

     

    另一种方法是将照明导轨置于金属目标下方。 这要求金属目标具有光照穿透的切口。

     

     

     

    此实现允许金属目标为外部表面、但镂空的形状可能会影响金属目标上涡流的形成、从而降低目标和传感器线圈之间的耦合。 这就是为什么保持较小的镂空很重要的原因。

     

    我要提到的最后一种实现是将 LED 置于传感器线圈的中心。 这将要求传感器线圈的内径足够大、足以容纳 LED、并且电路板具有足够多的层、能够将 LED 迹线布置在线圈下方。 最好在线圈和布线之间放置一层带有 LDC2112、LDC2114、LDC3114和 LDC3114-Q1器件的 COM 平面。 例如、在四层电路板中、顶部的两层将容纳 LED 和传感器线圈、第三层将具有 COM 平面来屏蔽线圈、第四层将具有来自 LED 的迹线、如以下层叠所示:

     

    在这种情况下、务必使金属目标靠近、以便将 LED 对目标和传感器线圈耦合的影响降至最低。 由于涡流形成金属目标上的环形、因此只要孔与线圈尺寸相比不会变得过大、在中心放置一个孔仍允许涡流形成。 为了强调这一点、下图显示了在圆形传感器线圈上方的方形目标上形成的仿真涡流:

     

     

     

    在改变目标距离的同时仿真传感器线圈的频率、可以了解目标与线圈交互的预期频率变化。 从此处开始、一个孔被引入到方形目标中并改变尺寸、以生成下图所示的一系列曲线。 这些仿真是使用6mm 4层线圈完成的。

     

    随着孔尺寸增大、目标相互作用产生的频率变化会减小。 因此、保持孔较小对于从传感器和目标交互中获得最佳结果非常重要。

     

    为了进一步了解在电磁仿真中添加 LED 的影响、以下是在线圈中间添加和不添加 LED 的情况下对线圈的比较。 该仿真使用2层线圈、其中 LED 位于中心、LED 的走线向下拉至 PCB 的第4层。

     

     

    此图显示、LED 中的金属对电感式传感器线圈和金属目标之间的机电耦合的影响极小。 这些结果是一种理想的情况、不考虑 LED 布线上的任何噪声或开关频率。

    此致、  

    Justin Beigel