一直以來(lái)，我們持續(xù)研究穿透式玻璃觸控應(yīng)用，終于成功作出改進(jìn)。通過(guò)采用MSP430?微控制器(MCU)和CapTIvate?技術(shù)(MSP430FR2633)，我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)光二極管(LED)和液晶顯示器(LCD)的按鈕點(diǎn)擊控制，而不再是不僅僅局限在通過(guò)玻璃實(shí)現(xiàn)低功耗觸控的參考設(shè)計(jì)(TIDA-00343)所描述的按鈕感應(yīng)功能。圖1是帶LCD的穿透式觸控玻璃參考設(shè)計(jì)(TIDA-00494)的方框圖。

圖1：LCD參考設(shè)計(jì)方塊圖(TIDA-00494)

如果您回想我之前的博文就會(huì)了解過(guò)程設(shè)備操作人員每天都需要通過(guò)鍵盤(pán)實(shí)現(xiàn)編程功能。該鍵盤(pán)封裝在帶有厚玻璃窗的擰緊式防爆金屬外殼內(nèi)，本地讀數(shù)通過(guò)LCD顯示。

工廠自動(dòng)化和過(guò)程控制設(shè)計(jì)師一直努力找尋能夠讓操作人員無(wú)需花時(shí)間打開(kāi)外殼就能與防爆現(xiàn)場(chǎng)傳送器實(shí)現(xiàn)交互的方法。

讓我們想想有哪些現(xiàn)有的技術(shù)能夠解決這一問(wèn)題：

紅外技術(shù)能夠通過(guò)手指接近傳感器時(shí)引起的光線變化檢測(cè)按鈕點(diǎn)擊動(dòng)作。不過(guò)，這一技術(shù)在工業(yè)環(huán)境中并不可靠。因?yàn)?，如果按鈕區(qū)域的玻璃上沾有油漬、塵垢或斑點(diǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致觸控檢測(cè)失誤。

磁性裝置解決方案需要配備一個(gè)磁開(kāi)關(guān)，當(dāng)檢測(cè)到附近有強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)便會(huì)關(guān)閉。但是用戶手里需要隨時(shí)準(zhǔn)備一支磁性筆用來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。

電容技術(shù)卻能夠解決這些問(wèn)題；此外，由于增添按鈕僅意味著向PCB增加額外的銅材料，因此按鈕的數(shù)量并不影響應(yīng)用的價(jià)格。

我們通過(guò)眾多測(cè)試證明了CapTIvate?技術(shù)的穩(wěn)健性，包括裸手觸控、戴手套觸控，甚至還嘗試了創(chuàng)建誤觸場(chǎng)景。在每場(chǎng)測(cè)試中，我們采集了1000個(gè)點(diǎn)擊按鈕時(shí)的樣本和1000個(gè)未執(zhí)行任何操作的樣本。然后計(jì)算出每個(gè)事件的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，用以估算按鈕的信噪比(SNR)和串?dāng)_。

如果要確保按鈕被觸控到的概率等于99.73%，SNR必須大于9.5dB。如果要確保按鈕點(diǎn)擊不會(huì)影響到相鄰的按鈕，串?dāng)_也必須大于9.5dB。測(cè)試結(jié)果符合該等閾值，見(jiàn)圖3。

圖3：觸控和串?dāng)_測(cè)試

電容技術(shù)在玻璃和PCB之間所需氣隙方面有其局限性（我在之前的博文里也提到過(guò)），其要求該氣隙應(yīng)盡可能小。

雖然參考設(shè)計(jì)中電極板與10 mm厚的玻璃之間足有2mm的氣隙，其仍能檢測(cè)到裸手觸控和戴手套觸控的動(dòng)作，并僅利用一塊芯片就能在LED和LCD上給出反饋。

審核編輯：郭婷