發布日期：2022-10-09 點擊率：47
電感感測技術使得設計人員重新思考那些已經存在很多年的許多問題。今天，我將為你展示一個按鈕設計的先進方法；在這個方法中，不再需要使用任何的移動部件。
傳統上，電器和消費類電子產品上的按鈕使用一個阻性觸摸解決方案；這個解決方案依靠機械按鈕來實現正常功能。移動部件的使用容易受到長期穩定性的影響，并且看上去不太美觀。這個方法也無法實現外殼的完全密封，這也使它容易受到潮濕和其它污染物的影響。
電容按鈕已經解決了很多機械按鈕存在的問題，諸如穩定性問題，但是電容按鈕仍然會受到外來物質的影響，比如說按鈕表面水滴。此外，有的時候戴手套就無法操作電容按鈕。
支持金屬觸摸技術的電感到數字轉換 (LDC) 解決了這些問題，而同時又可以實現時尚而又非常可靠的按鈕。其外殼可由單片金屬制造而成（如圖1中所示），這使其具有很高的成本有效性，并且不受潮濕環境的影響。
圖1：包含四個按鈕的ToM設計
傳感器是一個位于外殼內部的印刷電路板 (PCB) 線圈，與外部環境隔離。LDC利用了電感與金屬接近度之間的關系，使得LDC能夠將按用戶的按鈕按壓所導致的金屬彎曲轉化為可以檢測到的電感變化。LDC1612和LDC1614等TI 28位LDC的使用可以檢測到金屬接近度方面微米以下級的變化，而這一變化對于裸眼是完全不可見的，并且不需要很大的力量。
圖2顯示的是一個按鈕應用，其中有一個直徑20mm的圓形按鈕，以及一片厚度為0.25mm的鋁片。這個按鈕的高度標稱值為0.55mm，位置遠離PCB線圈。一般情況下，一次按鈕按壓會導致5μm的彎曲。
圖2：按鈕按壓所導致的金屬彎曲
LDC1612特有一個可配置分辨率和采樣率，以實現人機接口和金屬彎曲距離設計方面的最大靈活性。在這個示例中，LDC1612針對155SPS和13位的分辨率進行配置，在0.55mm的標稱鄰近值上，這一配置足夠檢測出5μm以內的金屬彎曲。一個微控制器能夠處理數據，以檢測電感值何時超過預先設定的閥值。還可以支持觸覺反饋事件，從而提供觸覺反饋，并且告訴用戶有一個按鈕被按下了。
圖3:按鈕被按下4次時的LDC1612輸出響應
圖3顯示了按鈕被按下4次時的LDC1612原始輸出和閥值設置。當LDC輸出通過閥值時，微控制器能夠表示已經發生了一次按鈕下壓，并且觸發一個觸覺響應。根據所需要的強或弱的按鈕下壓檢測，可以設定較高或較低的閥值。
如需獲得一個使用我在本文中所談到原理的完整設計，敬請查看支持觸覺反饋的金屬按鈕觸摸TI Designs參考設計。
很明顯，因為有了電感技術和后處理，我們對于按鈕有了全新的認識。可能性是無窮的。請在下方給我們留言，告訴我們你希望改進哪些按鈕應用。
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