如何為爐灶增加電容式觸控功能

在“設計與功能相結合”的市場號召下，電容式觸控技術迅速地在電子設備領域得到了應用。想象一下，你的爐灶上有一個“隱形”的觸控界面，而當你靠近時背光就會自動開啟，觸控按鈕就呈現在你眼前。

許多爐灶摒棄了傳統的旋鈕和按鈕，轉而采用電容式觸控，實現了現代設計并解決了功能性問題，包括可靠性、可用性、環境影響、設計自由度、與復雜設備形狀的一致性、可制造性、價格和易用性。

如果給爐灶增加電容式觸控功能，勢必會衍生出一系列獨特的挑戰。首先，觸控鍵設置在很靠近工作區的平面上，而觸控鍵的正常操作條件包括：

·需要清潔。

·廚房用品可能會擱置在傳感器上。

·可能會發生液體飛濺，甚至整個表面被液體沾濕。

·用戶需戴著手套操作。

·按鈕位于厚玻璃覆層（>4 mm）下方。

TI的CapTIvate?技術為解決這些問題提供了工具和方法，并能夠讓爐灶系統輕松靈活地適應新設計（及相關挑戰）。

CapTIvate技術作為外設模塊被集成于某些MSP430? 微控制器（MCU）。CapTIvate微控制器（MCU）可實現自動的電容式觸控檢測，無需占用大量中央處理器。在檢測到接近或有效觸控后，CPU會運行對應的應用程序并執行任務，例如：重新校準以及控制觸覺、聽覺或視覺反饋。這使模塊化觸控概念成為了現實，可以重復應用在不同版本的應用程序中或在獨立于主機控制器的新設計中。

CapTIvate技術可以靈活地通過軟件輕松更改配置和功能，最大限度地縮短了產品的上市時間。該技術可支持按鈕、滑塊、滾輪和接近傳感器的設計，以及在同一設計中使用自電容和互電容觸控技術。

對于爐灶而言，避免因液體、物體或噪音引起的誤觸控操作是非常重要的。CapTIvate技術可以提供硬件和軟件解決方案來解決這些問題。在正常操作中，用戶只能按規定流程同時觸控一到兩個按鈕。在任何其他情況下，比如在清潔過程中同時觸控多個按鈕，或者有人倚靠在觸控區域時，軟件會檢測到這些未規定的觸控動作并阻止系統誤觸發。

為了防潮，CapTIvate技術還采用了保護通道。保護通道是一個獨立的電極，靈敏度更高，圍繞著印刷電路板（PCB）上的所有按鈕。該防護能檢測到任何未規定的觸控操作，軟件也可以借此防止誤觸發。

除了簡化生產過程，還有一點十分重要，廠家需要將印刷電路板和玻璃表面之間的組裝誤差控制在小而穩定的范圍里。在爐灶中，金屬彈簧或導電填料可以填補印刷電路板和覆蓋層之間的氣隙。圖1和圖2所示為使用金屬彈簧將傳感電極從印刷電路板抬升到覆蓋材料。

玻璃覆蓋層

圖1：爐灶中使用的典型堆疊示例

圖2：帶有4毫米透明玻璃表面和金屬彈簧的觸控界面示例

此外，電噪聲魯棒性也是電容式觸控應用在爐灶的關鍵要求。根據IEC61000-4-3和IEC61000-4-6的標準要求，MSP430FR2675和MSP430FR2676微控制器能夠簡化電磁兼容性認證程序。