【導(dǎo)讀】如今家電上也有許多的觸摸屏，購買家用電器時最重要的因素包括產(chǎn)品外觀及其支持的高端特性。現(xiàn)在都是采用當(dāng)今高度集成的片上系統(tǒng)（SoC）處理器，設(shè)計人員不僅能在電容式感應(yīng)技術(shù)基礎(chǔ)上推出全新用戶界面，而且還能集成其它系統(tǒng)功能，從而降低系統(tǒng)成本并節(jié)約板卡空間。那么家電上的觸摸屏傳感技術(shù)如何呢？請看本文。
由于構(gòu)建系統(tǒng)所需的許多組件現(xiàn)在已經(jīng)集成在統(tǒng)一的芯片中，因此SoC可顯著加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。此外，連接多個器件和用于故障調(diào)試所需的時間也可大幅縮短。
圖1所示為電磁爐的方框圖。這種電器必須提供以下關(guān)鍵功能：
●保持平鍋的溫度：需要脈沖寬度調(diào)制（PWM）來設(shè)置加熱線圈的點(diǎn)火持續(xù)時間；
●風(fēng)扇控制：需要溫度傳感器和PWM來驅(qū)動風(fēng)扇電機(jī)；
●過電流和過電壓保護(hù)：需要ADC和比較器；
●平鍋?zhàn)詣訖z測：需要電感感應(yīng)功能；
●基于時間的烹飪功能：需要實時時鐘（RTC）；
●用戶界面——顯示屏：需要LED驅(qū)動器或LCD玻璃顯示屏；
●用戶界面——按鍵：需要電容式觸摸感應(yīng)和檢測功能。
圖1. 電磁爐框圖
電容式感應(yīng)技術(shù)
基于電容式感應(yīng)技術(shù)的按鍵使電器外形時尚美觀，消除了磨損問題，與機(jī)械按鍵相比更受歡迎。許多電器都要在靠近液體的環(huán)境下使用，因此要考慮防水功能，避免水濺上去而產(chǎn)生錯誤的按鍵觸發(fā)。圖2給出了電容式傳感器印刷電路板（PCB）的典型布局。通過連接保護(hù)電極可實現(xiàn)防水性，而不是將傳感器周圍的陰影部分（藍(lán)色）接地。
圖2. 使用保護(hù)電極實現(xiàn)防水功能
驅(qū)動這個電極的信號與連接到傳感器的信號一樣，因此水滴滴落在傳感器上時不會形成陰影區(qū)和傳感器之間的電勢差，傳感器上不會耦合更多電容，因此就能實現(xiàn)防水效果。如果傳感器完全浸入水中，則會激活保護(hù)機(jī)制來禁用傳感器的工作。
由于許多電器都要用大電流工作，因此電源通常會因負(fù)載電流和數(shù)字開關(guān)的變化而產(chǎn)生巨大的噪聲/波紋，數(shù)字開關(guān)也會耦合到電容式傳感器上，從而影響用戶界面的可靠性。根據(jù)正確的原理圖和布局指南，我們可通過接地線布局等技術(shù)來減少電源中的波紋，確保不出現(xiàn)接地反彈。但是，我們很難完全去除噪聲。如果用電源的+ve線路驅(qū)動參考，可能會產(chǎn)生電容式感應(yīng)的誤報警。
通過在GND和VREF（內(nèi)部生成）之間切換傳感器，只要在規(guī)定的產(chǎn)品工作限度之內(nèi)，電源的任何變化均不會引發(fā)錯誤觸發(fā)。
更高的集成度，更低的成本
SoC具有集成型片上外設(shè)和基于硬件的特性，能幫助設(shè)計人員實施大多數(shù)乃至所有的電器功能。
在今天競爭激烈的消費(fèi)類市場中，電器必須具有豐富的特性，集成型SoC不僅能集成越來越多的應(yīng)用特性，還可降低整體系統(tǒng)成本，因此成為了OEM廠商的最佳選擇。這個方法同樣適用于電磁爐、微波爐等小型電器以及洗衣機(jī)、電冰箱等大型電器（當(dāng)然大型電器對于FOC電動機(jī)控制等特定功能仍需要專用控制）。
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