電容式觸摸傳感器開關在白家電等市場應用案例分析

　　表1：LC717A系列電容觸摸傳感器的規格及特性

　　LC717A系列是單芯片電容投射式觸摸傳感器方案，工作電壓范圍為2.6至5.5 V，電流消耗低于1 mA。這系列器件內置乘法器，使用差分電容檢測技術來檢測距離及觸摸動作，能夠檢測飛法拉級的電容變化。其中，LC717A00AR/AJ包含8個輸入通道（見圖3），而LC717A10AR/AJ則包含16個輸入通道。以LC717A10AR為例，這器件是LC717A系列的首款產品，簡化以電容式觸摸傳感器替代機械式開關，用于家電、影音設備、計算機外設及汽車儀表盤等應用。LC717A00AR包含8路電容感測輸入及8路數字輸出，使用專有的差分電容感測技術，能夠提供高靈敏度及高噪聲抗擾度。內置邏輯電路檢測每路輸入的導通/關閉（ON/OFF）狀態，并輸出適當的結果，且不需要任何額外元器件或控制軟件。LC17A00AR除了可以作為獨立器件工作，還支持使用外部微控制器（MCU）通過可以配置用于I2C或SPI工作的內置串行接口來調整參數。

　　圖3：a） LC717A00AR/AJ框圖（左側）；b） 差分電容檢測技術提供更高的噪聲抑制能力（右側）。

　　在白家電等應用中使用LC717A系列觸摸傳感器開關替代機械式開關

　　觸摸傳感器開關不同于機械式開關，只須觸摸來執行開關操作，目前常用于許多燈具和壁式開關、有平坦外表的電冰箱和電飯煲等白家電，以及公用計算機終端等等。觸摸傳感器開關使用戶能以滑動或轉輪的方式來啟用開關，提供比機械式開關更靈活的設計及更直觀的用戶接口。LC717A系列觸摸傳感器開關能夠直接連接至常見MCU并執行獨立操作，因此非常易于使用，不像其它帶內置MCU的觸摸傳感器要求額外培訓及編程時間。

　　機械式開關結構簡單，但機械元件的使用壽命有限。相比而言，觸摸傳感器開關技術提供極佳耐久性， 可以省去機械磨損問題。相比較而言，觸摸傳感器開關不需按鍵，不單減少磨損問題，還使設計人員能夠在電氣元件外增加外層材料作為保護屏障。故觸摸傳感器開關易于清潔，且顯著減輕開關受潮濕、水、油或灰塵等的影響。

　　使用機械式開關的一項優勢是以物理反應使用戶感到開關正導通或關閉。而使用觸摸傳感器時，用戶僅觸摸屏幕或輸入板來導通開關，通常不會感到開關的物理反應，因而用戶并不總是知道是否啟用了開關。由于此項顧慮，設計人員可能需要為觸摸開關器件加配特性，如光、聲或另種形式物理反應，以顯示開關已被啟用。這將增強設計元素及終端應用的功能，產生更積極的用戶反應。

　　圖4：在廚房攪拌機等白家電應用中，一個觸摸傳感器開關能替代多個機械式開關。

　　像LC717A00AR這樣的觸摸傳感器開關由于具有高靈敏度，可以置于密封空氣、防塵及防水玻璃護罩的背面，這在廚房攪拌機等可能經常沾染液體和灰塵的應用中尤為有用，還非常適合于洗衣機、電冰箱等應用。在廚房攪拌機應用中，設計人員能僅以1個觸摸傳感器開關（如LC717A00AR）來替代8個機械式開關，如圖4所示。

　　市場上有些觸摸傳感器方案在厚玻璃層后或在元件之間氣隙太大的情況下難以有效工作。安森美半導體創新的LC717A系列觸摸傳感器開關技術得益于高靈敏度性能，消除設計人員在氣隙及材料厚度、響應速度方面的設計顧慮，讓設計人員能夠更快地構建及應用設計。基于LC717A00AR構建的演示電路板演示，設計人員可以自如地操作觸摸傳感器開關功能，即便隔著厚材料、大氣隙，甚至是戴著多層手套，見圖5。